Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2024

Qualitätssicherung
Bild 2: Auf der Oberfläche des Messobjekts wird ein Speckle-Muster mit
fluoreszierender Farbe aufgebracht. © LaVision
bei A bschattungen am Objekt an
Grenzen. Wo wegen Einkerbungen
oder anderer komplexer Geometrien
wenig oder gar kein Licht hinkommt,
sind auf den Kamerabildern auch
keine aussagekräftigen Veränderungen
des Speckle-Musters sichtbar.
Textilien sind hierfür ein typisches
Beispiel. Auch stark reflektierende
oder nasse Oberflächen können zur
Herausforderung werden. Hier hilft
zwar polarisiertes Licht prinzipiell
weiter, das Einstellen der Filter ist
allerdings oft recht aufwendig. Auch
lässt sich nicht auf allen Untergründen
eine Grundierung aufbringen,
weil sie zum Beispiel die Materialeigenschaften
beeinflusst oder während
der Verformung reißen kann.
„Photogenic patterning“
In solchen Fällen gibt es jetzt ein
alternatives Vorgehen: Das von
LaVision entwickelte „photo genic
patterning“, das Polytec im Programm
hat, kennt diese Schwierigkeiten
nicht, obwohl es ebenfalls
die bewährte Speckle-Mustertechnik
nutzt. Auf der Ober fläche
des Messobjekts wird allerdings
ein Speckle-Muster mit fluoreszierender
Farbe aufgebracht, das seine
eigene Lichtemission erzeugt und
deshalb als „photogenic“ bezeichnet
wird (Bild 2). Fluoreszenz ist
die Emission von Licht durch einen
Stoff, der Licht oder andere elektromagnetische
Strahlung absorbiert.
In den meisten Fällen hat das emittierte
Licht eine längere Wellenlänge
als das zur Anregung eingesetzte.
So ist es möglich, das Fluoreszenzmuster
zu isolieren und
mit darauf abgestimmten Algorithmen
zur digitalen Bildkorrelation
auszuwerten. Eine Grundierung
ist dazu nicht erforderlich und
Abschattungen durch die Beschaffenheit
der Probenober fläche oder
Geometrie sind nicht mehr kritisch.
Damit lässt sich auch das Verformungsverhalten
von Materialien
erforschen, bei denen die digitale
Bildkorrelation bisher an Grenzen
stieß.
Vielseitig nutzbar und
biokompatibel
Fluoreszierende Farben sowie das
passende Zubehör zum Aufbringen
gibt es in zahlreichen Varianten, so
dass sich für praktisch jede Oberfläche
eine adäquate Lösung finden
lässt. LaVision hat auf diesem
Gebiet umfangreiche Erfahrungen,
da Fluoreszenz bei vielen Messverfahren
der Göttinger eine Rolle
spielt. Die Farben eignen sich für
unterschiedliche Untergründe und
lassen sich nach dem Test einfach
abwischen.
Biokompatible Farben eignen
sich zum Beispiel für den Einsatz
direkt auf organischen Proben,
sogar feuchte Stimmbänder lassen
sich auf diese Weise vermessen
(Bild 3). Kombiniert mit einer
Strömungs messung werden so
die Bewegungen genau nachvollziehbar.
Selbst saugfähige Oberflächen
eignen sich für „photogenic
patterning“; hierfür gibt es entsprechende
Kreiden.
Zwei DIC-Systeme
Bild 4: Beim digitalen Bildkorrelationssystem StrainMaster Compact sind
Kameras und Beleuchtung im Messkopf integriert. © Polytec
Bild 3: Aufnahme des Schwingverhaltens von Stimmbändern: links starke
Reflexionen bei Weißlicht, rechts mit Floureszenzfarbe grundiert und
Pulver bespecklet. © Charles Farbos Di Luzan, Liran Oren, University of
Cincinnati
Polytec bietet gleich zwei DIC-
Systeme an, die zur zwei- oder
dreidimensionalen Form-, Beanspruchungs-,
und Deformationsanalyse
jetzt auch die fluoreszierenden
Speckle-Muster nutzen können:
Das StrainMaster Portable-
System (Aufmacherbild) ist modular
aufgebaut. Es besteht aus Controller,
Software, ein oder zwei Kameras,
Beleuchtung sowie Mechanik
und ist auch nachträglich erweiterbar.
Alle Prozessschritte der Messung
von der Hardwaresteuerung
über die Datenverarbeitung, Validierung,
Dar stellung und den Datenexport
sind im System integriert.
Die Software steuert alle Prozessschritte
von der Aufnahme bis zum
Datenexport. Die erfassten Rohdaten
bleiben dabei erhalten und
erlauben jederzeit eine erneute
Nachbearbeitung. Wichtige Parameter
wie Auflösung, Field-of-View,
Dehnungsbereich und Arbeitsabstand
hängen von den verwendeten
Beleuchtungen, Kameras und
Optiken ab und lassen sich variabel
an unterschiedliche Applikationen
anpassen.
StrainMaster Compact
Beim digitalen Bildkorrelationssystem
StrainMaster Compact
(Bild 4) besteht der in einem kompakten
Gehäuse untergebrachte
Messkopf aus zwei fest integrierten
USB3 Kameras und einer hellen
LED-Lichtquelle. Der Vorteil
des Systems liegt in seinem integrierten
Aufbau, der einfachen und
schnell überschaubaren Bedienbarkeit
sowie im einsteigerfreundlichen
Preis. Dabei sind Messraten
bis 150 Hz möglich. Vier Gerätevarianten
mit unterschiedlichen Auflösungen
und Sichtfeldern erlauben
vorab eine Optimierung bezüglich
der Anwendung. Ein Komplett system
besteht aus Messkopf, Controller
mit Display, Maus und Keyboard
sowie der StrainMaster Compact-
Software. Damit erschließen sich der
digitalen Bildkorrelation neue Möglichkeiten,
von denen die Materialprüfung
in den verschiedensten
Bereichen profitieren wird. ◄
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