INSTITUT FÜR PRODUKTIONS- MESSTECHNIK, WERKSTOFFE UND OPTIK

Transkript

1 NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs FHO Fachhochschule Ostschweiz INSTITUT FÜR PRODUKTIONS- MESSTECHNIK, WERKSTOFFE UND OPTIK

2 Für messbare Erfolge Das Institut für Produktionsmesstechnik, Werkstoffe und Optik PWO konzentriert sich auf anwendungsorientierte, fertigungsnahe Präzisionsmess- und Prüftechnik. Unser Ziel ist die Optimierung Ihrer Fertigungsprozesse und Produkte. Wir beraten Sie dabei individuell und professionell in den Bereichen Koordinaten- und Oberflächenmesstechnik, optische Sensorik und optische Messtechnik sowie in der Werkstofftechnik. Die Entwicklung neuer, innovativer Mess- und Prüfverfahren für Sie bildet einen wesentlichen und oft nachgefragten Eckpfeiler unseres Instituts. Und für Ihre Messaufgaben stehen wir Ihnen mit unseren hervorragend ausgestatteten Laboren gerne zur Verfügung. Darüber hinaus bieten wir Ihnen unser umfangreiches Know-How aus den Bereichen Messtechnik, Optik und Optiksimulation sowie Werkstofftechnik in Form von Kursen und Ausbildungsangeboten an. Was dürfen wir für Sie tun? Carsten Ziolek Prof. Dr. Carsten Ziolek Leiter Institut für Produktionsmesstechnik, Werkstoffe und Optik PWO

3 INSTITUT FÜR PRODUKTIONSMESSTECHNIK, WERKSTOFFE UND OPTIK PWO WAS WIR FÜR SIE TUN KÖNNEN Prof. Dr. Carsten Ziolek Institutsleiter Technische Optik und Photonik Prof. Dr. Carlo Bach Machine Vision und Informatik Prof. Dr. Nikolaus Herres Werkstofftechnik Prof. Dr.-Ing. Michael Marxer Produktionsmesstechnik Prof. Dr. Stefan Rinner Optiksimulation, Physik und Optik Im Institut für Produktionsmesstechnik, Werkstoffe und Optik PWO beschäftigen sich fünf erfahrene Dozenten und 13 wissenschaftliche Mitarbeitende mit Ihren Anliegen. Für die erfolgreiche Zusammenarbeit mit seinen Kunden verfügt das Institut PWO über hochmodern und umfangreich ausgestattete Infrastruktur in den Bereichen Produktionsmesstechnik, Technische Optik, Machine Vision und Werkstofftechnik. In der Produktionsmesstechnik liegt dabei der Schwerpunkt auf der Koordinaten- und Oberflächenmesstechnik. Im Bereich Technische Optik stehen die Entwicklung und Modellierung optischer Mess- und Prüftechnik im Vordergrund. Themen wie Defekterkennung sowie performante 2- und 3D-Bildverarbeitung sind die Eckpfeiler in der Machine Vision. Die Werkstofftechnik hilft kompetent bei Werkstoffanalysen, der Bestimmung mechanischer Kennwerte und Schadensuntersuchungen. Gemeinsam mit RhySearch stellt das Institut PWO seine Kompetenzen in den Bereichen Hochleistungsoptiken und Präzisionsfertigung zur Verfügung. Im Rahmen des Studiengangs Systemtechnik engagiert sich das Institut PWO besonders in den Studienrichtungen Maschinenbau, Mikrotechnik, Informatik und Photonik. Mitarbeitende 5 Dozierende 13 wissenschaftlich Mitarbeitende NTB Institut für Produktionsmesstechnik, Werkstoffe und Optik PWO Werdenbergstrasse Buchs pwo@ntb.ch

4 MIKROSKOPIE / SCHADENSFALLUNTERSUCHUNGEN Schadensfälle treten selten ohne sichtbaren Grund auf. Die wahren Ursachen herauszufinden, erfordert neben der richtigen Ausrüstung vor allem Erfahrung hinsichtlich einer zweckmässigen Vorgehensweise und in der Interpretation der Befunde. Das Werkstofflabor besitzt langjährige Erfahrung in der Durchführung von Schadensfalluntersuchungen bei metallischen Bauteilen. Unterschiedliche Mikroskope (LOM, REM, XRAY), Spektrometer (RFA, OES) und Prüfanlagen (Härte, Druck/Biegung/Zug, Kerbschlag) stehen für Schadens-Untersuchungen und für Dienstleistungen zur Verfügung

5 INSTITUT FÜR PRODUKTIONSMESSTECHNIK, WERKSTOFFE UND OPTIK PWO TÄTIGKEITEN KUNDEN ERFOLGE AUTOMATISIERTE OBERFLÄCHENPRÜFUNG Hersteller von optischen Grundkomponenten wie Linsen und Planoptiken stehen vor der Herausforderung, kundenspezifische Lösungen in kleinen Losgrössen und in immer kleineren Geometrien hochpräzise defektfrei herzustellen. Die Oberflächeninspektion gestaltet sich dadurch technisch immer schwieriger und aufwändiger. Mit dem KTI-Projekt SurfInspect wird eine Automatisierung der Qualitätssicherung ermöglicht werden. Durch eine innovative Aufnahme- und Auswertetechnik können Prüfobjekte in wenigen Sekunden erfasst und klassifiziert werden. OPTISCHE SIMULATIONEN Die Auslegung und das Design optischer Komponenten steht am Anfang der Entwicklung neuer optischer Systeme. In zahlreichen Projekten werden sowohl abbildende als auch nichtabbildende Systeme entworfen. Ein schneller 3D-Scanner für die in-line Produktionsüberwachung von Leiterplatten ist ein Beispiel, ein optischer Sensor zur Abdunkelung von Schweisshelmen oder ein Projektionssystem für Stickmuster, wie es links zu sehen ist, wären andere. In allen diesen Fällen hilft die optische Auslegung im Vorfeld massgeblich, die neuartigen optischen Systeme zu konzipieren. REFERENZMESSUNGEN UND ENTWICKLUNG VON NORMALEN Präzise Messergebnisse sind entscheidend für die Beurteilung von Erzeugnissen oder Prüfprozessen. Wir führen für unsere Kunden Referenzmessungen mit unserem umfangreichen Gerätepark durch oder entwickeln Prüfprozesse und Normale für die Optimierung ihrer Fertigungsprozesse. Ein Beispiel stellt die Entwicklung von Prüfkörpern und Verfahren innerhalb eines KTI Projekts dar, in dem für neuartige optische Messgeräte für Mikroteile praxisgerechte Verfahren und Normale entwickelt wurden, um Eignungsnachweise für Prüfprozesse in der industriellen Praxis zu ermöglichen.

6 INTERFEROMETRIE Das Institut PWO verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung optischer Verfahren zur flächenhaften und berührungslosen Messung von 3D-Form, Oberfläche, Deformation sowie zur automatischen Sichtprüfung. Auf dem Gebiet der Präzisions-Multisensor-Koordinatenmesstechnik werden klassische interferometrische Verfahren sowie Speckle- Interferometrie und Bildfolgenanalyse eingesetzt. Sowohl die Auslegung und der Aufbau der optischen Sensorik als auch die dazugehörige Bilddatenverarbeitung zählen dabei zu unseren Kompetenzen. 06

7 INSTITUT FÜR PRODUKTIONSMESSTECHNIK, WERKSTOFFE UND OPTIK PWO TÄTIGKEITEN KUNDEN ERFOLGE HOCHLEISTUNGSOPTIK Die zuverlässige und normgerechte Qualifizierung optischer Schichten ist von stetig wachsender Bedeutung gerade im Optics-Valley Rheintal. Zusammen mit 10 Industriepartnern und Rhysearch wurde ein System für Zerstörschwellentests (LIDT) und die gezielte optische Degradation von optischen Dünnschichten aufgebaut. Damit sind normgerechte LIDT- Messdienstleistungen auch in der Schweiz möglich. Der Degradationsprüfstand erlaubt die Messung von Zerstörschwellen optischer Schichten bei spezifischen Belastungen wie Feuchte, Druck, Temperatur, usw. Damit können Informationen über die Alterung optischer Schichten unter realen Betriebsbedingungen gewonnen werden. WERKSTOFFGEFÜGE ANALYSIEREN Das Selective-Laser-Melting (SLM) ist eine noch junge Fertigungstechnik. Anisotrope Prozesse während der Fertigung beeinflussen das Werkstoffgefüge und dadurch direkt die Bauteil-Eigenschaften. Die inspire AG aus St. Gallen erarbeitet SLM-Prozess-Know-how für unterschiedliche Werkstoffe und Anwendungen. Das Institut PWO unterstützt diese Prozessoptimierung durch mikroskopische Untersuchungen und die Bestimmung mechanischer Kennwerte (Zugprüfung, Pendelschlag). Gezeigt ist das Wachstumsgefüge einer nicht optimierten Edelstahl-Legierung im Differential-Interferenzkontrast. DEFEKTERKENNUNG Die Machine Vision Gruppe beschäftigt sich mit modernen 2D- und 3D- bildverarbeiteten Verfahren sowie der Muster erkennung bei kurzen Taktzeiten unter Produktionsbedingungen. Die Anwendungsfelder reichen von der Inspektion schwieriger Oberflächen, wie Glas, polierte Metalle, dunkle Kunststoffe, Keramik etc., bis zur Längenmesstechnik.

8 FEINMESSRAUM In unserem sehr gut ausgestatteten, klimatisierten Feinmessraum stellen wir Ihnen eine Reihe von Koordinatenmessgeräten (KMG) mit verschiedensten Messsystemen zur Verfügung, die wir für die Lösung Ihrer Messaufgaben einsetzen. Wir decken dabei die Spanne von der Streifenprojektion bis zum hochgenauen Präzisions-KMG ab. Daneben stehen uns berührende und optische Oberflächenmessgeräte zur Verfügung, die wir Ihnen anbieten. Unsere Akkreditierung auf dem Gebiet Koordinaten- und Oberflächenmesstechnik garantiert Ihnen rückführbare Referenzmessungen.

9 INSTITUT FÜR PRODUKTIONSMESSTECHNIK, WERKSTOFFE UND OPTIK PWO KOMPETENZEN UND INFRASTRUKTUR OPTIKLABOR Das Institut verfügt über ein umfangreich ausgestattetes Optiklabor. Für die Bereiche klassische Optik, Photonik, Lasersysteme, Kamera- und Beleuchtungstechnik sowie optische Messtechnik steht eine breit gefächerte Geräteausstattung zur Verfügung, die kontinuierlich erweitert wird. Damit werden Labor- und Experimentalaufbauten bis hin zu Prinzip-Demonstratoren und Funktionsmustern umgesetzt. Neben der Verwendung in der angewandten Forschung kommt die Ausstattung auch in der Lehre zum Einsatz. OPTISCHE RAUHEITSMESSUNG Mit unseren flächenhaft arbeitenden Oberflächenmessgeräten bieten wir Ihnen die Analyse von Werkstückoberflächen und die Erfassung von Mikrokonturen wie beispielsweise bei Miniaturwerkzeuge und die Ermittlung flächenhafter Rauheitsparameter an. Damit unterstützen wir Sie unter anderem bei Verschleiss untersuchungen an komplexen Bauteilen oder der Ermittlung von Mikrokonturen an kleinen Bauteilen. BESTIMMUNG MECHANISCHER KENNWERTE Für Durchführung und Vorhersage (Simulation) von Umformprozessen ist die genaue Kenntnis des Werkstoffverhaltes während der plastischen Verformung erforderlich. Unsere Zugprüfanlage ist hierzu mit Kameras ausgerüstet, die orts- und zeitaufgelöst die Verformungen bei Zug- und Druck-Experimenten aufzeichnen. Wir erhalten dadurch neben den üblichen mechanischen Kennwerten, die für die Blechumformung interessanten n- und r-werte und die bei der Massivumformung bedeutsame «wahre» Fliesskurve. ERFOLGREICHE AKKREDITIERUNG FÜR KOORDINATENMESSTECHNIK Als erste Prüfstelle in der Schweiz bieten wir Ihnen in unserem akkreditierten Bereich neben taktilen Koordinatenmessungen auch optische Koordinatenmessungen im Akkreditierungsumfang an. Mit dieser Erweiterung unserer bisherigen Tätigkeiten können wir Sie nun auch auf dem Gebiet der Koordinatenmesstechnik mit international anerkannten Messergebnissen unterstützen.

10 NTB SYSTEMTECHNIK ANWENDUNGSFELDER KOMPETENZEN Automation/ Robotik Elektronik Energie Digitalisierung Material Mess- und Prüftechnik Mikro-/ Nanotechnik Numerische Simulation Precision Engineering Photonik Produktentwicklung Softwareentwicklung EMS ESA ICE IES INF MNT PWO INSTITUTE Der Bereich angewandte Forschung und Entwicklung ist in sieben Instituten organisiert, die in verschiedenen Kompetenzbereichen und Anwendungsgebieten intensiv zusammenarbeiten. Auf diese Weise gelingt es, den Systemtechnikgedanken aktiv zu leben, gute und solide Projektergebnisse zu erzielen und bestens qualifizierte Studienabgänger für die Wirtschaft zu liefern.

11 INSTITUT FÜR PRODUKTIONSMESSTECHNIK, WERKSTOFFE UND OPTIK PWO DAS SYSTEM NTB TECHNIK GANZHEITLICH DENKEN Praxisorientierte und kompetente Ingenieurinnen und Ingenieure auszubilden gelingt nur in einem anwendungsorientierten Umfeld. Aus diesem Grund sind angewandte Forschung und Entwicklung sowie Dienstleistungen als wichtiger Leistungsauftrag in der NTB-Philosophie verankert. Wir leben den Systemtechnikgedanken in Lehre und angewandter Forschung. Die Absolventen der NTB bringen ein breites Basiswissen in Systemtechnik mit, das je nach Interesse in den Richtungen Maschinenbau, Elektronik und Regelungstechnik, Ingenieurinformatik, Informations- und Kommunikationstechnik, Mikrotechnik oder Photonik vertieft ist. Industriepartner können deren topaktuelles Know-how und «den Blick von aussen» im Rahmen von Bachelor- und Masterarbeiten nutzen. In der angewandten Forschung fokussiert sich unsere Arbeit auf zwei wesentliche Anwendungsschwerpunkte: Industrial and Precision Engineering Digitalisierung, Industrie 4.0, ICT Für diese Themen können unsere Industriekunden konkrete, fachlich hervorragende und ganzheitliche Antworten von der NTB erwarten. Gespeist werden diese Anwendungsschwerpunkte durch zehn Kernkompetenzen, die wir an der NTB vertreten. Diese werden durch unsere Dozierenden und wissenschaftlichen Mitarbeitenden in gemeinsamen Projekten mit unseren Industriepartnern umgesetzt und weiterentwickelt. Dafür gibt es vielfältige Möglichkeiten der Zusammenarbeit: Studentische Arbeiten auf Bachelor- und Masterstufe Beratungsmandate und direkte Projektaufträge Entwicklungspartnerschaften Forschungsprojekte mit öffentlicher Förderung firmenspezifische Schulungen und Weiterbildungen Die kommerzielle Verwertung der Projektergebnisse erfolgt in der Regel durch den Industriepartner, Geheimhaltung kann gewährleistet werden.

12 NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs NTB Campus Buchs Werdenbergstrasse Buchs Tel Institut für Produktionsmesstechnik, Werkstoffe und Optik PWO Institutsleiter Prof. Dr. Carsten Ziolek carsten.ziolek@ntb.ch Tel FHO Fachhochschule Ostschweiz