Optische Prüfsysteme und Diagnoseverfahren

Industrielle Mess- und Prüfsysteme

Strukturanalyse von Keramiken mittels Optischer Kohärenztomographie

Die zur visuellen 3D-Prüfung eingesetzte Optische Kohärenztomographie (OCT) liefert hoch aufgelöste Informationen über die Streuintensitäten in verschiedensten Materialien wie Keramiken, Kunststoffen, Gläsern, glasfaserverstärkten Kunststoffen oder biologischen Materialien. Aus der bildhaften Darstellung dieser Signale lässt sich eine Vielzahl von Qualitätsparametern extrahieren.

Das kontaktlos, hochauflösend und schnell arbeitende Messverfahren eignet sich besonders für die strukturelle Analyse von Keramiken. Mit der OCT lassen sich beispielsweise Porengrößen und Stegbreiten von keramischen Schäumen bestimmen oder strukturelle Fehler wie Risse, Poren oder Kerben automatisch detektieren.

Gegenüber bestehenden Verfahren zeichnet sich die OCT durch eine kontinuierlich hohe Genauigkeit unter industriellen Bedingungen (Vibration, Staub, höchstglatte und transparente Oberflächen) aus und kann in der gesamten Fertigungskette eingesetzt werden.

Weitere Anwendungsfelder der OCT liegen in der

• Fremdkörperdetektion in Abfüllprozessen (Scherben, Restflüssigkeiten, biologische Fremdkörper)
• Spannungsmessung
• Strukturanalyse (Delaminationen, Einschlüsse, Risse, Schichtaufbau mehrlagiger Systeme, Beschichtungen)
• Oberflächenmetrologie

Mehr Informationen zur OCT erhalten Sie hier:

Kontakt: Andreas Lehmann
Abteilung: Bio- und Nanotechnologie, Gruppe: Optische Kohärenztomographie

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Automatisierte Dickenmessung an Folien in Rolle-zu-Rolle-Prozessen mittels Optischer Kohärenztomographie

Für die automatische, fertigungsnahe Prozessüberwachung bei Folienherstellungsprozessen nutzt das Fraunhofer IKTS die Optische Kohärenztomographie und bietet eine vollautomatisierte Inline-Dickenmessung (auch als Dienstleistung und Laborgerät erhältlich) in Echtzeit an. Dieses Messverfahren ist kontaktlos, hochauflösend und schnell. Es zeichnet sich gegenüber bestehenden Verfahren durch seine kontinuierlich hohe Genauigkeit unter industriellen Bedingungen (Vibration, Staub, höchstglatte und transparente Oberflächen) aus.

Mehr Informationen zur OCT erhalten Sie hier:

Kontakt: Andreas Lehmann
Abteilung: Bio- und Nanotechnologie, Gruppe: Optische Kohärenztomographie

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Röntgenzeilendetektor L100 – Direktkonvertierender, zählender Röntgendetektor zur 100%-Inline-Prüfung

Der Röntgenzeilensensor L100 erfüllt komplexe Aufgaben im Bereich der zerstörungsfreien Prüfung mit bisher unerreichter Qualität. Er vereint Energiediskriminierung, Einzelphotonenzählung, hohe Auflösung sowie Flexibilität und Schnelligkeit. Neben seiner eigentlichen Anwendung, der Detektion von Röntgenstrahlung, lässt sich der Zeilendetektor L100 auch für optische Prüfaufgaben adaptieren (Prozesskontrolle, Sortieren, Tomografie).

Der L100 stellt nur eine der möglichen Konfigurationen des Sensorsystems dar. Andere Anwendungen beinhalten sehr lange sowie auch gekrümmte Detektoren. Darüber hinaus können spezielle Anordnungen für den Nachweis sehr großer Zählraten realisiert werden.

Mehr Informationen zum Röntgenzeilendetektor L100 erhalten Sie hier:

Kontakt: Dr. Peter Krüger
Abteilung: ZfP-Zentrum

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3D-Dosimeter zur Erfassung hochenergetischer Strahlung

Die Dosis hochenergetischer Strahlung (z. B. Gamma- oder Elektronenstrahlung) auf gekrümmten 3D-Freiformoberflächen lässt sich mit Hilfe anorganischer Leuchtstoffe erfassen. Die Dosisinformation wird im 3D-Dosimeter des Fraunhofer IKTS im Dosismessbereich 0–250 kGy bei einer Dosisauflösung bis 80 kGy mit 1 kGy und ab einer Dosisauflösung von 80 kGy mit 5 kGy optisch von einer beliebig geformten Oberfläche mit hoher Ortsauflösung ausgelesen.

Mehr Informationen zum 3D-Dosimeter erhalten Sie hier:

Kontakt: Prof. Thomas Härtling
Abteilung: Elektronikprüfung und Optische Verfahren, Gruppe: Optische Prüfverfahren und Nanosensorik

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Optische Spektroskopie zur chemischen Analyse und Spannungsmessung

Die Raman- und die Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie stellen geeignete Verfahren dar, mit deren Hilfe die chemische Zusammensetzung von Probenschichten, lokale Probentemperaturen oder mechanische Spannungen berührungs- und zerstörungsfrei festgestellt werden können. Von Eigenspannungsmessungen und mikrostrukturellen Analysen sowie Phasenumwandlungsanalysen an Keramik, über Untersuchungen von Molekülstrukturen, Ausrichtungen und Konformationen von Polymerketten und dem Nachweisen von Degradationsprozessen bis hin zu Spannungs- und Verunreinigungsanalysen an Silicium-Oberflächen – das Fraunhofer IKTS liefert die passenden Lösungen für den Einsatz im industriellen Umfeld bei vertretbaren Investitionskosten.

Mehr Informationen zur Optischen Spektroskopie erhalten Sie hier:

Kontakt Gerätebau: Prof. Thomas Härtling
Abteilung: Elektronikprüfung und Optische Verfahren, Gruppe: Optische Prüfverfahren und Nanosensorik

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Laser-Speckle-Photometrie zur Inline-Qualitätssicherung

Die Laser-Speckle-Photometrie (LSP) ist ein am Fraunhofer IKTS entwickeltes berührungsloses, inlinefähiges und kostengünstiges Verfahren. Neben der geometrischen Vermessung, können mit diesem Verfahren Werkstoffeigenschaften zeit- und ortsaufgelöst charakterisiert, mechanische Spannungsänderungen überwacht, Oberflächenfehler detektiert und Prozesse überwacht werden. Die LSP bewertet klassische metallische und nichtmetallische Materialien, Verbundwerkstoffe oder organische Substanzen.

Das Verfahren wertet die zeitliche Veränderung der Speckle-Muster (Interferenz-Muster) aus, die über verschiedene Parameter mit mechanischen und strukturellen Eigenschaften des Bauteils (Porosität, Eigenspannung, Härte, Rauheit, Degradation, Inhomogenität) in Zusammenhang stehen und die physikalisch an die Veränderung der Temperaturleitfähigkeit der Werkstoffstruktur gekoppelt sind.

Fraunhofer IKTS bietet die LSP für den Einsatz in folgenden Bereichen an:

• Inline-Qualitätssicherung in Fertigungsbereichen mit hohen Stückzahlen
• Entwicklung kundenspezifischer LSP-basierter Komplettprüfsysteme
• Vor-Ort-Messservice
• Prozessüberwachung (z.B. Porosität/Defekte bei der additiven Fertigung, Monitoring biotechnologischer Prozesse)
• Spannungsmonitoring an Großkomponenten mit Ermüdungsbeanspruchung (Tragwerke, Brücken)
• Fehlerdetektion für fast alle Materialklassen
• Geometrische Vermessung von elektronischen Bauteilen

Mehr Informationen zur LSP erhalten Sie hier:

Kontakt: Dr. Beatrice Bendjus
Abteilung: Elektronikprüfung und Optische Verfahren, Gruppe: Speckle-basierte Verfahren

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Produktkennzeichnung

CeraCode^® – Bauteilrückverfolgung in der Metallbearbeitung

Die individuelle Kennzeichnung (direct part marking) von wärmebehandelten Bauteilen in der Metallverarbeitung bringt einige Herausforderungen mit sich. Um den material- und prozessseitigen Randbedingungen (hohe Temperaturen, beschichtete Oberflächen) gerecht zu werden, wurde am Fraunhofer IKTS die CeraCode^®-Markierung auf Basis robuster keramischer Leuchtstoffe entwickelt. Mit dieser Lösung kann die Nachverfolgung von Bauteilen über die gesamte Prozesskette hinweg erfolgen.

Mehr Informationen zur CeraCode^®-Markierlösung erhalten Sie hier:

Kontakt: Prof. Thomas Härtling
Abteilung: Elektronikprüfung und Optische Verfahren, Gruppe: Optische Prüfverfahren und Nanosensorik

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Medizinische Diagnostik und Sensorik

OCD – Prostatagewebe schnell und sicher diagnostizieren

OCD steht für Optical Cancer Diagnostic. Mit einem am Fraunhofer IKTS entwickelten optischen Analysegerät können Mediziner innerhalb von eineinhalb Minuten zuverlässig sagen, ob es sich um ein Karzinom handelt.

Die Analysen basieren auf der Auto-Fluoreszenz humanen Gewebes. Ein dosierter Laserpuls regt die fluoreszierenden Moleküle im Gewebe an, so dass diese ihrerseits Licht abgeben. Die Abnahme dieser Fluoreszenzstrahlung verläuft bei gut- und bösartig verändertem Gewebe verschieden. Das Gerät analysiert dies automatisch und klassifiziert die entnommene Probe.

Nach zwei erfolgreichen klinischen Studien durchläuft das optische Diagnosegerät aktuell die dritte Studie.

Mehr Informationen zur OCD erhalten Sie hier:

Kontakt: Andreas Lehmann
Abteilung: Bio- und Nanotechnologie

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SteriHealth – Sterilisationsnachweis von Medizinprodukten

Ein neuartiges optisches Kontrollsystem ermöglicht die indirekte Überprüfung der Elektronenstrahl-Sterilisation.

Das Fraunhofer IKTS bietet mit diesem Verfahren ein zuverlässiges Kontrollinstrument der Sterilisation von Produkt- oder Verpackungsoberflächen. Im Gegensatz zu gängigen Sterilisationsnachweisen (z. B. Filmdosimetern) ist keine nachgelagerte Auswertung erforderlich und die Ergebnisse können direkt nach dem Sterilisationsvorgang ermittelt werden. Die erfolgreiche Sterilisation sowie weitere Prozessinformationen können somit zukünftig über die gesamte Lieferkette nachverfolgt werden.

Diese ortsaufgelöste Kontrolle der Qualität der Bestrahlung ermöglicht bei Bedarf auch eine gezielte Nachsterilisation von Lebensmitteln oder Medizinprodukten.

Mehr Informationen zum Sterilisationsnachweis erhalten Sie hier:

Kontakt: Prof. Thomas Härtling
Abteilung: Elektronikprüfung und Optische Verfahren, Gruppe: Optische Prüfverfahren und Nanosensorik

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