Werkzeuginspektion Weißlichtinterferometer sichern langfristig den Zerspanungserfolg

Redakteur: Peter Königsreuther

Bei der Zerspanung von Grauguss oder hochwarmfestem Stahlguss verschleißen die Werkzeuge stärker. Isra Vision hat Systeme, die den Abbauprozess präzise überwachen, bevor es problematisch wird.

Firmen zum Thema

Zerspanungswerkzeuge gehören in der Produktion zu den relativ hohen Kostenfaktoren. Sie sollten deshalb möglichst lange durchhalten. Eine optische Inspektion mit Weißlicht kann dabei helfen, sagt Isra Vision.
Zerspanungswerkzeuge gehören in der Produktion zu den relativ hohen Kostenfaktoren. Sie sollten deshalb möglichst lange durchhalten. Eine optische Inspektion mit Weißlicht kann dabei helfen, sagt Isra Vision.
(Bild: A. Armyagov / ISRA)

An Antriebskomponenten von Fahrzeugen werden hohe Qualitätsanforderungen gestellt, sagt Isra. Das betrifft zum Beispiel auch das Kurbelgehäuse, das als zentrales Bauteil des Verbrennungsmotors anzusehen ist. Außerd die Zylinder zu beherbergen, fungiert es quasi als „Skelett“ des Motors, weil viele weitere Bauteile daran montiert sind, führt Isra weiter aus. Damit das Kurbelgehäuse die Betriebsbelastungen aushält, muss es sehr präzise gefertigt sein. Was seine Zerspanung mit Blick auf eine kontinuierliche Präzision betreffe, so sollte man den Werkzeugverschleiß, dessen Toleranzgrenzen klar definiert sind, nicht aus den Augen verlieren.

Die Verschleißkontrolle kann am zu bearbeitenden Bauteil oder am Werkzeug selbst durchgeführt werden, sagt das Unternehmen. Doch das erfordert ebenso präzise sowie schnelle und zerstörungsfreie Prüfmethoden, heißt es weiter. Optische Messverfahren, die kurze Prüfzeiten und eine vollflächige Erfassung des Prüflings ermöglichen, können dabei helfen.

Bildergalerie

Die Weißlichtinterferometrie gilt als besonders praktikabel

Isra erklärt: Den Schlüssel für die 3D-Abbildung des Prüfobjekts bei der robusten und flexiblen Weißlichtinterferometrie liefert die Überlagerung von Lichtstrahlen. Diese entsteht, wenn das Messobjekt und ein Referenzspiegel gleichmäßig von polychromatischem (mehrfarbigem) Licht beleuchtet werden. Dieses Licht wird dabei durch einen halbdurchlässigen Spiegel in zwei Strahlen geteilt. Referenzspiegel und Messobjekt reflektieren die Lichtstrahlen dann zurück, wo sie eine Kamera aufnimmt. Je nach Höhenstruktur und Objektoberfläche unterscheiden sich bei Referenz- und Probenlicht die zurückgelegten Wege, was ein Überlagerungsmuster ergibt, dass sich softwareseitig auswerten lässt, heißt es weiter. Für jeden Objektpunkt kann so sein Abstand berechnet werden. Im Endeffekt entsteht ein exaktes topografisches Abbild der Oberfläche in Form einer Höhenkarte. Die Isra-Vision-Weißlichtinterferometer der Netgageg3D-Produktlinie gehören zu den Systemen, die das leisten. Es gibt sie als Stand-alone-System oder als ein direkt in die Fertigungslinie integrierbares Messverfahren. Klar ist, dass diese Messart nicht nur zur Verschleißkontrolle an Zerspanungswerkzeugen genutzt werden kann. Die Oberflächenerfassung funktioniert genauso gut an rauen oder glatte Bauteilen aus der Elektronik- und Halbleiterindustrie, aus der Glasherstellung sowie aus der Medizintechnik, merkt Isra an.

Oberflächeneigenschaften nanometergenau erfassen

Die Ebenheit, Rauheit oder Stufenhöhen an Bauteilen würden mit nur einer Messung bis in den Nanometerbereich erfassbar. Auch Strukturen in dieser Größenordnung könnten folglich gemessen werden. Je nach Einsatzzweck werden aber unterschiedliche Kameras benötigt. Die Rauheit wird etwa über eine besonders hohe laterale Auflösung erfassbar. Und die Ebenheit wird von Sensoren mit einem sehr großen Messfeld (bis hin zu 110 × 110 mm²) geprüft. Aber auch Informationen zu Maßhaltigkeit und Vollständigkeit lassen sich in Erfahrung bringen. So könne die gesamte Oberflächentopografie innerhalb des Messbereichs inklusive der Objektgeometrie überprüft werden.

Zeitsparende Qualitätssicherung für die Kleinserienfertigung

Beim Messen an sich wird ein kompakter Messkopf in Z-Richtung verfahren, um das Objekt zu scannen. So entsteht ein „Tiefenbild“ mit einer sehr geringen Messunsicherheit, wie Isra Vision betont. Auch tiefliegende Bereiche, wie Bohrlöcher, Gräben oder geätzte Strukturen, könnten damit abschattungsfrei erfasst werden. Gleichzeitig werden große Arbeitsabstände eingehalten. Abhängig von der Oberfläche, kann recht schnell gemessen werden, heißt es. Die schnelle Konfiguration der Messaufgabe sei durch die intuitiv verständliche Bedienoberfläche gewährleistet. Der einfache Umgang mit dem System sei auch deshalb für Zerspanungspraktiker attraktiv, weil sie immer öfter Kleinserien zu fertigen haben. Während der ersten Einrichtung wird der gesamte Ablauf als automatisiertes Rezept hinterlegt. Dieses steht damit für weitere Messungen bereit. Das Reporting gilt als übersichtlich und sichere zu jedem Zeitpunkt die Kontrolle über den Bearbeitungs- beziehungsweise Verschleißzustand des Messobjekts. Wenn es also um Zerspanungswerkzeuge geht, steigert eine solche Überprüfung die Standzeiten derselben. Der Ausschuss bei den Werkstücken wird verringert. Und die Archivierung präziser Maschineneinstellungen sichere auch langfristig den Bearbeitungserfolg.

(ID:47324276)