Qualitätskontrolle der Diamantverteilung bei der Beschichtung von Schneidwerkzeugen

Thermalkameras ermöglichen die berührungslose Kontrolle der Diamantverteilung

Die Wärmebildkamera Optris Xi 400 (alternativ die Wärmebildkamera der PI 640i) ermöglicht eine zuverlässige Visualisierung der Diamantverteilung durch die unterschiedlichen Reflexionseigenschaften von Diamantpartikeln und Trägermaterial im Infrarotbereich. Hierfür wird die Granulatmischung mit einer externen mittel- bis kurzwelligen Infrarotquelle bestrahlt. Die Diamantpartikel reflektieren die eingestrahlte Energie stärker als das umgebende Trägermaterial und erscheinen im Wärmebild als deutlich erkennbare helle Punkte. Im Gegensatz zur klassischen Infrarottemperaturmessung steht bei dieser Anwendung nicht die absolute Temperaturbestimmung, sondern die Analyse der räumlichen Verteilung reflektierender Partikel im Vordergrund.

Während die PI 640 eine besonders hohe Bildqualität und Detaildarstellung liefert, erweist sich die kompakte Xi 400 als wirtschaftlich geeignete Lösung für diese Art von Anwendung. Ausschlaggebend sind ihre kompakte Bauform, das attraktive Preis-Leistungs-Verhältnis und die motorisierte Fokussierung.

Die Optris Xi 400 arbeitet mit einem ungekühlten Infrarotdetektor mit einer optischen Auflösung von 382 × 288 Pixeln und einem Spektralbereich von 8 bis 14 µm. In Kombination mit einer speziellen Mikroskopoptik ermöglicht sie die Erfassung kleinster Strukturen mit einer geometrischen Auflösung von bis zu 80 µm pro Pixel. Dadurch lassen sich die reflektierenden Diamantpartikel innerhalb eines definierten Messbereichs detailliert darstellen. Die Bildfrequenz von bis zu 80 Hz ermöglicht zudem eine schnelle Erfassung der Materialverteilung.

Für die Qualitätskontrolle wird die Kamera senkrecht oberhalb eines Granulatträgers positioniert. Vor der Messung wird die pulverförmige Mischung mit einem Schieber geglättet, um einen konstanten Abstand zwischen Kamera und Materialoberfläche sicherzustellen. Die seitlich angeordnete Infrarotquelle erzeugt die erforderlichen Reflexionen, während die Xi 400 einen repräsentativen Ausschnitt der Mischung erfasst. Dank der motorisierten Fokussierung lässt sich die Kamera präzise auf die Materialoberfläche einstellen.

Die aufgenommenen Infrarotbilder werden über die Software Optris PIX Connect dargestellt und ausgewertet. Eine angebundene Bildverarbeitung analysiert die Anzahl und räumlichen Abstände der reflektierenden Partikel und bewertet die Homogenität anhand definierter Kriterien. Bei unzureichender Durchmischung kann ein erneuter Mischvorgang veranlasst werden. Über die USB-Schnittstelle und das Prozessinterface (PIF) lässt sich die Xi 400 in die industrielle Prüf- und Steuerungsumgebung integrieren.