Reinheitsprüfung per Fluoreszenz

Fluorescent beeld van een onderdeel in false-kleurweergave - zwarte gebieden zijn schoon, witte gebieden zijn sterk vervuild. © Fraunhofer IPM

De F-Scanner-familie: F-Scanner 1D, F-Scanner 1Dmin, F-Scanner 2D. © Fraunhofer IPM

Veel moderne productieprocessen vereisen schone oppervlakken van onderdelen. Fraunhofer IPM ontwikkelt geavanceerde fluorescentiemetingsystemen zoals de F-Scanner of de F-Camera, waarmee de reinheid van hele onderdelen in de productielijn of in het laboratorium kan worden beoordeeld. Actuele oplossingen presenteert Fraunhofer IPM op de beurs parts2clean 2023 in Stuttgart. In het kader van twee recent gestartte samenwerkingsprojecten ontwikkelen onderzoekers verdere speciale systemen, bijvoorbeeld voor de controle van de toepassing van scheidingsmiddelen in de lichte constructie.

De reinheid van het oppervlak van onderdelen – vooral met het oog op organische verontreinigingen – is in veel moderne productieprocessen cruciaal voor de kwaliteit van het vervaardigde onderdeel: Dit geldt bijvoorbeeld voor lijm-, afdichtings- en lasprocessen, evenals voor coating- en vacuümprocessen. Voor het toezicht op en de documentatie van de oppervlaktereinheid ontwikkelt Fraunhofer IPM geavanceerde fluorescentiemetingsystemen zoals de F-Scanner of de F-Camera. Deze systemen kunnen de reinheid van oppervlakken naadloos controleren – op het gehele onderdeel, voor elk onderdeel. Ze minimaliseren middelen en afval, verminderen stilstandtijden van installaties en maximaliseren de kwaliteit en levensduur van onderdelen. Dergelijke systemen effenen het pad naar duurzamere, datagestuurde reinigings- en coatingprocessen.

Organische stoffen detecteren met fluorescentie

Door de combinatie van de hooggevoelige methode van laser-geïnduceerde fluorescentiedetectie met het concept van laser-scanning, heeft Fraunhofer IPM de ontwikkeling van de F-Scanner gerealiseerd. Hiermee kunnen bijna willekeurige onderdelen, van minder dan een vierkante centimeter tot enkele vierkante meters groot, op hoge resolutie worden gecontroleerd op reinheid – in de productielijn, in het technikum of in het laboratorium. De violet of ultraviolette laserstraal van de F-Scanner zorgt ervoor dat organische resten zoals smeermiddelen, corrosiebeschermoliën, scheidingsmiddelen, fluxen en vingerafdrukken fluorescerend licht uitzenden. De detectiedrempel ligt voor de meeste organische stoffen tussen 1 en 10 milligram per vierkante meter, wat overeenkomt met een laagdikte van slechts enkele nanometers.

Twee actuele onderzoeksprojecten

Fraunhofer ontwikkelt momenteel samen met partners in twee lopende projecten nieuwe toepassingen voor de controle van de reinheid. In het project InMoDie gaat het om reinheidsaspecten in de productie van lichte constructiedelen: Hier ontwikkelt een team testsysteem voor het aluminium- of magnesiumgietproces, dat ervoor moet zorgen dat noodzakelijke formulatiemiddelen in het proces optimaal worden aangebracht en dat resten direct na het proces worden herkend. In het kader van het project Qual-Clean ontwikkelt Fraunhofer IPM een in het reinigingsproces integreerbaar systeem voor kwaliteitsborging, dat gerichte reiniging van kritische onderdelen garandeert en documenteert. Hiervoor wordt de F-Scanner-technologie van Fraunhofer IPM gecombineerd met de technologie van CO2-sneeuwstraalreiniging van de industriële partner acp systems AG.