Markierungsfreie Rückverfolgbarkeit von Mikrobauteilen im Produktionsprozess

Bei ihrem Kick-Off-Treffen betonten die Projektpartner die Chancen und weitreichenden Konsequenzen des Konzepts im Sinne der Industrie 4.0.

18.12.2015

Bauteile und Halbzeuge werden bereits heute immer häufiger markiert, um sie in der Produktion und auch später eindeutig identifizieren zu können. Bei vielen Massenbauteilen ist jedoch eine Markierung aufgrund ihrer Größe, Funktion oder aber aus hygienischen Gründen oftmals nicht praktikabel oder schlicht zu teuer. Im Rahmen von »Track-4-Quality« setzen die beteiligten Partner daher auf eine markerfreie Identifikation, die Bauteile allein anhand ihrer Oberflächenstruktur erkennen kann. Betrachtet man Bauteile unter dem Mikroskop, wird schnell klar, dass die meisten Oberflächen Mikrostrukturen aufweisen, die sich zwar von Bauteil zu Bauteil sehr ähneln, aber doch wie ein Fingerabdruck bei jedem Bauteil einmalig sind.

Gemeinsam mit dem Fraunhofer IPM in Freiburg wurde ein dort entwickeltes Verfahren bereits bei Hahn-Schickard Stuttgart auf die grundlegende Eignung zum Track&Trace während der MID-Fertigung getestet. Das Verfahren errechnet aus einem Bildausschnitt der Bauteiloberfläche den individuellen Fingerabdruck des Bauteils. Wird dieser Vorgang zu einem späteren Zeitpunkt wiederholt, kann das Bauteil durch Vergleich der neu ermittelten Kennung eindeutig wiedererkannt werden.

Um diese Fingerabdrücke später bei hohen Taktraten im Produktionsprozess zu erkennen, soll im Projektverlauf ein kamerabasiertes System entwickelt werden, das aus einer Bildaufnahme in Echtzeit den digitalen Fingerabdruck eines Bauteils errechnet. Des Weiteren soll im Projekt geklärt werden, wie sich das Verfahren in der Realität verhält, wenn, anders als im Labor, prozessbedingte Einflüsse und Veränderungen eine Rolle spielen. So soll das Verfahren unter anderem in der Fertigung von Kunststoffteilen und MIDs sowie der Gussfertigung von Metallteilen erprobt werden.

Hintergrund hierfür ist, dass Bauteile für eine Serienfertigung nicht selten von mehreren unterschiedlichen Zulieferern hergestellt werden. Dies kann sich als sehr problematisch erweisen. Mit dem "Track-4-Quality“ Verfahren wird eine Rückverfolgbarkeit bis zur jeweiligen Produktionslinie möglich. Kann das defekte Bauteil einem bestimmten Produktionsabschnitt zugeordnet werden, ist eine gezielte Eliminierung von Fehlerquellen beim Zulieferer möglich. Die lückenlose Rückverfolgung über den gesamten Produktions-prozess ist eine wichtige Voraussetzung für nachhaltige Qualitätssicherung und Prozessverbesserung in der industriellen Produktion.

Bei ihrem Kick-Off-Treffen betonten die Projektpartner die Chancen und weitreichenden Konsequenzen des Konzepts im Sinne der Industrie 4.0. „Rückverfolgung bis zur letzten Schraube – darin liegt ein ungeheures Potenzial“, erklärt Dr. Daniel Carl, Projektkoordinator am Fraunhofer IPM. „Wenn es uns gelingt, jedes Bauteil kostengünstig bis in ganz frühe Produktionsstadien zurückzuverfolgen, können wir systematische Fehler aufspüren und so Prozesse verbessern. Am Ende reichen die Konsequenzen einer lückenlosen Rückverfolgung bis hin zu Fragen der Haftung.“

Hintergrund zum Projekt „Track-4-Quality“

Das Projekt „Track-4-Quality“ ist auf zweieinhalb Jahre angelegt und umfasst ein Fördervolumen von 1,73 Millionen Euro. Drei Viertel dieser Summe stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Förderschwerpunkts „Sensorbasierte Elektroniksysteme für Anwendungen für Industrie 4.0“ zur Verfügung. Projektpartner das Fraunhofer IPM (Koordination), Hahn-Schickard Stuttgart sowie die Industriefirmen Otto Klumpp GmbH, Balingen, Seuffer GmbH & Co KG, Calw, Georg Fischer Automobilguss GmbH, Singen, und Sensopart Industriesensorik, Gottenheim (assoziiert).

Bei Rückfragen wenden Sie sich bitte an Dr. rer. nat. Thomas Meißner, Telefon: +49 711 685-84826 | Fax: +49 711 685-83705, E-Mail: Thomas.Meissner@Hahn-Schickard.de