Das Kerngeschäft der Duisburger Modellfabrik ist die Herstellung großer Gießereimodelle aus Holz, Kunststoff-Blockmaterialien und Schaumstoff zur Herstellung von Dampf- und Gasturbinen, Maschinenbetten, Dieselmotoren und Komponenten für Windkraftanlagen im Stahl-, Grau- oder Sphäroguss. Immer häufiger verlangen Kunden einen Abgleich der gefertigten Modelleinrichtung mit den Original-CAD-Daten. Eine Modelleinrichtung besteht aus dem Modell und Kernkästen. Diese dienen in der Gießerei später als Werkzeug zur Erstellung einer Form.
Die Duisburger Modellfabrik hat in den ersten Jahren digitale Vermessung extern als Dienstleistung zugekauft. Schon bald entschied man sich aber, ein eigenes Messsystem anzuschaffen, um Kosten zu senken und Reibungsverluste zwischen Modellbauer und Vermesser zu vermeiden. Da das Unternehmen Bauteile von mehreren Metern Länge, Breite und Höhe in allen Dimensionen fertigt, war es dabei wichtig, ein Messsystem zu finden mit dem man schnell und einfach eine große Oberfläche scannen konnte. Natürlich sollte dies nicht auf Kosten der Genauigkeit gehen. Da das Unternehmen über keinen eigenen Messraum verfügt, sollte das Messsystem zudem portabel sein und widrigen Umgebungseinflüssen wie Staub, Dreck und Vibration standhalten können – sprich überall eingesetzt werden können.
Die Wahl fiel auf den Metrascan 3D Scanner von Creaform, ein optisches Koordinatenmessgerät, das speziell für hochpräzise und wiederholbare Messungen in Messtechnikqualität sowie für geometrische 3D-Oberflächenprüfungen in der Fertigung entwickelt wurde. Entscheidend waren dabei die Flexibilität des Scanners, die Möglichkeit Hinterschnitte zu digitalisieren sowie die Möglichkeit des virtuellen Zusammenbaus.
Nicht jede der Modelleinrichtungen muss optisch vermessen werden. Doch wo es notwendig ist, werden diese nach Fertigstellung der einzelnen Komponenten gescannt. Als die Duisburger Modellfabrik noch auf Dienstleister angewiesen war, war dies nicht möglich. Damit sich die Anreise und Beauftragung eines Messdienstleisters lohnte, musste zunächst eine größere Menge an Bauteilen fertiggestellt werden, um in etwa einen Scanaufwand von drei Tagen zu rechtfertigen. Heute werden fertige Komponenten direkt mit dem 3D-Scanner vermessen und versendet.
Scannen optimiert die
Fräsbahn-Programmierung
„Die Implementierung des Metrascan 3D in unseren Arbeitsfluss sowie die Einarbeitung unserer Mitarbeiter ist uns sehr leichtgefallen, da unser Personal bereits Erfahrungen im CAD/CAM-Bereich hatte und so bereits eine Affinität zur Computerarbeit vorhanden war“, sagt Herbert Schild, Geschäftsführer der Duisburger Modellfabrik. „Durch das Scannen der Rohteile kann eine optimale Fräsbahn programmiert werden, und es können so viele Leerfahrten des Fräsers vermieden werden.“
In einem Fall musste ein Rohteil und in einem späteren Schritt das Fertigteil für die Modelleinrichtung eines Motors gescannt werden. Prinzipiell folgt dabei jedes Projekt der Duisburger Modellfabrik im Allgemeinen dem folgenden Muster: Nach Erhalt der Fertigteildaten des Kunden werden die Rohteildaten erstellt: Bearbeitungszugaben werden aufgelegt und Formschrägen angebracht. Diese sind nötig, damit man das Modell aus der Form oder den Kern aus dem Kernkasten bekommt. Danach erfolgt die Erstellung der Modelleinrichtung im CAD, das Fräsen und Bauen der Modelleinrichtung und das Scannen der fertigen Einzelkomponenten mit dem Metrascan 3D. Die Messdaten werden mit den CAD- sowie den Fertigteildaten des Kunden abgeglichen. Und schließlich wird das fertige Gussteil gescannt und gegen die Fertigteildaten des Kunden verglichen.
Der Metrascan 3D unterstützt aktuell in der Duisburger Modellfabrik verschiedene Prozesse: So wird das mobile Koordinatenmessgerät in der Qualitätskontrolle bei der Erstellung der Rohlinge zur genauen Digitalisierung und anschließenden geometrischen Inspektion mittels Farbvergleich in der Software Polyworks von Innovmetric eingesetzt. Dank der Portabilität des Messsystems kann es zum Bauteil gebracht und dort größenunabhängig schnell und genau gescannt werden. Auch schwer zu erreichende Bereiche wie beispielsweise Taschen oder glänzende Oberflächen können problemlos erfasst werden. Der Einsatz eines Kreidesprays ist nicht nötig.
Zudem hilft der Metrascan 3D beim virtuellen Zusammenbau: Zusätzlich können Bauteile im verbauten Zustand vermessen werden, nachdem sie auseinandergebaut sind. Dies funktioniert über die intelligente Nutzung des Target-Modells. Dadurch ist ein Vergleich zu den eigentlichen Daten deutlich einfacher.
Auch im Engineering hilft die Messtechnik: Einige Prototypen müssen im CAD angepasst werden. Die Scandaten ermöglichen eine leichte Anpassung und Konstruktion im CAD auch bei komplexen Freiformflächen. Die .stl-Daten ermöglichen dies, auch bei komplexeren Freiformflächen im Hinblick auf ein Reverse Engineering. Und schließlich profitiert die CNC-Programmierung: Die 3D-Daten können einfach zur Programmierung der Fräse genutzt. So wird nicht „blind“ gefräst, was die Kosten erheblich reduziert.
„Das Scannen mit dem Metrascan 3D bietet unserem Unternehmen große Vorteile. Bauteile von großen Dimensionen können direkt in ihrer Arbeitsumgebung sehr schnell und genau gescannt werden“, freut sich Schild. „Die Flexibilität, Genauigkeit und Schlagkraft des Messsystems passen ideal zu unseren sich täglich ändernden Anforderungen und Bauteilen. Somit können wir auch bei komplexen Modelleinrichtungen eine hohe Qualität und Genauigkeit garantieren. Durch die Anschaffung des Messsystem von Creaform haben wir auch neue Geschäftsfelder aufgemacht. Dabei geht es vom Reverse Engineering über die Kunst oder bis hin zum Schiffsbau. Zudem bieten wir für unsere Kunden Scandienstleistungen in der Gussvermessung.“
AMETEK GmbH – Division Creaform
Meisenweg 37
70771 Leinfelden-Echterdingen
Bild: CreaformJérôme-Alexandre Lavoie
Product Manager
Creaform
www.creaform3d.com
Webhinweis
Wie die Duisburger Modellfabrik den Metrascan 3D zur 3D-Vermessung von Gussteilen nutzt, sehen Sie in diesem Video von Creaform:
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