Dynamische Produktionsprozesse und kontinuierlich steigende Qualitätsanforderungen in der zerspanenden Fertigung stellen hohe Anforderungen an die Messtechnik. Die digitale Holographie erlaubt als interferometrisches Messverfahren eine schnelle und gleichzeitig sub-mikrometergenaue Höhenmessung von Oberflächen, ihr Einsatz in Produktionsumgebungen wird jedoch durch den Einfluss von Schwingungen als besonders kritisch bewertet. In dieser Arbeit wird das erste kabellose 3D-Messsysteme für die Werkzeugmaschine vorgestellt sowie die Möglichkeiten einer Inline-Prüfung bewertet: Die Analyse dynamischer Einflussfaktoren auf die Messdatenqualität bestätigt die Funktionsfähigkeit des Messsystems im Fräszentrum und zeigt die Grenzen und Chancen der Technologie auf. Mittels neu entwickelter Algorithmen können softwareseitig Störeinflüsse erkannt und kompensiert werden. Das Messfeld des vorgestellten Systems beträgt 20×20 mm² (mit >9 Mio. 3D-Punkten), die in weniger als 0,5 s aufgezeichnet werden können. Ein neu entwickeltes Fokuskriterium ermöglicht dabei selbst Höhenunterschiede von einigen Millimetern außerhalb der geometrischen Schärfentiefe des optischen Systems eindeutig aufzulösen. Neben der vollständigen internen Auswertung der Daten wird zusätzlich die kabellose Übertragung an eine externe Recheneinheit ermöglicht.
Aktualisiert: 2022-04-26
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Digitale Bildgebung ermöglicht die Darstellung von biologischen Organismen durch Kombination von physikalischen Messungen und numerischen Rekonstruktionsalgorithmen. Gegenstand dieser Arbeit ist die Weiterentwicklung zweier Techniken der digitalen Bildgebung in den Lebenswissenschaften, der Scanning Laser Optical Tomography (SLOT) und der digitalen Holographie.
Erstmalig werden native humane Stammzellaggregate in Glaskapillaren mit SLOT bildgegeben. Durch Lichtbrechung an der Glaskapillare entstehen Rekonstruktionsartefakte, die theoretisch und experimentell untersucht sowie korrigiert werden. Mit der digitalen Holographie wird erstmalig die Goldnanopartikel-vermittelte Zellperforation untersucht. So wird eine Brücke zwischen der Forschung auf subzellulärer Ebene und der Forschung an Zellkulturen im Hochdurchsatz geschlagen. Auf Basis der Erkenntnisse werden für beide Techniken neuartige Rekonstruktionsalgorithmen entwickelt, die das Potential haben, die Leistungsfähigkeit der Bildgebungstechniken zur in vitro Bildgebung und im Hochdurchsatz signifikant zu steigern.
Aktualisiert: 2019-11-07
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