3D Messtechnik

Darunter versteht man die Erzeugung eines digitalen „Zwillings“ ausgehend von einem realen Bauteil. Der vollflächige Messvorgang basiert auf der „Codierung“ der Bauteiloberfläche (z.B. per Streifenlicht-Projektion), welche mit einem kalibrierten Kamerasystem aus mehreren Raumrichtungen erfasst wird und zu einer hochaufgelösten Punktewolke (3D-Koordinaten jedes Pixels) umgelegt werden. Die erzeugten STL Daten (Polygonnetz) können auf vielfältige Weise verwendet werden, z.B.: um daraus CAD-Daten zu erzeugen (Reverse Engineering), um damit einen 3D-Drucker zu füttern, um einen Abgleich zu einer Soll-Geometrie zu erzeugen (Optische 3D-Messtechnik), um darauf zu Fräsen, zur digitalen Archivierung der Geometrieinformation, für FEM-Simulationen auf Realdaten, usw.

Darunter versteht man die vollflächige Erfassung der Oberfläche von Bauteilen mit anschließendem Abgleich der aufgenommenen IST-Geometrie mit der Soll-Geometrie (meist 3D-CAD Datensatz) - zum Zwecke der Bewertung der geometrischen Maßhaltigkeit des Bauteils.

Der Vorteil dieser Art der Koordinatenmesstechnik ist die vollständige Bewertung der Bauteilgeometrie, die hohe Messgeschwindigkeit und die einfache Interpretierbarkeit der Messergebnisse durch die farbige Darstellung der Abweichungen von IST- zu Soll-Geometrie.

Des Weiteren kann als Referenz anstatt dem 3D CAD wahlweise auch ein Messdatensatz (zB Eichmeister bzw. freigegebenes Erstmuster) verwendet werden, wodurch statistische Analysen (Prozess-Varianz, zeitlicher Verlauf der Prozess-Tendenz, …) möglich werden. Diese abgeleiteten Informationen stellen einen wertvollen Input für die Produktionssteuerung dar (z.B. Ableiten des Werkzeug-Verschleiß durch Begutachtung des Prozess-Verlaufs am gemessenen Artikel, …)

Grundsätzlich muss man zwischen Auflösung und Messgenauigkeit unterscheiden:

Die Auflösung (lateral) gibt Auskunft über den erzielbaren Messpunktabstand des Messsystems oder des verwendeten Messfelds und ist ein Indikator in welcher Größe Oberflächenstrukturen noch abgebildet werden können. Typischerweise sollte die Auflösung um den Faktor 5-10 kleiner sein, als das kleinste zu erfassende Merkmal am Bauteil. (z.B. Bewertung eines Radius am Bauteil mit Bogenlänge = 1mm -> Ortsauflösung des Scans = 0,1 bis 0,2mm)

Die Messgenauigkeit beschreibt wie exakt die erzeugten Messpunkte auf der tatsächlichen Bauteiloberfläche liegen. Je nach verwendetem System und Messfeldgröße, erreichen Optische 3D Scanner für Industrie-Applikationen heutzutage Genauigkeiten von bis zu 0,005mm.

Um exakte Aussagen zur Fähigkeit eines 3D Scanners für den geplanten Anwendungsfall zu erhalten, ist natürlich ein ausführliches Beratungsgespräch sinnvoll.

3D Scanner lassen sich durch vielfältiges Zubehör erweitern und für die unterschiedlichen Anwendungsfälle individuell anpassen. Es stehen u.a. diverse Drehtisch- bzw. Dreh-Schwenktischlösungen zur Verfügung – optimierte Messpositionen lassen sich in der System-Software einfach einlernen und über ein Template erneut abspielen. Somit können wiederkehrende Messaufgaben einfach und kostengünstig automatisiert werden.

Für Serienbegleitende Messungen – z.B. im Mehrschichtbetrieb bei „Werkerbedienung“ – bieten sich die standardisierten ATOS ScanBox Lösungen an. Die unterschiedlichen Messpositionen werden über einen Industrie-Roboter realisiert. Das Teachen der Roboterpositionen erfolgt automatisch in der mitgelieferten Messsoftware anhand des 3D CAD – somit sind keine speziellen Vorkenntnisse des Bedienpersonals nötig.

Für komplexe Bauteilmessungen inkl. der Bewertung von innenliegenden Strukturen bzw. Gaseinschlüssen bieten sich industrielle Computertomographie-Systeme an. Damit können einzelne Bauteile, mehrere Einzelteile gleichzeitig oder komplette Baugruppen im zusammengebauten Zustand vermessen werden. Das Messergebnis ist ein vollflächiger Datensatz der Außen- und Innengeometrie im STL-Format.

Mit der GOM Inspect Suite Software lassen sich auf Basis dieser Daten umfassende Analysen in Punkto geometrischer Maßhaltigkeit, Spalt- und Dichtflächenverhalten, Lunker-Detektion und Verteilung sowie unterschiedliche Volumenauswertungen anstellen.