Optische Oberflächenmesstechnik

Aktuelle Trends und individuelle Lösungen

Welche Messmethode zur Charakterisierung von Oberflächen ist für welche Messaufgabe geeignet? Wie bestimmt man Ebenheit,
Parallelität, Rauheit, Form- und Oberflächenparameter und Stufenhöhen am einfachsten? Welche Vor- und Nachteile bringen die verschiedenen Verfahren im Arbeitsalltag mit sich? Diesen und weiteren Fragen widmet sich der TopMap Day am 6.Oktober 2021 im persönlichen Austausch zwischen Referenten und Teilnehmern.

Im Praxisteil beraten Sie unsere Experten zu Ihrer individuellen Messaufgabe und analysieren Ihre mitgebrachte Messprobe. Gerne stellen wir Ihnen dafür einen Messbericht aus. Wir freuen uns, wenn Sie uns Ihre Probe vorab mit dem Betreff „TopMap Day“ einsenden:

Polytec GmbH
Polytec-Platz 1-7
76337 Waldbronn

Der Workshop richtet sich an Messtechniker, Techniker im Labor, Mitarbeiter der Qualitätssicherung, Konstrukteure, Qualitätsmanager, Fertigungsplaner und Projektmanager.
 

  • Die Teilnehmerzahl ist auf 10 bis max. 25 Personen begrenzt.
  • Die Kurskosten betragen 290,00 EUR zzgl. MwSt.
  • Im Preis enthalten sind ein Teilnehmerzertifikat, die gastronomische Versorgung in den Mittags- und Kaffeepausen, die Workshopunterlagen und Ihr persönlicher Messbericht.
  • Anreise-, Übernachtungs- und individuelle Aufenthaltskosten sind vom Teilnehmer selbst zu tragen.

 

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Flyer

Agenda

  • Einführung und Vorstellung der Polytec GmbH
     
  • Einsatzbereiche der optischen Oberflächenmess­technik
    • Warum messen?
    • Warum optisch?
    • Verschiedene optische Messtechnologien im Überblick
       
  • Grundlagen der Weißlicht-Interferometrie
    • Funktionsprinzip
    • Weiterverarbeitung der Messdaten – Filterung, Ermitteln von Kennwerten (Ebenheit, Rauheit u.v.m.)
    • Anwendungsbeispiele
       
  • Praktischer Einsatz optischer 3D-Messtechnik in Industrieprojekten
     
  • Prof. Dr. Dietmar Schorr, Steinbeis Transferzentrum Tribologie
    • Abgrenzung und Auswahl der passenden Technologie
    • Anwendung der ISO 25178 in der Praxis
    • 3D-Strukturanalysen von Oberflächen oder der Weg zur wahren Oberfläche
  • Grenzen optischer Oberflächenmesssysteme
     
  • Normungsaktivitäten und Faires Datenblatt
    • Aktueller Stand der Normung
    • Vergleichbarkeit durch praxisfreundliche Datenblätter
       
  • Live-Demonstration
    • verschiedener TopMap-­Systeme und Software
       
  • Analyse Ihrer Messaufgabe anhand Ihrer Proben
    • Messproben, die wir aus zeitlichen Gründen nicht während des Workshops analysieren können, vermessen wir gerne im Nachgang und senden Ihnen einen Messbericht zu – ohne Zusatzkosten.

Interview mit M. Sc. Jan Zepp

Polytec: Als Applikationsingenieur führen Sie nicht zuletzt auch Auftragsmessungen und Machbarkeitsstudien durch. Mit welchen Prüflingen und Messaufgaben kommen die Kunden auf Sie zu?

Zepp: Die von den Kunden gewünschten Parameter sind oftmals Ebenheit, Parallelität, Stufenhöhe oder auch Rauheitskennwerte – das sind die Kenngrößen, für die sich unsere TopMap-Oberflächenmesssysteme auch besonders gut eignen. Die Messobjekte sind sehr vielfältig in ihrer Größe, Beschaffenheit und Farbe. Natürlich kommen viele Messaufgaben aus dem klassischen Maschinenbau, z. B. wenn es um Pumpen, Einspritzdüsen und Flanschflächen geht. Wir können aber auch eine Zunahme elektronischer Komponenten beobachten, deren Funktion selbst unter schwierigen Umgebungsbedingungen sichergestellt werden muss. Ein etwas exotisches aber dennoch nennenswertes Beispiel sind in diesem Zusammenhang menschliche Proben für die Kosmetik- und Medizinbranche. 

Polytec: Wie überzeugt die optische Oberflächenmesstechnik hierbei?

Zepp: Die optische Oberflächenmesstechnik überzeugt durch hohen Informationsgehalt bei kurzen Messzeiten. Dank des 70mm großen Höhenmessbereichs können nicht nur Stufenhöhen, sondern auch tiefliegende Messflächen vollständig und ohne Kollisionsgefahr zuverlässig erfasst werden. Die dreidimensionale Falschfarben-Darstellung des Messergebnisses lässt sich intuitiv interpretieren und hilft, Schwachstellen eines Bauteils schnell zu erkennen. 

Polytec: Am 19.09. lädt Polytec ein zum TopMap Day – einem Workshop rund um die Oberflächencharakterisierung. Gehen Sie im Praxisteil auch wieder wie im Vorjahr auf individuelle Anwendungsmöglichkeiten der Teilnehmer ein?

Zepp: Sehr gerne. Schließlich treibt es uns Applikationsingenieure an, auf unserem Erfahrungsschatz aufbauend die beste Lösung für das individuelle Kundenproblem zu finden. Geht nicht, gibt’s nicht. Also kaum (lacht): Unser dynamisches Team aus Applikation, Vertrieb, Produktmanagement und Entwicklung kann schnell neue Methoden entwickeln, implementieren und absichern. Spontanität und Flexibilität gehören also für uns zur Tagesordnung. Oberflächenmesssysteme von Polytec sind Hightech-Instrumente, die oftmals bis dato unzugängliche Information sichtbar machen. Aber Achtung: Unsere Begeisterung ist ansteckend!

Interview mit Dr. Josef Frohn

Polytec: Sie arbeiten im Vertrieb für optische Oberflächenmesssysteme. Vor welchen Fragen stehen Ihre Kunden und wie kann die richtige Messtechnik ihnen weiterhelfen?

Frohn: Meist geht es unseren Kunden um die Optimierung von Produktionsprozessen und deren Kontrolle. Im einfachsten Fall sind Prüfkriterien in technischen Zeichnungen definiert. Dann geht es nur darum, welche Technologie die optimale Lösung bieten kann. Entscheidend können herausfordernde Anforderungen an die Ebenheit sein oder auch eine schnelle Messzeit. Oft sind die Fragestellungen aber auch komplexer. Die Topographiedaten aufzunehmen ist nur ein Teil der Fragestellung. Die Bestimmung von aussagekräftigen Oberflächenparametern erfordert dann viel Erfahrung. Hier kann Polytec den Kunden unterstützen und geeignete Filter und Auswertestrategien entwickeln.

Polytec: Wann sind aus Ihrer Erfahrung optische Oberflächenmessverfahren den klassischen, taktilen Methoden überlegen? Und wo sehen Sie Grenzen der optischen Messtechnik? 

Frohn: Die taktilen Verfahren sind in der Produktionstechnik etabliert und weit verbreitet. Wenn diese Messsysteme an ihre Grenzen stoßen, kann die optische Messtechnik in den meisten Fällen weiterhelfen. Taktil werden z.B. zur Ebenheitsmessung nur wenige Datenpunkte aufgenommen. Auch bei Rauheitsmessungen muss man sich meist auf nur ein Profil beschränken. Wenn Ebenheit und Rauheit vollflächig bestimmt werden sollen, dann führt aus Zeitgründen kein Weg an der optischen Messtechnik vorbei. Auch wenn es an die Grenzen von Auflösung und Genauigkeit geht, können optische Systeme punkten. Natürlich gibt es physikalische Grenzen für die Abbildung der Oberfläche. Oft ist man aber auch durch die Geometrie der Bauteile beschränkt: Optische Systeme brauchen einen freien „Blick“ auf die zu prüfende Fläche. In diesem Punkt können taktile Systeme auch Vorteile haben.

Polytec: Am TopMap Day dreht sich einen Tag lang alles um die Oberflächenmesstechnik. An wen richtet sich der Workshop-Tag, und was erwartet die Teilnehmer genau?

Frohn: Grundsätzlich richtet sich der Workshop an jeden, der sich für Oberflächenmesstechnik interessiert. Wir setzen kein Vorwissen voraus und bieten so auch Einsteigern eine gute Möglichkeit, sich einen Überblick über die optische Messmethoden zu verschaffen. Andererseits ist der Workshop offen gestaltet und bietet genügend Raum für Diskussionen und Fragen. So haben auch Experten die Möglichkeit im direkten Dialog schwierigere Themen zu besprechen. Wir freuen uns natürlich besonders darauf, die Messungen an den mitgebrachten Kundenteilen durchzuführen. In Waldbronn stehen uns alle Messgeräte für ausführliche Tests zur Verfügung. Mit den Messungen bei uns im Haus und einem gemeinsamen Firmenrundgang bietet der Workshop sogar  die Möglichkeit, die Firma Polytec besser kennenzulernen.

Interview mit B. Eng. Matthias Pauli

Polytec: Was machen Sie bei Polytec?

Pauli: Ich arbeite im technischen Vertrieb für den Bereich Süddeutschland. In dieser Position berate ich unsere Interessenten von der Erstanfrage bis zum Projektabschluss mit dem Ziel, die beste Lösung für ihre jeweilige Messaufgabe zu finden. Darüber hinaus betreue ich auch die Bestandskunden in meiner Region.

Polytec: Vor welchen Fragen stehen Ihre Kunden und wie kann die optische Oberflächenmesstechnik ihnen weiterhelfen?

Pauli: In vielen Branchen steigen die Anforderungen an Präzisionsbauteile. Es muss immer schneller und günstiger produziert werden, aber trotzdem soll die Qualität konstant hoch bleiben. Das heißt, der Messbedarf steigt bei den Kunden und auch die Anforderungen an die Messtechnik werden höher.

Hier hilft die optische Oberflächenmesstechnik unseren Kunden mit Lösungen, die nicht nur im Labor für Stichprobenkontrollen eingesetzt werden, sondern auch produktionsnah in der Fertigung oder sogar direkt in der Produktionslinie, in der optische Verfahren 100 % der produzierten Teile prüfen. 

Polytec: Worin sehen Sie die entscheidenden Vorteile optischer Oberflächencharakterisierung gegenüber taktilen Methoden? Wo sehen Sie die Grenzen optischer Oberflächenmesstechnik und wieso? 

Pauli: Im Gegensatz zu taktilen Methoden ist die optische Messung berührungslos und kann damit selbst bei sensiblen Komponenten – wie hochempfindlichen Elektronikbauteilen – eingesetzt werden. Darüber hinaus messen wir in den meisten Fällen flächenhaft und erfassen mit einer  Messung eine große Fläche. Somit ist der Informationsgehalt aus den Messdaten höher als bei einer taktilen Messung, die i.d.R. nur ein Oberflächenprofil aufnimmt. Der größte Vorteil ist aus meiner Sicht aber die deutlich kürzere Messzeit, die einen produktionsnahen Einsatz ermöglicht.

Es gibt eine Grenze für unsere Messtechnik, denn wo Licht ist, ist auch Schatten. Wir messen mit Licht und sind darauf angewiesen, dass Licht in unsere Messsysteme zurückreflektiert wird. Somit ist es nicht möglich, Flächen zu messen, die nicht von oben sichtbar sind, beispielsweise an Hinterschnitten. Andererseits kann Licht problemlos in Vertiefungen eindringen, so können wir tiefe Bohrlöcher vermessen, bei denen taktile Methoden nicht heranreichen. Es gibt für fast jede Messaufgabe ein geeignetes Verfahren – und nicht zuletzt dieses möchten wir gemeinsam beim TopMap Day für die Teilnehmer finden.

Polytec: An wen richtet sich der TopMap Day und was erwartet die Teilnehmer?

Pauli: Wir möchten mit unserem TopMap Day einen breiten Teilnehmerkreis ansprechen. Vom Messtechniker, der im Messlabor mit verschiedensten Fragestellungen konfrontiert ist und an verschiedenen Messsystemen arbeitet, bis zum Prozessingenieur, der für eine neue Fertigungslinie auch die notwendige Messtechnik evaluieren muss. Der TopMap Day soll einen Überblick über verschiedene Messverfahren, Technologien und Anwendungsbereiche geben. Nur wer die verschiedenen messtechnischen Lösungen, von optisch bis taktil, kennt, kann die bestmögliche Entscheidung treffen, welche Lösung die richtige für die eigene Messaufgabe ist. 

Da in der Messtechnik auch die Normung ein wichtiger Bereich ist, stellen wir den aktuellen Stand der ISO 25178 vor, die sich mit der Normung verschiedener optischer Messverfahren befasst. 

Neben den Präsentationen gibt es einen Praxisteil, bei dem alle Teilnehmer die Möglichkeit haben, eigene Proben vor Ort messen und auswerten zu lassen oder ihre individuellen Messanforderungen mit unseren Experten zu besprechen.

Polytec GmbH

Polytec-Platz 1-7
76337 Waldbronn