Smarter messen Das leistet die digitale Holographie in der Produktion

Redakteur: Peter Königsreuther

Was die digitale Holographie für die industrielle Fertigung bedeuten kann, fassten Experten in der Zeitschrift „Light: Advance Manufacturing“ kürzlich zusammen. Hier ein Ausschnitt.

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Die digital-holografische Messtechnik kann mikrometerfeine Strukturen in weniger als einer Sekunde erfassen. Hier ein kleiner Überblick von den damit sich beschäftigenden Experten, des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik.
Die digital-holografische Messtechnik kann mikrometerfeine Strukturen in weniger als einer Sekunde erfassen. Hier ein kleiner Überblick von den damit sich beschäftigenden Experten, des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik.
(Bild: Fraunhofer-IPM)

Die digitale Holographie hat sich im letzten Jahrzehnt zu einer der schnellsten und gleichzeitig genauesten Methoden für die Erfassung der Oberflächentopographie von Bauteilen in der Produktionslinie entwickelt, merken die Forschenden an. Verschiedenste industrielle Anwendungen von digital-holographischen Sensoren sind vorstellbar und bereits ausgeführt. Das reicht von der ersten Installation in der Fertigung von Dichtflächen für den Automotive-Bereich im Jahr 2015 bis hin zum aktuellesten Einsatzfall im Rahmen der hochpräzisen Prozessorfertigung seit 2021.

Der physikalische Unterschied zur Fotografie

Im Gegensatz zur Fotografie, bei der die räumliche Verteilung der Lichtintensität gespeichert wird, nutzt die Holographie zusätzlich die Aufzeichnung der Phaseninformation, erklären die Forschenden am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM) in Freiburg. Die Basis ist eine kohärente Lichtquelle, wie etwa ein Laser. Wird die Oberfläche eines Prüflings mit Laserlicht angestrahlt, ist in der Phasenverteilung der zurück gestreuten Lichtwelle die Form des Prüflings optisch gespeichert. Durch die interferometrische Aufzeichnung und die anschließende digitale Rekonstruktion kann diese Information zugänglich gemacht und genutzt werden. So lassen sich auch Oberflächen dreidimensional vermessen. Die Vorteile sind besonders kurze Messzeiten (unter einer Sekunde) und eine hohe Messpräzision, heißt es weiter.

Wenn mehr Laserwellenlängen im Spiel sind...

Anders als die klassische Interferometrie oder Holographie, die nur mit einer Laserwellenlänge arbeiten, können mit der sogenannten Mehrwellenlängen-Holographie auch optisch raue Oberflächen vermessen werden. Denn das auf rauen Oberflächen typischerweise entstehende Specklerauschen, das quantitative Phasenauswertungen zur Topographiebestimmung normalerweise unmöglich macht, wird durch die numerische Rekonstruktion bei verschiedenen Wellenlängen eliminierbar, erklären die Freiburger weiter.

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