3D-Messtechnik für Qualitätskontrolle & CAD-Abgleich

Bei Spritzgussbauteilen macht der CAD-Abgleich Verzug, Schwindung und Einfallstellen sichtbar. Veränderungen der Bauteilgeometrie zwischen Produktionszyklen oder Kavitäten werden für die gesamte Oberfläche des Bauteils nachvollziehbar. Die Auswertung unterstützt die Beurteilung von Werkzeug- und Prozessanpassungen.

Die Kontrolle von Wärmeverzug ist eine der zentralen Herausforderungen bei der Fertigung von Schweißbaugruppen. Mithilfe eines Soll-Ist-Vergleichs auf Basis von 3D-Scandaten lässt sich der Wärmeverzug einfach nachvollziehen. Scans nach einzelnen Schweißschritten helfen einzugrenzen, in welchem Fertigungsschritt die Verformungen entstehen. Auch die Position von Schweißpunkten lässt sich anhand der Scandaten prüfen.

Formhälften, Stempel, Matrizen und Elektroden werden bei Abnahme, nach Änderungen oder im Einsatz gegen ihre Referenz geprüft. Wiederholte Scans zeigen Verschleiß und Formänderungen. Müssen Geometrien konstruktiv korrigiert werden, unterstützt die Rückführung für die Werkzeug- und Formenkorrektur die gezielte Anpassung der betroffenen Bereiche im CAD.

Die Aufmaßkontrolle vor der Zerspanung hilft, kostspieligen Spindelschäden vorzubeugen und unnötigen Bearbeitungsaufwand zu vermeiden. Dafür werden Rohgussbauteile direkt im Fertigungsumfeld mit einem 3D-Handscanner erfasst und gegen die CAD-Daten verglichen. Die Auswertung zeigt, ob an den vorgesehenen Bearbeitungsflächen ausreichend Material für das Fertigteil vorhanden ist oder ob die Bearbeitungsplanung angepasst werden muss, um Kollisionen zu vermeiden.

Der Anwender scannt die Erstmuster vollflächig in 3D ein. Die Erfassung erfolgt abhängig von der Bauteilgröße und den geforderten Toleranzen mit einem stationären oder handgeführten System. Ein 3D Scanner ist nach kürzester Zeit einsatzbereit und bietet eine einfache Handhabung, sodass auch nach kurzer Einweisung eine effiziente Nutzung möglich ist. Ein zentrales Merkmal der vollflächigen Bauteilmessung besteht darin, dass keine Bereiche des Bauteils ungeprüft bleiben. Abhängig vom gewählten Scansystem entfällt die Notwendigkeit, Zielmarken zu verwenden, was den Prozess weiter vereinfacht und beschleunigt.

Nach der Festlegung der Ausrichtungsmethode durch den Anwender richtet die Software den 3D Scan automatisch zum CAD-Modell aus. Diverse Ausrichtungsoptionen stehen dabei zur Verfügung: Das allgemeine Best-Fit verlagert und rotiert das gesamte Scan-Modell, um eine bestmögliche Übereinstimmung mit dem CAD-Modell zu erzielen. Das Lokale-Best-Fit Verfahren konzentriert sich auf ausgewählte Bereiche des Scans. Das RPS-Alignment nutzt spezifische Referenzpunkte und -flächen für eine exakte Positionierung, während die 3-2-1 Ausrichtung die Orientierung über drei Punkte für eine Ebene, zwei für eine Achse und einen für den Ursprung festlegt.

Die Auswertung von 3D Scandaten beginnt mit einem direkten Abgleich zum CAD-Modell, wodurch sämtliche Abweichungen in einem Fehlfarbenbild visualisiert werden. Der Analyseprozess umfasst sowohl die Prüfung von Einzelpunkten, Geometrien und Winkeln als auch Untersuchungen von Form- und Lagetoleranzen. Detaillierte Einblicke in das Bauteil liefert die Nutzung von Inspektionsschnitten. Die 3D Analyse ermöglicht zudem die Überprüfung von Schwindung, Materialstärke und Aufmaß bei Rohgussbauteilen.

Anwender können aus der Analyse detaillierte Mess- und Prüfberichte generieren, die einen lückenlosen Flächenvergleich und Bilder der festgestellten Abweichungen enthalten. Dank flexibler Vorlagen können Berichte individuell angepasst werden. Bei Änderungen aktualisiert sich der Bericht automatisch. Trendanalysen ermöglichen die Verfolgung von Veränderungen über die Zeit. Dank der intuitiven und klaren Darstellung der Messergebnisse können Qualitätsabweichungen einfach erkannt und kommuniziert werden.

Die fortschrittlichen Softwarelösungen Geomagic Design X und ZEISS Inspect bieten leistungsstarke Tools für eine vereinfachte und automatisierte Berichterstattung. Durch individuell erstellbare Vorlagen lassen sich wiederkehrende Prüfungen effizient durchführen, sodass selbst komplexe Bauteile mit wenigen Klicks inspiziert werden können. Mit Hilfe der Stapelverarbeitung können Prüfberichte für Bauteile gleicher Art automatisch generiert werden, was den Arbeitsaufwand erheblich reduziert und gleichzeitig für eine konsistente Qualitätssicherung sorgt.