Die wichtigen Oberflächenparameter wie Topographie, Rauheit, Struktur, Narbung und gleichzeitig der visuelle Eindruck einer Oberfläche können durch ein neuartiges optisches Messsystem reproduzierbar und mobil innerhalb weniger Sekunden erfasst werden.

Sämtliche Oberflächen werden auf Grund immer steigender Anforderungskriterien der Endverbraucher mit immer weiter gehenden Mikro- und Makrostrukturen versehen. Diese Strukturwerte spiegeln sich in Rauheit, Narbung, Textur, Welligkeit, Porosität, Stippigkeit, Faserigkeit und Glanzwerten wider und geben der Oberfläche hierdurch eine optische Wertanmutung. Diese wird durch den Menschen mit dem Auge erfasst, in einen visuell-optischen Gesamteindruck überführt und die Oberfläche somit auch im Hinblick auf deren Wertanmutung charakterisiert.

Reproduzierbar und schnell
So ist es nicht weiter verwunderlich, dass Farb- und Materialeindrücke erst durch die Oberflächentopographie und deren visuellen Eindruck zum Tragen kommen. Besonders wichtig wird die Beurteilung der Oberflächentextur im Hinblick auf Funktionalität, wie der Vermeidung von Reflexionen im Kfz-Innenbereich, und der taktilen Oberflächeneigenschaften, wie Haptik, Griffigkeit oder Softness. Es ergibt sich daher als Anforderung für Oberflächenbewertungssysteme, dass diese von der zu prüfenden Stelle gleichzeitig die Mikro- und Makrotopographie, also die Rauheiten, Narbungen, Textur- und Strukturwerte, hochauflösend, schnell und dreidimensional erfassen, mit einzelnen Zahlenwerten belegen und gleichzeitig von der selben Stelle den visuellen Eindruck auf das menschliche Auge dokumentieren können. Ausschlaggebend für eine derartige Oberflächenbewertungsstrategie oder ein derartiges System ist, dass es reproduzierbar und schnell arbeitet und mobil einsetzbar ist.
Diese Anforderungen werden mit dem Traceit-Messsystem von Innowep Mess- und Prüftechnik erfüllt. Es arbeitet nach dem patentierten „shape by shading"-Prinzip. Drei Lampen, die im Messkopf jeweils im 120° Winkel zueinander rund um eine Kamera angeordnet sind, beleuchten mit parallelem Licht nacheinander die Oberfläche. Aus den drei Schattenbildern berechnet ein Algorithmus im Notebook die Topographie. Von der exakt gleichen Stelle wird anschließend noch eine in Graustufen umgerechnete Aufnahme des visuellen Eindrucks gemacht, so dass eine direkte Vergleichbarkeit gewährleistet ist. Da in diesem Messprinzip die komplette Fläche auf einmal aufgenommen wird, arbeitet das System deutlich schneller als herkömmliche Linienscanner. Nach längstens vier Minuten liegt die Topographie des Standardmessbereichs von 5 x 5 mm in einer Auflösung von 3 µm vor. Der Messkopf wird über ein USB-Kabel vom Notebook mit Strom versorgt, was das System für den mobilen Einsatz prädestiniert.
Das Oberflächen-Messsystem erfasst zuverlässig die gesamten 3D-Topographiewerte sowie gleichzeitig von der gleichen Stelle auch den visuellen Eindruck. Topographiewerte und der visuelle Eindruck werden nicht nur dokumentiert, sondern auch über Analyse-Tools in die diversen Rauheits-, Struktur- und Narbungskennzahlen, einschließlich der dazugehörenden Standardabweichungen, überführt. Dies geschieht unabhängig voneinander in x- und y-Richtung, so dass Abhängigkeiten von einer eventuellen Vorzugsrichtung, verursacht durch Produktion oder Bearbeitung, erkannt und untersucht werden können. Diese Evaluierung erfolgt in der maximalen Auflösung 1.500-mal über den Messbereich von 5 mm, so dass insgesamt eine Messstrecke von 7,50 m bewertet wird. Das Gleiche gilt auch für den gesamtvisuellen Eindrucks, der in optisch-visuelle Kennzahlen überführt wird und dadurch eine direkte Vergleichbarkeit mit anderen Proben ermöglicht. Darüber hinaus ist es möglich, eine frei definierbare ­Linie zu zeichnen, entlang derer eine Rauheitsbewertung vorgenommen wird.
Neben der Bewertung der Oberfläche auf Grund der Rauheiten steht ein Partikelanalysemodus zur Verfügung. Hiermit können mittels Höhenschnitten die Topographien im Hinblick auf Partikel- oder Porenverteilung, Traganteile oder Struktur untersucht werden. Dies ist besonders von Interesse, wenn man die Kontaktfläche mit anderen Materialien oder der menschlichen Hand bestimmen möchte oder aber den Anteil der Täler in der Struktur, in denen sich Schmutz sammeln kann. Das System gibt die Gesamtfläche der Partikel als Absolutwert und als Anteil an der Gesamtfläche sowie die durchschnittliche Partikelgröße aus.

Mobiler Einsatz vor Ort
Der mobile Einsatz des Traceit-Messsystems ermöglicht zudem den Einsatz am fertigen Produkt, wie z.B. dem Interieur eines Automobils oder qualitätssichernde Messungen direkt an der Produktionslinie. Die Anwendung des Systems reicht von der Abstimmung zwischen Designern und Entwicklern, der schnellen und zerstörungsfreien Überprüfbarkeit der Oberflächenparameter und des visuellen Eindrucks bis hin zur besseren Erkennbarkeit von aufgetretenen Produktionsproblemen und des Nachweises, dass diese behoben wurden.
Das Traceit Messsystem besteht aus einem handlichen mobilen Sensor, der durch ein USB-Kabel mit dem dazu gelieferten Notebook verbunden ist. Über das Notebook erfolgen sowohl die Visualisierung, wie auch die Vermessung der betreffenden Oberfläche über spezielle Mess-, Bewertungs- und Auswertemodule. Bei Verwendung eines Durchlichttisches besteht außerdem die Möglichkeit, transparente oder durchscheinende Materialien wie z. B. Glas, Folien, Gewebe oder Papier zu untersuchen. So ist es u.a. möglich, die Wolkigkeit, d. h. die Verteilung des Lignins in Papieren oder Pergamenten, zu bewerten.
Die Wichtigkeit der visuellen Oberfläche ist jedem Desig­ner und Hersteller bekannt. Bisher war es jedoch nur unzureichend möglich, die Wirkung von Mikro- und Makrotopographiewerten sowie deren visuellen Eindruck gleichzeitig schnell und mobil zu erfassen und zu bewerten. Das neu entwickelte Traceit-Messsystem hilft hier weiter.