ExpertTalk - Optische Messtechnik: Wo Schmutz keine Chance hat!

In unserer Interviewreihe "ExpertTalk" stellt ein Kollege des Fraunhofer-Geschäftsbereiches Reinigung eine innovative Technologie im Bereich Reinigung näher vor. Welche Kompetenzen, Möglichkeiten und Grenzen die Technologie hat und wo sie zum Einsatz kommt. Dabei darf auch die ein oder andere amüsante Anekdote aus unserem Alltag der Entwicklung solcher Technologien natürlich nicht fehlen. Dieses Mal war Dr. Alexander Blättermann vom Fraunhofer IPM an der Reihe. Er erzählt von weltweit einzigartigen Systemen zur Prüfung der Sauberkeit und warum er mit denen auch manchmal im Dreck kriechen muss.

1.    Welche spezifische Reinigungstechnologie bietet Dein Institut an?

Wir bei Fraunhofer IPM verstehen uns auf optische Messtechnik. Tatsächlich bieten wir keine Reinigungstechnologie, sondern Verfahren und Systeme zur Prüfung der Sauberkeit von Bauteilen und anderen Oberflächen. Unser Fokus liegt hierbei auf einer lückenlosen Prüfung mit höchster Empfindlichkeit sowie Prozesstauglichkeit. Dazu entwickeln wir verschiedene Systeme wie den »F-Scanner« oder die »F-Camera« und passen diese maßgeschneidert an die jeweilige Aufgabe an.

2.    Mit welchen Kompetenzen (Deines Institutes) bietet ihr die Technologie an?

Unsere Systeme vereinen eine ganze Reihe an Kompetenzen aus verschiedenen Bereichen. Ganz grundlegend ist hier die Fluoreszenzmesstechnik: Hier findet am Fraunhofer IPM schon seit vielen Jahren Forschung und Entwicklung in verschiedenen Zusammenhängen statt. Sie ist die Basis für unsere Technologie. Dann kommen technische Aspekte wie beispielsweise Laserscanning und Kameratechnik zum Tragen, welche es uns erlauben, bildgebende Systeme zu entwickeln. Besonders wichtig für den Erfolg in der Praxis ist dann der Schritt zum echten System also zu einem Messgerät, dass beim Anwender 24/7 laufen und voll integriert werden kann. Dies ist ein intensives Zusammenspiel von Maschinenbauern, Elektrotechnikern, Softwareentwicklern, der mechanischen Werkstatt am Fraunhofer IPM und den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, das sich über viele Jahre etabliert hat.

3.    Warum sollte man gerade zu Euch kommen und nicht auf eine Lösung vom Markt zurückgreifen? Welchen Vorteil bietet es dem Kunden?

Unsere Systeme sind weltweit einzigartig und werden von uns flexibel und in jeglicher Hinsicht auf die Kundenanforderungen angepasst. Wir betreiben sozusagen Sondermaschinenbau für neuentwickelte Messtechnik zur Reinheitsprüfung: Größeres Sichtfeld – kein Problem! Höhere Auflösung – kein Problem! Gehäuse in RAL 7048 Perlmausgrau – kein Problem!

4.    Wo bzw. in welcher Branche und bei welchen Reinigungsaufgaben kommt die Technologie meist zum Einsatz?

Ganz aktuell beschäftigt uns das Thema E-Mobility am meisten. Die Zukunftstechnologie kommt mit vielen modernen Fügeprozessen und teils sehr hohen Qualitätsansprüchen. Hier ist eine Qualitätssicherung häufig unabdingbar – insbesondere, wenn es um sicherheitsrelevante Bauteile geht. Zwei konkrete Anwendungen sind bspw. die Sauberkeit von Kupferschweißstellen auf Leistungselektronik (direct copper bonding) und die Sauberkeit von diversen Gehäuseteilen (Motor, Batterie, Steuergeräte, Fahrassistenzsysteme, Bremsen) vor dem Kleben bzw. Dichten. Neben der Elektromobilität haben wir aber auch Anwendungen in anderen Hightech-Branchen wie der Wasserstoffwirtschaft, Medizintechnik und Luft- und Raumfahrt.

5.    Gab es bei der Entwicklung oder Anwendung der Technologie lustige oder interessante Begebenheiten?

Unsere Technologie kann auch zur Messung gewollter Beschichtungen verwendet werden. Dies sind beispielsweise Schmiermittelfilme auf Blechen, bevor diese zu Automobilteilen wie Türen, Dächern oder Motorhauben gepresst werden. So kommt es vor, dass wir hin- und wieder mit unseren höchstempfindlichen Messgeräten in extremen Umgebungen wie einer Pressenstraße unterwegs sind, wo wir im Dreck kriechend und in Ölpfützen liegend an den Geräten schrauben.

6.    Wie sieht die Zukunft dieser Technologie aus, wo geht es hin und was wird kommen?

Wir versuchen die Technologie und die Systeme immer weiter zu pushen – sowohl was die grundlegende Messtechnik angeht als auch was die Auslegung und Ausführung kundenspezifischer Anlagen angeht. Unser Ziel ist es, die Grenzen des technisch Machbaren hinsichtlich Nachweisgrenze, Auflösung, Geschwindigkeit etc. ständig neu zu definieren und dabei Systeme von maximaler Zuverlässigkeit zu realisieren. Die Kosten muss man hier allerdings genau im Blick halten, um den Anwenderkreis nicht zu sehr einzuschränken.

7.    Welche Dienstleistungen oder Services bietet ihr im Bereich Reinigungstechnologie konkret an? (Seminare, Service, Erarbeitung kundenspezifischer Prozesstechnologie, …)

Fraunhofer IPM bietet in Bezug zur Reinheitsprüfung insbesondere die Entwicklung und Fertigung kundenspezifischer Anlagen an. Dabei entwickeln wir schlüsselfertige Systeme mit Software, Betriebsanleitung, Gewährleistung, CE und allem, was darüber hinaus benötigt wird. Außerdem bieten wir Studien sowie Testmessungen an und wir stellen unsere Referenzsysteme gerne für Versuche beim Kunden zur Verfügung.

8.    Was war das interessanteste Projekt, an dem Du in diesem Bereich gearbeitet hast?

Besonders spannend finde ich es, wenn mehrere Projekte ineinandergreifen. Wir haben letztes Jahr ein System zur Prüfung von Motorkomponenten für einen deutschen Automobilbauer realisiert. Die identische Schwesteranlage wurde an den Zulieferer im Ausland geliefert. Beide Systeme werden aktuell zur Prüfung in kleinem Maßstab eingesetzt. Nun arbeiten wir an zwei weiterentwickelten Systemen, die in Zukunft in die Serienfertigung dieser Motoren integriert werden, um eine 100-Prozent-Prüfung im 24/7-Betrieb zu realisieren.