Bauteile mit Mikrogeometrien


Um komplexe Funktionen auf kleinstem Raum zu ermöglichen, werden miniaturisierte Bauteile für die Elektronik, Medizintechnik, Nachrichtentechnik oder den Kraftfahrzeugbereich mit immer kleineren geometrischen Merkmalen produziert. Prüfungen von Bohrungsdurchmessern unter 0,1 mm oder von Schlitzbreiten von einigen 10 µm sind alltägliche Aufgabenstellungen. Ein typisches Beispiel ist die Messung der Düsengeometrie von Einspritzsystemen für Dieselmotoren mit einer Bildverarbeitungssensorik und dem Werth Fasertaster. Das zu messende Bauelement wird auf einer Dreh-Schwenk-Achse mikrometergenau im Messvolumen positioniert. Mit der Bildverarbeitung werden die ca. 0,1 mm kleinen Bohrungen »eingefangen«. Die eigentliche Messung der Bohrung erfolgt dann mit dem Fasertaster. Dieser bestimmt sowohl die Form der Bohrlöcher als auch deren räumliche Lage (Abb. 64).

Abb. 64: Sechsachsiges Multisensor-Koordinatenmessgerät mit Bildverarbeitung und Werth Fasertaster zur Messung von Einspritzdüsen für Turbodieselmotoren.
Abb. 65: Genauigkeitsvergleich einer Formmessung an einem Lehrring: a) PTB-Kalibrierung; b) Messung mit Werth Fasertaster.

Andere Beispiele für die Messung von Mikrobauteilen sind Komponenten für Lichtwellenleiterstecker mit einem Durchmesser von ca. 120 µm oder Mikrozahnräder mit einem Modul von ca. 0,1 mm (s. Abb. 23). Weitere Aufgabenstellungen sind die Messung von Spinndüsengeometrien zur Fertigung hochmoderner Kunstfasern und, aus der Medizintechnik, Stents zum Aufweiten von geschädigten Blutgefäßen.
Für das Messen von Mikrogewinden ist der Fasertaster besonders geeignet. Um die Gewindegänge im Normalschnitt messen zu können, muss der Sensor über eine geeignete Schwenkvorrichtung geneigt werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, eine Messung im Achsschnitt durchzuführen und das Ergebnis mathematisch umzurechnen.
Bei vielen Bauteilen mit Mikrogeometrien sind auch Formmessungen erforderlich. Die klassische Formmesstechnik ist hierfür aufgrund der Baugröße ihrer Sensoren ungeeignet. Durch den Einsatz höchstpräziser Koordinatenmessgeräte in Verbindung mit Lasersensor, Bildverarbeitungssensor und Werth Fasertaster können geringste Formabweichungen ausreichend genau gemessen werden (Abb. 65).