BERATUNGSGESPRÄCH
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Schichtdickenmessung in der Werkstoffprüfung

Eine Dickenmessung von verschiedenen Materialien ist erforderlich in der Herstellung von Vormaterialien, wie z.B. Stahl (Bandstahl) oder Kunststoffen. Dabei wird bei einem Stahlblock die Dicke (Höhe) im Ganzen vermessen.

Bei einer Schichtdickenmessung werden auf einen Träger verschiedene Materialen aufgebracht (z.B. Lack und Kunststoff) und dabei wird die Dicke der einzeln aufgebrachten Materialien vermessen.

Einsatzgebiete für die Werkstoffprüfung

Die Anwendung optische Schichtdickenmessung, ist in vielen industriellen Anlagen und Prozessen notwendig, damit eine gleichbleibende Materialstärke bei der Werkstoffprüfung inline in der Produktion überwacht und gewährleistet werden kann. Dieses gilt für alle Arten von Materialien, ob es sich um Metalle oder Kunststoffe handelt.

Insbesondere beim Aufbringen von verschiedenen Schichten von Materialien auf Trägeroberflächen, ist es oft notwendig, diese Schichtdicken kontinuierlich inline zu messen auf Dicke und Oberflächenqualität, bevor weitere Materialschichten aufgetragen werden, wie z.B bei:

  • Pulverbeschichtungen
  • Verzinkungen
  • Lackierungen
  • Batteriefolienbeschichtungen
  • Kunststoffbeschichtungen

Vorteile der berührungslosen Dickenmessung

Viele Materialien lassen sich taktil nicht vermessen, daher werden berührungslose Dickenmessungen erforderlich. Insbesondere z.B. bei glühenden Materialien, oder nassen Prozessen, ist eine kontinuierliche taktile Vermessung nahezu unmöglich. Weiterhin haben sich die Bahngeschwindigkeiten in Anlagenbau und Produktion erhöht, die eine entsprechende schnelle Abtastrate der Messsysteme erforderlich machen. Zusätzlich sind häufig hohe Messbreiten erforderlich.

Warum eignet sich die berührungslose Messtechnik so perfekt für diese Applikation?

  • Einsetzbar in beliebiger Bahnbreite,
  • Skalierbare Messdicken von wenigen Millimetern bis zu mehreren Metern,
  • Bei unterschiedlichen Materialien können Dicke und Schichtdicke gemessen werden,
  • Vibrationen der Bahnmaterialien, können kompensiert werden,
  • Turnkey Lösung für den Maschinenbau,
  • Berührungslos und zerstörungsfreies Messverfahren,
  • Große Abstände zum Messobjekt sind möglich,
  • Vermessung von Freiformen,
  • Hohe Bahngeschwindigkeiten von bis zu 41 Mio. Punkte/Sek. und 3µ Auflösungen sind möglich.

Nachteile anderer Messverfahren

Neben der Dickenmessung und Schichtdickenmessung mit berührungsloser Laser Messtechnik, gibt es andere Messverfahren, die in der Praxis jedoch einige Nachteile mit sich bringen können.

Kapazitive Dickenmessung

Kapazitive Dickenmessungen eignen sich nur für kleine Messbereiche und auf ebenen Flächen, und EMV-Ingress kann problematisch sein.

Photothermische Schichtdickenmessung

Hier handelt es sich um eine Infrarotmessung, der Nachteil ist, dass bei jeder neuen Materialpaarung, auch eine neue Kalibrierung zu erfolgen hat.

Ultraschall Schichtdickenmessung

Ultraschall- und Wirbelstrom- Messverfahren, sind nur effizient, wenn ebene Geometrien zu vermessen sind. Nur kleine Bahnbreiten sind möglich und oft ist ein Wasserfilm zum Einkoppeln der Signale nötig und es gibt mehr Einschränkungen in der Materialart.

Dicken- und Schichtdickenmessung mit QuellTech Lösungen

Die QuellTech Dickenmessung besteht aus 2 oder mehr Laserlinien Sensoren , bei denen sich jeweils 2 Laserlinien Sensoren 180 Grand gegenüberstehen und dazwischen läuft das zu messende Material hindurch. Diese Lösung lässt sich mit QuellTech Q4–Q5 oder Q6 Laser Scannern umsetzen.

Die gewünschte Messgenauigkeit wird erreicht, indem jede dieser Laserlinien ein Höhenprofil der jeweiligen Oberfläche aufnimmt. Diese Höhenprofile der jeweiligen Oberflächenseiten werden voneinander subtrahiert und ergeben ein zweidimensionales Schichtdickenprofil. Bei dieser Methode der Schichtdickenmessung, werden viele Profile in Bewegungsrichtung des Mediums gemessen und erzeugen im Ergebnis eine Punktewolke der Dicke oder Schichtdicke, die bei den Abweichungen von der Toleranz, über die gesamte Materialbreite sofort detektiert werden kann.

In der industriellen Messtechnik können Dickenmessungen mit Laser Sensorik, eingesetzt werden in beliebiger Bahnbreite und in einer Messdicke von wenigen Millimetern bis zu mehreren Metern und das bei unterschiedlichen Materialien. Dabei sind auch Messungen der Schichtdicke bei hohen Bahngeschwindigkeiten möglich, denn auftretende Vibrationen des Bahnmaterials können messtechnisch über die QuellTech Benutzersoftware kompensiert werden.

Die QuellTech Benutzersoftware ermöglicht in dieser QuellTech Komplettlösung die individuelle Festlegung von Toleranzfeldern und die Detektion von langfristigen Trends, die z.B. durch Werkzeugverschleiß auftreten können. Dabei bleibt die Software ohne weitere Programmierung für den Anwender parametrierbar.

Vorteile der QuellTech Lösung

  • Eine kontinuierliche Inline Überwachung der Materialstärke verhindert Ausschuss und  bringt eine bessere Produktqualität.
  • Eine entfällt eine zusätzliche aufwändige Stichprobenprüfung an einem separaten Prüfplatz.
  • Zeitnahe Identifikation von Messabweichungen der Schichtdicke oder Dicke des Materials und Weiterverarbeitung der Messwerte.
  • Präventive Instandhaltung der Maschinen in der Werkstoffprüfung durch Auswertung von Langzeitdaten in der
  • Produktionsqualität und Produktivität in der industriellen Messtechnik werden wesentlich verbessert durch die QuellTech Turnkey Lösung.

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