Kleinste Rückstände auf Oberflächen aufspüren

Befinden sich partikuläre, chemische oder filmische Verunreinigungen auf Werkstoffoberflächen, so beeinflussen sie nachfolgende Fertigungsschritte wie beispielsweise Kleben oder Lackieren ganz erheblich. Mit der laserinduzierten Plasmaspektroskopie – kurz LIPS oder LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy) – analysieren Forscher am Fraunhofer IFAM die elementare Zusammensetzung einer Oberfläche und erhalten so Aufschluss über Kontaminationen. Um die Verunreinigungen schon während des Fertigungsprozesses zu erkennen, gilt eine digitalisierte Inline-Messung als Schlüssel für eine hocheffiziente Prozesssteuerung. Innerhalb des vom BMWi geförderten Projekts „ALASKA“ wurde diese Technologie genutzt und in eine vollständig automatisierte Einheit für komplexe Prozessketten überführt. Um die LIBS-Technologie in bestehende Produktionsabläufe zu integrieren, hat das Fraunhofer-Institut in Zusammenarbeit mit der LTB Lasertechnik Berlin GmbH einen kompakten LIBS-Messkopf zur Montage an vorhandenen Robotersystemen entwickelt. Wichtiges Ziel innerhalb des Projekts war es, ein kleines und leichtes System zu konstruieren, das zugleich mit robusten Komponenten ausgestattet ist, um der Bewegung am Roboter standzuhalten und dadurch keine Veränderungen der Messqualität hervorzurufen. Zum Einsatz kam hierbei ein Laser mit der Wellenlänge 1064 nm. Als Ergebnis dieser Entwicklung können die LIBS-Messungen nun vollständig automatisiert in komplexe Prozessketten eingebunden werden. Konkrete Anwendungsszenarien sind z.B. in der Fertigung von Faserverbundkunststoffen oder bei der Vermeidung von Lackbenetzungsstörungen denkbar. Liegen die Messwerte außerhalb des Toleranzbereichs, kann der Prozess direkt und unkompliziert nachgeregelt werden.

In einem Video informiert das Fraunhofer IFAM über die Technologie der laserinduzierten Plasmaspektroskopie und mögliche Anwendungen.