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Fertigungsmess- und Prüftechnik
Schnelle Prüfung komplexer Geometrien (SFB 871 C2)

Fertigungsmess- und Prüftechnik

Die Kernaufgabe der Fertigungsmess- und Prüftechnik besteht in der Erfassung, Charakterisierung und funktionsorientierten Interpretation geometrischer Abweichungen industriell hergestellter Werkstücke im Hinblick auf die Sicherstellung der Bauteilqualität durch Regelung des Fertigungsprozesses.

Einen aktuellen Forschungsschwerpunkt bildet bspw. die Erforschung und Weiterentwicklung der optischen 3D-Koordinatenmesstechnik auf Basis Streifenprojektionssensorik, die aufgrund ihrer hohen Auflösung, Messgeschwindigkeit und Flexibilität ein breites Anwendungsspektrum im industriellen Umfeld findet. Konkrete Forschungsprojekte befassen sich derzeit mit der Erforschung eines endoskopischen Streifenprojektionsmesssystems zur Verschleißmessung von Umformwerkzeugen im Rahmen der Entwicklung der Blechmassivumformung als neuartige Fertigungstechnologie sowie der flächenhaften Zustandsbefundung betriebsbeanspruchter Triebwerkskomponenten im Hinblick auf die Erforschung und Entwicklung geeigneter Methoden zur Bauteilregeneration.

Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Entwicklung und Erforschung von Mess- und Auswerteverfahren für die optische 2D- bzw. 3D-Rauheitsmesstechnik zur Charakterisierung technischer Oberflächen. Beispielsweise werden derzeit in unterschiedlichen Forschungsprojekten auf Basis mittels chromatischer-konfokaler Sensorik, konfokaler Mikroskopie sowie Weißlichtinterferometrie erfasster Messdatensätze Methoden zur Fusion sich überlappender Messfelder sowie zur kenngrößenbasierten Charakterisierung mikrostrukturierter Oberflächen erforscht.

ANSPRECHPARTNER

PD Dr.-Ing. Dipl.-Phys. Markus Kästner
Gruppenleitung
Adresse
An der Universität 1
30823 Garbsen
Gebäude
Raum
114
PD Dr.-Ing. Dipl.-Phys. Markus Kästner
Gruppenleitung
Adresse
An der Universität 1
30823 Garbsen
Gebäude
Raum
114

Schnelle Prüfung komplexer Geometrien (SFB 871 C2)

Leitung:  Prof. Dr. Eduard Reithmeier
E-Mail:  philipp.middendorf@imr.uni-hannover.de
Team:  M. Sc. Philipp Middendorf
Jahr:  2011
Datum:  04-10-21
Förderung:  DFG
Laufzeit:  2011-2022

MOTIVATION UND ZIELSETZUNG

Für die Wartung eines Flugtriebwerkes, insbesondere die Inspektion der Turbinenschaufeln einer Blisk, werden die Triebwerke teilzerlegt und mit flexiblen Video-Endoskopen analysiert. Diese subjektive Sichtprüfung erfolgt durch speziell geschulte Mitarbeiter. Um neben der persönlichen Beurteilung durch den Mitarbeiter eine quantitative Analyse einer Blisk zu ermöglichen, wird an einem hochpräzisen Miniatur-3D-Messsystem auf Basis des Streifenprojektionsverfahrens geforscht. Umgesetzt wird dieser Sensor über ein Boroskop, welches mit einer Chip-on-the-Tip Kamera ausgestattet ist. In Kombination mit einer hochgenauen Aktorik und speziell entwickelten Kalibrier- und Stichingverfahren, sollen vollständige und automatisierte 3D-Messungen erfolgen.  Mit diesem System soll eine präzise quantitative Qualitätskontrolle ermöglicht werden, um somit die Sicherheit der Triebwerksprüfung zu steigern und effizienter zu gestalten. 

ERGEBNISSE

In der dritten Förderperiode steht die Frage im Mittelpunkt, inwieweit die Messunsicherheit bei endoskopischen Streifenprojektionssensoren im Vorfeld der Messung vorhergesagt werden können. Mit dieser zusätzlichen Information soll eine detaillierte Planung der Messstrategie erfolgen. Hierbei soll besonders die Artefaktbildung, verursacht durch Multirefelxionen des Messlichts am Werkstück, mittels einer intelligenten Messposenplanung vermieden werden. Im weiteren Verlauf der dritten Förderperiode soll der Streifenprojektionssensor als Werkzeug in eine Werkzeugmaschine eingebunden werden.  Mit hochpräzisen Aktoren und Messsystemen wird die automatisierte Erzeugung eines „digitalen Zwillings“ des realen Werkstücks ermöglicht. Ein digitaler Zwilling kann für jedes individuelle Bauteil den Bearbeitungsfortschritt, sowie die Ist- und Sollgeometrie abbilden. Zum Abschluss des Projektes soll mit Hilfe der gesammelten Erfahrungen ein nochmals stärker miniaturisiertes Messsystem zum Einsatz im Flugtriebwerk entwickelt werden.