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TERASCOPE - Forschung und Entwicklung für die Zukunft

Das Fischer TERASCOPE System wird speziell für die Messung von Mehrschichtsystemen entwickelt. Mit diesem System kann jede einzelne Schicht in einem Mehrschichtsystem erfasst und präzise bestimmt werden. Und das in einem einzigen Arbeitsschritt. Diese zukunftsweisende Technologie nutzt Terahertz-Strahlung, also den elektromagnetischen Frequenzbereich zwischen 0,1 und 10 Terahertz. Gemeinsam mit Automobil- und Lackherstellern entwickeln wir Lösungen, um diese Technologie in Produktionsprozesse zu integrieren. Damit ist das Potenzial der Methode aber noch lange nicht ausgeschöpft. Viele Stoffe absorbieren die THz-Strahlung auf eine charakteristische Art und Weise. Damit eröffnen sich für die Zukunft viele weitere Anwendungsmöglichkeiten.

Das Unternehmen arbeitete und entwickelt selbstständig wie auch ergänzend in Zusammenarbeit mit Partnern über ein gefördertes Projekt des BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) an der Technologie des TERASCOPE. Das BMBF Projekt „pAInt-Behaviour“ ist entsprechend öffentlich einsehbar: BMBF Zukunft der Wertschöpfung

Anwendungen

Einzel- und Mehrschicht-Schichtdickenmessung

  • Vollautomatische Qualitätskontrolle in der Automobillackierung
  • Industrielle Prozesskontrolle

Qualitätskontrolle und zerstörungsfreie Prüfung (NDT)

  • Bildgebung durch das Material, Erkennung von versteckten Defekten

Spektroskopische Messungen

  • Materialcharakterisierung und -entwicklung

Vorteile

  • Unabhängig vom Grundwerkstoff
  • Messung mehrlagiger Schichten
  • Einfache Automatisierung
  • Berührungslose Technologie
  • Zerstörungsfreie Prüfung
  • Hervorragende Wiederholpräzision

Wie funktioniert die Terahertz-Messung?

Die Terahertz-Messsysteme (TERASCOPE), die von Helmut Fischer entwickelt werden, nutzen den elektromagnetischen Frequenzbereich zwischen 0,1 und 10 THz zur Messung von Schichtdicken. Diese "Terahertz-Strahlung" - so nennt man die elektromagnetischen Wellen innerhalb dieser Bandbreite - wird von einer optoelektronischen Einheit mit einem kompakten Faserlaser erzeugt. Damit kann jede einzelne Schicht innerhalb eines Mehrschichtsystems separat erfasst werden. Vollständig in die Lackierstraße integriert, kann diese automatisierte Technologie die Qualität von Lacksystemen für die Automobilindustrie, sowohl auf Metall- als auch auf Kunststoffsubstraten, eindeutig identifizieren und überprüfen.

 

Schnelle und zerstörungsfreie Schichtdickenmessung

Basis dafür sind die Laufzeitunterschiede der an den jeweiligen Schichtgrenzen teilreflektierten Wellen, über die das Messsystem die Schichtdicke zerstörungsfrei bestimmen kann. Wie andere Materialien zeigen Lacke im Terahertz-Bereich charakteristische Absorptionsspektren, so dass sich aus den zeitskalierten Echo-Impulsen Parameter wie Dicke, Homogenität und Porosität erschließen lassen. Der auf einem Roboterarm montierte Messkopf sendet dazu einen ultrakurzen Terahertz-Puls aus, der auf die Probe geschossen wird. Dieser Puls durchdringt die verschiedenen Lackschichten. Zugleich wird er zum Teil an den Grenzzonen zwischen den Schichten reflektiert. Die daraus resultierenden Signalverläufe lassen sich mit den dafür generierten Algorithmen so extrahieren, dass sich jede einzelne Lackschicht und ihre jeweilige Schichtdicke präzise ermitteln lässt. Dabei berührt der Messkopf nie die Oberfläche der zu prüfenden Karosserie, sondern schwebt stets in einem Abstand von wenigen Zentimetern über sie hinweg. Daher kann das System sogar bei noch nasser Lackierung eingesetzt werden. Jede Messung erfolgt in Bruchteilen einer Sekunde und damit weitaus schneller als die Neupositionierung des eingesetzten Roboters.

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