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Digitaler Fingerabdruck zur markierungsfreien, branchenübergreifenden Bauteilidentifikation in der zerspanenden Prozesskette

Digitaler Fingerabdruck zur markierungsfreien, branchenübergreifenden Bauteilidentifikation in der zerspanenden Prozesskette

© IFW
Funktionsweise der markierungsfreien Bauteilidentifikation
Leitung:  apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Bernd Breidenstein
E-Mail:  voelker@ifw.uni-hannover.de
Team:  M. Sc. Hendrik Voelker
Jahr:  2020
Datum:  12-02-21
Förderung:  Aif
Laufzeit:  11.2020 – 10.2022

Gefälschte Produkte, gerade von Sicherheitskritischen Bauteilen, sind seit langem ein großes Problem im deutschen Maschinen- und Anlagenbau. Ein eindeutiger Nachweis, dass es sich bei einem Regressanspruch um ein Plagiat handelt, ist durch die aktuell verwendeten applizierbaren Markierungen nur schwer möglich. Diese besitzen eine unzureichende Fälschungssicherheit und einen geringen Schutz gegen eine Entfernung oder Beschädigung. Vor diesem Hintergrund soll die Möglichkeit der markierungsfreien Bauteilidentifikation im Produktlebenszyklus erforscht werden. Ein Ansatz besteht darin, die für jeden Prozess spezifische Bauteiloberfläche als Identifikationsmerkmal zu verwenden. Neben dem Schutz vor falschen Regressansprüchen ist der Einsatz der Methode auch eine Voraussetzung für die digitalisierte Fertigung von Bauteilen und Fräswerkzeugen. Durch die Identifizierung der Bauteile vor und nach der Bearbeitung ist eine lückenlose Dokumentation der Fertigungsschritte möglich.

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Einsatzfähigkeit des digitalen Fingerabdrucks für die spanende Fertigung nachzuweisen sowie den Einfluss von Korrosion und mechanischem Verschleiß der Oberflächen auf die Identifizierung zu ermitteln. Für die Umsetzung soll die im Sonderforschungsbereich (SFB) 653 entwickelte Methode weiter erforscht und verbessert werden. Die Methode extrahiert dabei über die Wavelet Transformation (CWT) und einer Non-Maxima-Suppression die markanten Merkmale eines 2D-Profils. Die Anordnung dieser Merkmale untereinander spiegelt dabei einen digitalen Fingerabdruck wieder. Über den RANSAC-Algorithmus können zwei solcher Fingerabdrücke miteinander verglichen werden. Während des SFB 653 wurde die Methode an geschliffenen Proben validiert. Das Ergebnis war, dass die Oberflächen mit einer Genauigkeit von 10-20 identifiziert werden konnten. Damit diese Methode in der Serienfertigung zum Einsatz kommen kann, müssen während des Projektes verschiedene Bereiche genauer untersucht werden. Dazu zählt die Identifikation eines Messsystems, welches in kurzen Taktzeiten die markanten Eigenschaften der Oberfläche erfassen kann. Ebenso muss der Einsatz der Methode auf die Fertigungsverfahren Drehen und Fräsen erweitert werden und der Einfluss von chemischen und mechanischem Verschleiß untersucht werden.