Innovative Systemlösung zur Sauberkeitskontrolle

Fertigungshilfsmittel wie Öle, Fette, Kühlschmierstoffe und Trennmittel sind beim Herstellen der Rohteile unerlässlich. Als Rückstand auf der Bauteil­oberfläche werden sie für viele Prozesse zum Störstoff und müssen durch Reinigen entfernt werden. Vor allem Prozesse wie Kleben, Beschichten, Lackieren und Schweissen reagieren sehr empfindlich auf diese filmischen Verunreinigungen. Die Störwirkung ist dabei vielfältig. Beim Lackieren und Kleben führt eine filmische Verunreinigung zu mangelnder Haftung, beim Schweissen zu Poren in der Schweissnaht und beim Gasnitrieren durch Störung der Gasdiffusion zu Weichfleckigkeit. So vielfältig die Auswirkungen sind, das Ergebnis ist immer gleich: Unzureichende Sauberkeit führt zu mangelnder Qualität und Funktionalität.

 

Innovative Systemlösung «FluoScan 3D» zur automatisierten Sauberkeitskontrolle.

Sauberkeitskontrolle mit bewährter Fluoreszenzmesstechnik

Zum Erfassen filmischer Verunreinigungen auf Bauteiloberflächen haben sich die Hand- und Inline-Messgeräte von Sita seit vielen Jahren international bewährt. Die Grundlage der berührungslosen Sauberkeitskontrolle ist die Eigenschaft von Verunreinigungen wie Ölen, Fetten, Kühlschmierstoffen und Trennmitteln, bei Anregung mit UV-Licht zu fluoreszieren. Die Intensität der Fluoreszenz ist abhängig von der Schmutzmenge auf der Oberfläche.

Die innovative Systemlösung «FluoScan 3D» hebt die Sauberkeitskontrolle auf eine neue Stufe. Sie basiert auf einem Inline-Fluoreszenzsensor sowie dessen schneller und exakter Positionierung mit einer 3-Achsen-Verfahreinheit. Durch die Abtastrate von 50 Hz und die Verfahrgeschwindigkeit der Achsen von bis zu 100 mm/s ist das automatisierte Messsystem in der Lage, in kurzer Zeit grosse Oberflächen örtlich hochauflösend hinsichtlich filmischer Verunreinigung zu kontrollieren.

Die eigens dafür entwickelte Mess- und Steuersoftware ermöglicht die flexible Anpassung an neue Prüfaufgaben. Neue Messprogramme werden einfach vom Nutzer per Drag & Drop aus vorgefertigten Programmbausteinen zusammengestellt. Auf diese Weise lassen sich je nach Anwendungsfall gezielt Punkte, Linienzüge oder ganze Flächen kontrollieren. Dazu können vordefinierte Raster aus Einzelpunktmessungen und Scans beliebig kombiniert werden.

 

Kontrolle mehrerer Bauteile in einem Schritt

Mehrere gleiche oder unterschiedliche Bauteile lassen sich nebeneinander auf der Arbeitsfläche platzieren und in Form eines Multipart-Scan automatisch nacheinander messen. Bei gleichen Teilen kann der Messablauf eines Teils für alle anderen Teile auf der Arbeitsfläche direkt dupliziert werden.

In der grafischen Ergebnisdarstellung lassen sich Teile direkt miteinander vergleichen oder auf das Überschreiten von Sauberkeitsgrenzwerten prüfen. Eine Exportfunktion der Messdaten zur weiteren Auswertung und Archivierung ist vorhanden.

 

Kontrolle der Dichtnut eines Gehäuses aus Aluminiumdruckguss auf Trennmittelrückstände (Ergebnisdarstellung).

 

Anwendungsbeispiel

In der Automobilindustrie kommen Gehäuse aus Aluminiumdruckguss in den unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz: vom Schutz der Elektronik zur Motorsteuerung bis hin zum Getriebe. Durch Verkleben mit einem Flüssigdichtstoff werden die Verbindung der zwei Gehäuseteile sowie die Dichtheit gegenüber Umgebungs- und Medieneinflüssen sichergestellt. Für den Druckgiessprozess der Aluminiumgehäuse sind Trennmittel unerlässlich. Deren Rückstände wirken sich störend auf die Verklebung aus und müssen durch Reinigen entfernt werden.

Durch Fluoreszenzmessung mit der Systemlösung «FluoScan 3D» kann die Sauberkeit der umlaufenden Dichtnut kontrolliert werden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die tiefer liegenden Dichtnuten deutlich schwieriger zu reinigen sind als der Rest des Gehäuses. Sie sind in der Regel deutlich stärker verunreinigt. Durch Messung einer hohen Anzahl von Punkten direkt auf der zu verklebenden Funktionsfläche der Dichtnut kann die Sauberkeit sicher geprüft und die Qualität der Verklebung sichergestellt werden. Dabei hat es sich bewährt, prozessspezifische Grenzwerte für eine hinreichende Sauberkeit abhängig von der Qualität der Verklebung entweder empirisch oder durch Korrelation mit Prüfverfahren wie Abreissversuchen zu ermitteln.

 

Ausblick

Die hohe Flexibilität des Fertigungsprüfsysteme «Fluoscan 3D» ermöglicht die Kontrolle von Bauteilen unterschiedlicher Geometrie mit einer hohen Messwertdichte. Aufgrund der Kalibrierung der Sita-Fluoreszenzmessgeräte auf die Fluoreszenznormale sind die Messergebnisse aller Geräte untereinander sowie modellübergreifend auch mit den Handmessgeräten «CleanoSpector» vergleichbar.

 

Erstveröffentlichung im JOT-Special «Industrielle Teilereinigung»

 

 

Dipl.-Ing. Stefan Büttner

Applikation

Dipl.-Ing. Sebastian Gottschall

Technik

Sita Messtechnik GmbH

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