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Jul 15, 2015

Spiegelnde Oberflächen mit Laserlicht vermessen


Zur Bestimmung der Rauheit von spiegelnden Oberflächen erforscht das BMBF-Verbundprojekt OptOCHar laserbasierte Messverfahren im Nanometerbereich. Anwendung findet das Verfahren z.B. in der Metallbearbeitung und Halbleiterindustrie



Die Güte technischer Oberflächen ist in vielen Anwendungsfeldern ein wesentlicher Faktor für die Qualität des Gesamtergebnisses. Nach DIN-Standard wird Rauheit taktil mit einer sehr feinen Messspitze bis in den Nanometerbereich gemessen. Dazu muss das Messobjekt jedoch absolut ruhig liegen, was für große Flächen sehr zeitaufwändig ist. Zudem wird die Oberfläche berührt, was oft zur Beschädigung des Messobjekts führt. Auch alternative optische Messverfahren benötigen in der Regel weiterhin einen ruhigen Messort. Dies gilt insbe-sondere bei spiegelnden Oberflächen, die sich vielen Verfahren aufgrund der speziellen optischen Eigenschaften vollständig verschließen.
Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt OptOCHar wird ein neuartiges Verfahren für die flächenhafte, optische Rauheitsmessung konzipiert. Dieses ist durch eine spezielle Analyse von Laserreflexionen für den Einsatz direkt im Produktionsprozess geeignet.

Das Verfahren ist für viele Bereiche nutzbar, z.B. für die Halbleiterindustrie, die Solarindustrie, die Medizintechnik, die Stahlproduktion und die metallverarbeitende Industrie. In der Halbleiterindustrie beeinflusst eine zu hohe Rauheit die Qualität und Funktionalität elektronischer Bau-teile nachteilig, in der Solarindustrie hingegen verbessert ein gewisses Maß an Rauheit die Funktionalität der Zellen. In der Stahlproduktion müssen produzierte Oberflächen eine definierte Rauheit aufweisen, weil Abweichungen zu Qualitätseinbußen führen. Hier kann das Sensorsystem prozessbegleitend die erforderlichen Qualitätsprüfungen durchführen.
Nach Projektende werden die Verbundpartner den Sensor zur Serienreife bringen und in unterschiedlichen Konfigurationen auf den Markt bringen. Das mit knapp 1,4 Millionen Euro durch die BMBF-Initiative "KMU-innovativ: Photonik / Optische Technologien" geförderte Projekt läuft seit März 2015. Die Verbundpartner CoSynth GmbH & Co. KG aus Oldenburg, Fries Research and Technology GmbH aus Bergisch Gladbach, Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft der Universität Bremen und als assoziierter Anwendungs-partner Tata Steel Plating Hille & Müller GmbH aus Düsseldorf werden für drei Jahre an dem Thema forschen und Anfang 2018 die Ergebnisse präsentieren.