Terahertz in der Automobilproduktion: Präzise Lackdickenmessung mit das-Nano

Best Practice mit das-Nano und Volkswagen: Weltweit erste Terahertz-Prüfanlage in der Automobilindustrie

Gemeinsam mit dem Technologieunternehmen das-Nano haben wir eine weltweit neuartige Prüftechnologie auf Basis von Terahertz-Strahlung für die Automobilindustrie entwickelt. Ziel war es, die Qualitätssicherung im Lackierprozess neu zu denken und die bislang manuellen, kostenintensiven und teilweise ungenauen Messverfahren zu ersetzen.

Um im globalen Wettbewerb zu bestehen, sind im Automobilsektor exakte Qualitätskontrollprozesse unerlässlich. Die bislang verbreiteten Verfahren zur Lackdickenmessung weisen jedoch mehrere Schwachstellen auf:

  • hoher manueller Aufwand und hohe Kosten
  • Dickenmessungen der gesamten Beschichtung, nicht jeder einzelnen Schicht
  • kontaktierende Messysteme, die die Karosseriebeschichtung beschädigen können
  • eingeschränkte Anwendung auf metallischen oder ebenen Oberflächen

Diese Herausforderungen löst nun das so genannte »Irys-System« von das-Nano – eine kontaktlose, patentierte Terahertz-Technologie, die mit eigens entwickelten Algorithmen alle Lackschichten einzeln und zerstörungsfrei misst. 

Von der Idee zur internationalen Erfolgsgeschichte

Die Zusammenarbeit begann bereits 2011 mit ersten Gesprächen zwischen unserem Team des Fraunhofer ITWM und Volkswagen in Wolfsburg. Gemeinsam entwickelten und evaluierten wir die Messtechnik und machten sie über mehrere Projektphasen hinweg produktionstauglich.

»Als klar war, dass die Technologie industriell einsetzbar ist, wurde ein Partner gesucht, der die Systeme in Serie fertigen und weltweit vertreiben kann«, berichtet Dr. Joachim Jonuscheit, stellvertretender Leiter der Abteilung »Materialcharakterisierung und -prüfung«. In diesem Prozess fanden 2016 die ersten Gespräche mit das-Nano statt – einem Technologieunternehmen mit Sitz in Navarra, Spanien, das neue Terahertz-basierte Lösungen für die industrielle Qualitätskontrolle entwickelt. Kurz darauf wurde ein Lizenzvertrag zwischen Fraunhofer ITWM und das-Nano unterzeichnet, der den Technologietransfer regelt und die Grundlage für eine langfristige Partnerschaft bildet.

Nur drei Jahre später, 2019, startete bei Volkswagen Navarra die weltweit erste Installation einer Terahertz-Prüfanlage zur Lackdickenmessung in der Automobilindustrie – ein Meilenstein für die Inline-Qualitätssicherung. Seit Juli 2020 ist das Irys-System bei Volkswagen Navarra erfolgreich rund um die Uhr im Einsatz. Es ermöglicht die gleichzeitige Messung aller Lackschichten, vollautomatisch und ohne manuelle Prozesse.

Plattform zur Kontrolle der Schichtdicke mit Terahertz-Technologie von das-Nano
© das-Nano
Plattform zur Kontrolle der Schichtdicke mit Terahertz-Technologie von das-Nano

Terahertz-Technologie in Serie: Effizienz, Präzision, Nachhaltigkeit

»Mit den vorherigen Methoden war es notwendig, Karosserien zu zerkratzen und sie abzukleben, um die Schichtdicke manuell zu messen. Mit dem neuen System sparen wir nicht nur erheblich Zeit und Material, sondern erhalten gleichzeitig auch mehr Informationen über die Schichten«, so Claudio Solé, Senior Lackexperte bei der Volkswagen-Zentrale in Wolfsburg.

Dank der automatisierten Inline-Messung hat das Unternehmen 15 Prozent weniger Prozesskosten, denn die Technik senkt den Material- und Energieverbrauch und reduziert die Umweltbelastung. 

Nachhaltigkeit und Effizienz im Fokus

Die neue Technologie überzeugt nicht nur durch Genauigkeit, sondern auch durch messbaren Fortschritt wie:

  • Fünf Prozent weniger Materialeinsatz dank optimierter Lackschichtdicke
  • Drei Prozent weniger Nacharbeiten durch die Nutzung von Echtzeitinformationen direkt im Lackierprozess

Besonders eindrucksvoll: 

Ein einziges Irys-System spart rund 50 kWh pro Fahrzeug im Lackierprozess – das entspricht in einem Werk wie Volkswagen Navarra mehr als 16 GWh pro Jahr und einer CO₂-Reduktion von über 7.000 Tonnen jährlich.

Zukunft der Qualitätssicherung in der Industrie

»Unsere Zusammenarbeit mit das-Nano und Volkswagen zeigt: Terahertz-Technologie hat das Potenzial, Produktionsprozesse grundlegend zu verändern – von der Materialprüfung bis zur automatisierten Inline-Qualitätskontrolle«, so Dr. Joachim Jonuscheit. »Was als Forschungsprojekt begann, ist heute ein fester Bestandteil industrieller Serienproduktion und ein Beispiel für erfolgreiche Technologie-Transferpartnerschaften.«

Die Automobilindustrie wird sicher auch künftig auf diese neue Prüftechnologie setzen, denn sie vereint höchste Effizienz mit einem messbaren Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit und geringeren Emissionen.

Video: Das Terahertz-System zur Karosserielackprüfung

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