Test na czystość metodą fluorescencji

Zdjęcie fluorescencyjne elementu w przedstawieniu w fałszywych kolorach - czarne obszary są czyste, białe obszary są silnie zabrudzone. © Fraunhofer IPM

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

Wiele nowoczesnych procesów produkcyjnych wymaga czystych powierzchni elementów. Fraunhofer IPM opracowuje zaawansowane systemy pomiarowe fluorescencji, takie jak F-Scanner czy F-Camera, które pozwalają ocenić czystość całych elementów na linii produkcyjnej lub w laboratorium. Aktualne rozwiązania prezentuje Fraunhofer IPM na targach parts2clean 2023 w Stuttgarcie. W ramach dwóch niedawno uruchomionych projektów partnerskich naukowcy rozwijają kolejne systemy specjalistyczne, np. do kontroli nakładania środków oddzielających w lekkim budownictwie.

Czystość powierzchni elementów – szczególnie w odniesieniu do zanieczyszczeń organicznych – jest kluczowa w wielu nowoczesnych procesach produkcyjnych dla jakości wyprodukowanego elementu: Dotyczy to np. procesów klejenia, uszczelniania i spawania, a także procesów powlekania i próżniowych. Aby monitorować i dokumentować czystość powierzchni, Fraunhofer IPM opracowuje najnowocześniejsze systemy pomiarowe fluorescencji, takie jak F-Scanner czy F-Camera. Te systemy mogą bezbłędnie sprawdzać czystość powierzchni – na całym elemencie, dla każdego elementu. Minimalizują zużycie zasobów i odpadów, skracają czas przestojów maszyn oraz maksymalizują jakość i trwałość elementów. Takie systemy torują drogę do bardziej zrównoważonych, opartych na danych procesów czyszczenia i powlekania.

Wykrywanie substancji organicznych za pomocą fluorescencji

Połączenie wysoce czułej metody laserowej detekcji fluorescencji z koncepcją skanowania laserowego pozwoliło Fraunhofer IPM na opracowanie F-Scannera. Dzięki niemu można kontrolować wysoką rozdzielczością niemal dowolne elementy od mniej niż jednego centymetra kwadratowego do kilku metrów kwadratowych pod kątem czystości – na linii produkcyjnej, w laboratorium lub w technikum. Fioletowy lub ultrafioletowy promień laserowy F-Scannera powoduje, że organiczne pozostałości, takie jak smary, oleje antykorozyjne, środki oddzielające, topniki i odciski palców, emitują światło fluorescencyjne. Granica wykrywalności dla większości substancji organicznych wynosi od 1 do 10 miligramów na metr kwadratowy, co odpowiada warstwie o grubości zaledwie kilku nanometrów.

Dwa aktualne projekty badawcze

Fraunhofer obecnie rozwija wraz z partnerami nowe zastosowania do kontroli czystości w ramach dwóch trwających projektów. W projekcie InMoDie chodzi o aspekty czystości w produkcji lekkich elementów: zespół opracowuje systemy kontrolne dla procesu odlewania ciśnieniowego aluminium i magnezu, które mają zapewnić, że konieczne środki oddzielające formę są nakładane optymalnie, a pozostałości po procesie są od razu wykrywane. W ramach projektu Qual-Clean Fraunhofer IPM rozwija system zapewnienia jakości, który można zintegrować z procesem czyszczenia, gwarantując i dokumentując celowe czyszczenie krytycznych obszarów elementów. Do tego celu technologia F-Scanner Fraunhofer IPM jest łączona z technologią czyszczenia strumieniem śniegu z CO2 od partnera przemysłowego acp systems AG.