Aufgabenstellung
Der Fügeprozess beim Laserdurchstrahlschweißen ist in hohem Maße abhängig vom vorgelagerten Fertigungsprozess, welcher zeitlichen Schwankungen unterliegt. Um Prozessstabilität und Produktqualität sicherzustellen, ist der Einsatz von Prozessüberwachungs- und Kontrollsystemen unabdingbar. Im Moment werden hierfür u.a. die Fügewegregelung oder die pyrometerbasierte Leistungsregelung eingesetzt. Diese Techniken ermöglichen jedoch keine ausreichend sichere und ortsaufgelöste Aussage über lokal vorliegende Fehlerbilder. Eine vielversprechende Alternative stellt die optische Kohärenztomographie (OCT) dar. Es handelt sich dabei um ein berührungsloses, bildgebendes Verfahren, das auf dem Prinzip der Interferometrie beruht.

Vorgehensweise
Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines adaptiven Laserdurchstrahlschweißprozesses, welcher durch eine Inline-Messtechnik basierend auf der optischen Kohärenztomographie überwacht und geregelt wird. Dieser Ansatz ermöglicht die Erfassung von quantitativen Informationen über den Fügeprozess, wie etwa die Schweißnahtgeometrie, Poren, Fehlstellen oder Fügespalte. Diese Informationen sollen basierend auf neuronalen Netzwerken weiterverarbeitet und zurück zur Kontrolleinheit geführt werden, welche in Echtzeit die Prozessparameter anpasst.

Ergebnisse
Das entwickelte OCT-System eignet sich sehr gut für die Erkennung von Fehlstellen und Defekten bei amorphen (PC) und teilkristallinen (PA6) Kunststoffen nach dem Fügeprozess (Bild rechts). Aktuell wird ein erster Prototyp aufgebaut, der den Messstrahl des OCTs mit dem Laserstrahl kombiniert und somit eine berührungslose inline Nahtanalyse mittels OCT während des Schweißprozesses ermöglicht (Bild links).