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Industrielle optische 3D Messtechnik

Die 3D-Koordinatenmessmaschinen erfassen in kürzester Zeit vollflächige, detaillierte Qualitätsinformationen von einem Bauteil. So wird die optische Messtechnik welweit für die dimensionale Qualitätssicherung vor allem von Kunststoff-, Guss- und Blechteilen aus der Automobil-, Luft- und Raumfahrt oder der Konsumgüterindustrie verwendet. Mit den 3D-Daten erhält man einen "Digital Twin" mit dem man weitere Analysen, oder auch ein "Reverse Engineering" durchführen kann. Weitere Anwendungsmöglichkeiten bestehen auch in ausgefalleneren Branchen, wie der Forensischen Wissenschaft oder in der Kunst.

Der Ursprung der Messtechnik von GOM war in der Automobilbranche im Qualitätsmanagement. Mit den Sensoren können von kleinsten Teilen, welche nicht grösser als 1 cm sind bis zu ganzen Autokarosserien gescannt und ausgewertet werden. So können im gesamten Produktionsprozess die dimensionale Qualität der Produkte gesichert werden.

Industrien

Luft- & Raumfahrt
Automotive
Konsumgüter
Energieerzeugung
Transportwesen
Medizintechnik
Kunst und kulturelles Erbe
Forschung und Entwicklung
Energieerzeugung

Fertigungstechnik

Metallumformung
Additive Fertigung
Kunststoffverarbeitung
Giessereiverfahren
Werkzeug- und Formenbau
Reverse Engineeering
Simulation & Visualisierung
Material Testing
Bewegungs- & Deformationsanalyse
Rapid Prototyping
Kriminalistik (Spurensicherung)
Archäologie

Prozesskette

Übersicht der verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten der GOM Systeme am Beispiel einer Spritzguss Prozesskette.

Slide Materialkennwerte Kenntnisse über die Materialeigenschaften eines Werkstoffes liefern eine sichere Basis für die bauteilgerechte Konstruktion (CAD), die Entwicklung eines funktionierenden Werkzeuges sowie für eine realistische Simulation (CAE) und Optimierung von Produktvarianten, Werkzeuglayout, Spritzguss- und Umformverfahren. Slide Konstruktion & 3D-Messplanung Wird das Bauteil-CAD bereits bei der Konstruktion mit Inspektionsmerkmalen versehen, kann die 3D-Messplanung und Inspektion im zeichnungslosen Prozess direkt am PMI-Datensatz erfolgen (Import und Auswertung von FTA- / MBD-Daten). Darüber hinaus ermöglicht die vollflächige Geometrieerfassung die Rückführung und Adaption von Bauteil- und Werkzeuggeometrien in bestehende CAD-Daten bei erforderlichen Werkzeugkorrekturen (Advanced CAD Modeling). Slide Simulation & Verifikation In der Simulation werden Formfüllung, Anguss, Nachdruck, Temperierung und Füllzeit des Gussteils berechnet und bildhaft dargestellt. Sie dient der Fehlervermeidung und Optimierung von Materialeinsatz, Zykluszeit und Maschinengrösse durch Vorhersage des Materialverhaltens und der Prozessparameter. Die simulierte Geometrie wird flächenhaft und numerisch mit simulierten oder realen Bauteilmessungen abgeglichen. Slide Werkzeugbau 3D-Digitalisierung spart Zeit und Kosten in der Werkzeug- sowie Elektrodenfertigung und -wartung. Frühzeitige Prozessüberwachung reduziert Korrekturschleifen besonders bei Mehrfachkavitäten. Der Soll-Ist- Vergleich dient zur Kontrolle der einzelnen Stufen bei der CNC-Bearbeitung des Werkzeuges. Im Try-Out führen 3D-Messdaten zu gezielten Werkzeugkorrekturen und geringerem Materialeinsatz. Slide Erstmusterprüfung Die vollflächige Form- & Massanalyse mit kompletten Mess- und Prüfberichten (EMP) sichert die Einhaltung der Funktion und der optischen Anforderungen und sorgt für den spannungsfreien Einbau eines Bauteils. Die Erstbemusterung kann nach Messplan (KMG-/CMM-Inspektion), CAD-Modell oder PMI-Datensatz mit Merkmalen wie Form- & Lagetoleranzen durchgeführt werden. Dabei bleibt keine Stelle am Bauteil ungeprüft. Slide Serienprüfung Automatisierte, fertigungsnahe und mobile Messzellen senken in der serienbegleitenden Produktionskontrolle Ausschuss und Nacharbeitszeiten. Der Transport von Bauteilen zu entlegenen Messräumen entfällt. Die Programmierung, einschliesslich der Roboterkinematik sowie der Inspektionsplanung, findet offline im VMR am CAD statt, wobei die Messzelle produktiv bleibt. Slide Zusammenbau & Belastungstests Vollflächiges oder punktuelles Online- 3D-Tracking ermöglicht die Ausrichtung und Positionierung von physischen Bauteilen zueinander (optische Lehre) sowie die Übertragung der optimalen virtuellen Ausrichtung in die reale Welt. Dadurch können Verbau / Einbau und Verformung sowie Spaltmasse geprüft werden. In Prüfständen wie Klimakammern und Crashtestanlagen werden Produkte auf ihre Lebensdauer geprüft.

Bruker Alicona

Die Kernkompetenz von den Alicona Produkten ist die Messung von Mass, Lage, Form und Rauheit in den Bereichen Fertigungsmesstechnik und Fertigungsautomatisierung, Prototypenentwicklung sowie klassische Qualitätssicherung. Basierend auf der Technologie der Fokus-Variation schließen wir mit unseren Messsystemen eine Lücke zwischen klassischer Koordinatenmesstechnik und Oberflächenmesstechnik, da Anwender mit nur einem optischen Sensor sowohl GD&T Merkmale als auch Rauheitsparameter robust, genau, rückführbar und in hoher Wiederholgenauigkeit messen.

GOM

Die optischen Streifenlichtsensoren von GOM projizieren präzise Streifenmuster auf die Oberfläche des Bauteils und wird von zwei Kameras nach dem Stereokameraprinzip erfasst. Da die Strahlengänge beider Kameras und des Projektors vorab kalibriert werden, lassen sich 3D-Koordinatenpunkte aus den drei unterschiedlichen Strahlschnitten berechnen. Dieses Triple Scan Prinzip bietet Vorteile bei der Messung reflektierender Oberflächen und hinterschneidungsbehafteter Objekte. Das Ergebnis sind vollständige Messdaten ohne Löcher oder fehlerhafte Punkte.

Ein ATOS Sensor stellt ein selbstüberwachendes System dar die Sensorsoftware kontrolliert kontinuierlich den Status der Kalibrierung, die Transformationsgenauigkeit sowie Umgebungsveränderung und Bauteilbewegungen, um die Messqualität zu sichern.