Kalibratie van optische meetinstrumenten: Kaiserslauterer start-up ontwikkelt testlichamen

Het team van Opti-Cal (vanaf links naar rechts): Prof. Dr. Georg von Freymann, Dr. Matthias Eifler, Julian Hering en Prof. Dr. Jörg Seewig. (Foto: Koziel/TUK)

Om nauwkeurige gegevens te leveren, moeten meetinstrumenten regelmatig worden gekalibreerd. Hierbij helpen referentiestukken, zogenaamde Normale, die referentiewaarden bieden en zo de nauwkeurigheid van het meetinstrument beoordelen. Ook bij oppervlaktegerichte meettechnieken, die vanwege hun nog niet volledige normering weinig verbreid zijn, zijn Normale noodzakelijk. Zo'n Normale is ontwikkeld door onderzoekers uit Kaiserslautern. Hiermee kunnen meetinstrumenten (zoals microscopen) worden gekalibreerd die bijvoorbeeld microstructuren op onderdelen controleren. Het team commercialiseert hun techniek onder de naam „Opti-Cal GmbH“. Daarnaast adviseren en trainen ze bedrijven bij het kiezen van passende normen en bieden ze specifieke oplossingen aan.

„Het is niet ongebruikelijk dat bij het meten van hetzelfde monster vijf identieke apparaten van dezelfde fabrikant vijf licht verschillende waarden leveren“, noemt Dr. Matthias Eifler, directeur van de Opti-Cal GmbH, als voorbeeld. Om dit zo goed mogelijk te voorkomen, worden bij de kalibratie referentiestukken gebruikt die als referentie dienen.

Een relatief nieuw veld is de optische meettechniek op micro-niveau. In de afgelopen jaren is er veel gebeurd in het onderzoek: „Oppervlakken van onderdelen zijn bijvoorbeeld uitgerust met functionele eigenschappen“, zegt Julian Hering, ontwikkelingsleider van de Opti-Cal GmbH. Hun microstructuur is zodanig ontworpen dat ze bijvoorbeeld wrijving en slijtage verminderen.

Om deze structuren te controleren, zijn geschikte meettechnieken nodig, zoals speciale microscopen, en algemeen geldende normen. Een dergelijke norm voor kalibratie (DIN EN ISO 25178-700) is al in voorbereiding en zal binnenkort van kracht worden. De onderzoekers uit Kaiserslautern bieden echter nu al een oplossing aan. „We hebben een Normale ontwikkeld die de kalibratie volgens de toekomstige norm mogelijk maakt“, zegt Eifler.

Het betreft een proefstuk, waarop zes verschillende microstructuren in vier verschillende maten zijn aangebracht. Deze variëren van stervormige groeven tot kruisnetten met oppervlakten van 100 bij 100 tot 800 bij 800 micrometer. „In totaal zijn er 24 meetgebieden. Met deze vormen is een volledige kalibratie van de apparaten mogelijk“, zegt Hering. „Met een microscoop kunnen hiermee vergrotingen van 5- tot 100-voud worden gedekt.“

De twee onderzoekers van de Technische Universiteit Kaiserslautern zijn met de techniek zelfstandig geworden en hebben hun bedrijf Opti-Cal opgericht, samen met de professoren Dr. Georg von Freymann en Dr. Jörg Seewig. Naast hun referentiestuk (Universeel Normaal) en trainingen bieden ze bedrijven aan om voor de specifieke toepassing passende referentiestukken te ontwikkelen. Daarnaast adviseren ze hun klanten bij het kiezen van het juiste referentiestuk en kalibratieproces.

De twee jonge ondernemers maken gebruik van de expertise uit hun respectieve vakgebieden: Het team onder leiding van professor Seewig uit de afdeling Werktuigbouwkunde en Processtechniek is gespecialiseerd in het ontwikkelen van modellen van referentiestukken op micro-niveau met behulp van computersimulaties, terwijl de werkgroep van professor von Freymann uit de afdeling Natuurkunde deze in 3D-microprint met behulp van zogenaamde 2-foton laserlithografie nauwkeurig vervaardigt.