3D-Messtechnik

Hochgeschwindigkeits-3D-Sensor.
© Fraunhofer IOF
Hochgeschwindigkeits-3D-Sensor.

Lasertechnologien ermöglichen das berührungslose Messen von geometrischen Größen von technischen Objekten und Produkten. Mittels Lasermesstechniken lassen sich so beispielsweise Abstände, Profile oder Formen bestimmen sowie Positionen und Maßhaltigkeiten von technischen Objekten und Produkten überprüfen. Hierbei kommen sogenannte Triangulationsverfahren, wie z.B. das Laserlichtschnittverfahren zur Messung von Profilen und Formen eines Objekts oder auch das absolut-messende, interferometrische Verfahren zur Abstandsmessung zum Einsatz.

Die Messung dieser 1D-, 2D- und 3D-Größen erfolgt über Abstände von einigen Zentimetern bis hin zu Metern mit Messfrequenzen von bis zu 100 kHz. Diese Methoden sind besonders für die Inline-Prüfung geometrischer Größen eines Objekts, das sich relativ zur Messstrahlung bewegt oder dessen Zustand eine Berührung mit einem Messmittel ausschließt, z.B. bei empfindlichen oder heißen Objekten, geeignet. Auf diese Weise kann direkt in einer Fertigungslinie oder sogar begleitend zu einem Bearbeitungsprozess gemessen werden. Anwendungsbeispiele finden sich bei der Ebenheitsmessung von Walzblechen, bei der Abstandsmessung flüssiger Schlackeschmelze oder bei der Lage- und Formbestimmung elektronischer Bauteile auf Platinen.

Konzeption und Realisierung von 3D-Messsystemen

Die Verbundsinstitute Fraunhofer ILT, Fraunhofer IOF und Fraunhofer IPM beschäftigen sich mit der Konzeption und Realisierung optischer 3D-Messsysteme für unterschiedlichste Anwendungen wie z.B. für die Bauteilvermessung, die Prozesskontrolle oder für die Vermessung von medizintechnischen Produkten wie beispielsweise Implantate. Dabei reichen die Leistungen der Institute des Fraunhofer-Verbunds Light & Surfaces von der Entwicklung neuer Messprinzipien, über spezielle Beleuchtungsanordnungen bis hin zur Realisierung kompletter, kundenspezifischer Messsysteme.  

Laserscannerentwicklung

Die Anwendungsfelder derartiger Messsysteme sind zahlreich und können wie z.B. am Fraunhofer IOF von Krimalistik, Archäologie,  über Inline-Produktionsüberwachung, 3D-Vermessung von bewegenden Personen in Medizin und Sport, Sicherheitstechnik (3D-Personenerkennung) bis hin zur Vermessung ultraschneller Prozesse, wie beispielweise bei Crashtests oder bei der Airbag-Entfaltung, reichen. Darüber hinaus konzipiert und realisiert das Fraunhofer IOF Systeme zur Oberflächen- und Schichtcharakterisierung mit Hilfe von winkelaufgelösten und totalen Streulichtmessverfahren mit Anwendungswellenlängen vom EUV über VIS bis IR.

Einen geometrisch großen Bereich decken die 3D-Messysteme des Fraunhofer IPM ab. Zur 3D-Erfassung der Geometrie und Lage von Objekten werden spezielle Laserscanner entwickelt, die in Kombination mit maßgeschneiderten Beleuchtungs- und Kamera-Systemen mit hoher Geschwindigkeit und Präzision, insbesondere von bewegten Plattformen aus, messen. Besonderes Augenmerk liegt auf der Robustheit und langen Lebensdauer der Systeme sowie einer effizienten Datenauswertung. Objekte und Formen werden über einen weiten Größenbereich erfasst: von Zentimeter bis in den 100-Meter-Bereich.

Ihre Ansprechpartner an den Instituten sind:

Contact Press / Media

Prof. Dr. rer. nat Gunther Notni

Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF
Albert-Einstein-Str. 7
07745 Jena

Telefon +49 3641 807-217

Fax +49 3641 807-602

Contact Press / Media

Dr. rer. nat. Stefan Hoelters

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstr. 15
52074 Aachen

Telefon +49 241 8906-436

Fax +49 241 8906-121

Contact Press / Media

Prof. Dr. Alexander Reiterer

Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
Heidenhofstr. 8
79110 Freiburg

Telefon +49 761 8857-183

Fax +49 761 8857-224