Digitale Messtechnik: 3D-Scanner liefern präzise Ergebnisse auf höchstem Niveau

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Digitale Messtechnik: 3D-Scanner liefern präzise Ergebnisse auf höchstem Niveau

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Bei der Digitalisierung anspruchsvoller Prüfprozesse ist die Relevanz digitaler Messtechnik deutlich gestiegen. Der Einsatz industrieller 3D-Scanner verschafft nicht nur den Vorteil der authentischen Replikation eines Objekts im virtuellen Raum für die Qualitätskontrolle, sondern eröffnet im Vergleich zu traditionellen Mess­verfahren neue Freiräume durch Zeitersparnis und Ortsunabhängigkeit. Die ATD Automobil-Technik-Design hat damit den gesamten Prüfprozess von Automobilteilen digitalisiert.
Digitale Messtechnik

Quelle: Shining 3D/ATD GmbH

Digitale Messtechnik in der Praxis: Die ATD Automobil-Technik-Design GmbH im bayerischen Ampermoching bei Dachau wurde im Jahre 1985 gegründet und beschäftigt sich mit den Themen Ingenieurleistungen, Modelltechnik und Kleinserienfertigung. Ursprünglich aus dem Bereich der reinen Modelltechnik kommend entwickelte sich die ATD im Lauf der Jahre zu einem anerkannten Anbieter für Modell- und Formenbau und ist spezialisiert auf den Werkzeug- und Formenbau für Kleinserien, Sonderserien und Einzelstücke.

Prüfcubings für die Qualitätskontrolle

Um den anspruchsvollen Kunden ein immer größeres Spektrum an Produkten und Leistungen sowie ein Maximum an Qualität bieten zu können, erweitert das Team stetig sein internes Know-how und implementiert modernste Hard- und Softwaretechnologien in den täglichen Arbeitsablauf. Zu den Kunden der ATD zählen unter anderem die BMW Group mit Rolls Royce und BMW Motorsport, AEG, Hutchinson, Junkerwerk, Daimler Benz und Mann+Hummel. Unter anderem fertigt die ATD auch Prüfcubings für ihre Kunden. Hierbei handelt es sich um hochgenaue Nachbildungen von Karosserieteilen, die der Qualitätskontrolle dienen.

Digitale Messtechnik bei elastischen Teilen

Peter Michael Zieger, Geschäftsführer der ATD GmbH, erklärt, warum die Notwendigkeit besteht, elastische Teile digital zu messen: „Eine taktile Messung kommt aufgrund der Elastizität der Teile und der damit verbundenen Gefahr der Deformierung, welche zu verfälschten Messergebnissen führt, nicht in Frage.“ Eine optimale Lösung zur flexiblen, effizienten und präzisen Messung der Prüfcubings bietet ein kabelloses, optisches Koordinatenmesssystem (CMM) in Verbindung mit einer 3D-Inspektionssoftware.

Das kabellose CMM-System FreeScan Trak ist in der Lage, die räumliche Position der Scanstruktur in Echtzeit aufzunehmen und stellt daher eine tragbare, effiziente und verlässliche 3D-Messlösung dar. Das System macht zeitaufwendiges Aufkleben von Referenzpunkten überflüssig und vereinfacht so das Erfassen von 3D-Daten mittelgroßer bis großer Objekte mit einer hohen Messgenauigkeit. Der optische Tracker ist geeignet für eine Vielzahl dynamischer und statischer Anwendungen, wie zum Beispiel die großflächige 3D-Inspektion, die in der Luftfahrt, im Automotive-Sektor, Schiffbau oder in der Energiebranche benötigt wird.

Digitale Messtechnik
Mithilfe von FreeScan Trak und einem Laser-Scanner scannt ein Mitarbeiter ein Prüfcubing in der Inspektionshalle der ATD. Bild: Shining 3D/ATD GmbH

„Ein Vorteil der Hardware von Shining 3D ist, dass wir drahtlos und im Endeffekt ortsungebunden die Mess­einheit aufbauen und auch einsetzen können sowie jeweils nur kalibrieren müssen und dann den Körper ganzheitlich erfassen. Der große Vorteil besteht darin, dass die Genauigkeit der Messdaten einstellbar und sehr hoch ist“, erklärt Zieger.

Dynamische Referenzierung und hohe Messgenauigkeit

Referenzpunkte bilden bei der Anwendung eine Referenzstruktur. Sowohl der Tracker als auch das zu scannende Objekt können während des Mess- und Scanvorgangs frei bewegt werden, was das Scannen in schwierigen Arbeitsumgebungen ermöglicht. Die Genauigkeit der Messung beträgt bis zu 0,03 Millimeter und die Auflösung bis zu 0,05 Millimeter ohne Präzisionsschwankungen.

Außerdem werden keine physischen Kabel zwischen Tracker und Scanner benötigt. Das System kann einfach über das WLAN konfiguriert werden. Ein integrierter Prozessor erleichtert die Einrichtung. Die Messrate des FreeTrak beträgt bis zu 70Hz.

Digitale Messtechnik
Der Import der Scan-Daten aus dem FreeScan-Trak-Systems ist in alle gängigen Inspektionslösungen möglich.
Bild: Shining 3D/ATD GmbH

Verlässliche 3D-Messlösung (digitale Messtechnik) für die Industrie

Durch die kompakte Bauweise, das geringe Gewicht und die flexible Handhabung des Trackers und 3D-Scanners ist eine ortsunabhängiger Einsatz jederzeit möglich. Die kabellose Datenübertragung wird mittels Airmaster ermöglicht. Das 3D-Scannen ohne Referenzpunkte erleichtert zudem die punktgenaue Erfassung komplexer Strukturen. In dem 3D-Scanner ist eine Lichtquelle eingebaut, wodurch dieser auch unabhängig vom Tracker verwendet werden kann. Durch die konstanten Scan-Ergebnisse ist das FreeScan-Trak-System eine zuverlässige Lösung für anspruchsvolle Anwender in eine Vielzahl von industriellen Anwendungsszenarien:

Inspektion

  • Erstteilbemusterung
  • Qualitätssicherung
  • Deformationsanalyse
  • Positionierung und Ausrichtung von Komponenten

Reverse Engineering

  • 3D Modellierung
  • Instandhaltung, Reparatur und Überholung
  • Werkzeug- und Formenbau
  • Werkzeug- und Vorrichtungsdesign

Offenes System für sämtliche Inspektionslösungen

Die Kompatibilität des Messystems mit der Inspektionssoftware wirkt sich auch deutlich auf die Scan-Erfahrung aus. Daher ist das FreeScan-Trak-System kompatibel mit allen gängigen Softwarelösungen für die Inspektion, um dem Anwender das größtmögliche Maß an Flexibilität und Anwenderfreundlichkeit zu bieten. ATD zum Beispiel setzt für die Auswertung der von FreeScan Trak gelieferten Messergebnisse die Inspektionssoftware von Verisurf ein.

Der Autor David Willers ist Senior Application Engineer EMEA bei Shining 3D.

Lesen Sie auch: Digitale Fabrik: Mechanische Messgeräte in das IIoT einbinden

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