Bauteile müssen in der industriellen Fertigung definierte Maße, Formen und Toleranzen einhalten. Gerade bei komplexen Geometrien reicht eine punktuelle Messung jedoch nicht immer aus, um Abweichungen zuverlässig zu erkennen. 3D-Scanning für die Qualitätsprüfung ermöglicht es, reale Bauteile flächig zu erfassen und mit vorhandenen CAD-Daten zu vergleichen. So lassen sich Maßabweichungen, Verformungen oder Fertigungsfehler sichtbar machen und gezielt bewerten.
Bei der 3D-basierten Qualitätsprüfung wird ein gefertigtes Bauteil mit einem 3D-Scanner digital erfasst. Dabei entsteht eine detaillierte Abbildung der realen Bauteilgeometrie.
Die aufgenommenen Messdaten können anschließend mit dem ursprünglichen CAD-Modell oder einem Referenzbauteil verglichen werden. Dadurch wird sichtbar, an welchen Stellen das reale Bauteil von der vorgesehenen Geometrie abweicht. Besonders bei Freiformflächen und komplexen Bauteilen bietet die flächige Erfassung einen Vorteil gegenüber einzelnen Messpunkten.
Beim Soll-Ist-Vergleich wird die gescannte Ist-Geometrie eines Bauteils mit der digitalen Soll-Geometrie aus dem CAD-Modell abgeglichen.
Abweichungen lassen sich beispielsweise über eine farbliche Darstellung visualisieren. Dadurch wird schnell erkennbar, welche Bereiche innerhalb der vorgesehenen Toleranzen liegen und wo relevante Abweichungen auftreten. Je nach Anwendung können zusätzlich einzelne Maße, Bohrungen, Ebenheiten, Winkel oder Abstände gezielt ausgewertet werden.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass nicht nur einzelne Messpunkte betrachtet werden. Der 3D-Scan erfasst große Teile der Oberfläche oder das vollständige Bauteil.
Dadurch können auch Abweichungen sichtbar werden, die bei einer rein punktuellen Prüfung möglicherweise unentdeckt bleiben. Gleichzeitig entsteht ein digitaler Datensatz, der für weitere Auswertungen oder zur Dokumentation genutzt werden kann.
Die Technologie eignet sich besonders für Bauteile mit komplexen Konturen, Freiformflächen oder schwer zugänglichen Bereichen. Auch bei größeren Komponenten kann eine flächige Digitalisierung sinnvoll sein.
Typische Einsatzbereiche sind Erstteilprüfungen, Stichproben innerhalb einer Fertigungsserie, Werkzeug- und Formenprüfungen sowie die Untersuchung von Bauteilen bei Reklamationen oder Fertigungsproblemen.
Bevor ein neues Bauteil in Serie gefertigt wird, muss häufig geprüft werden, ob die produzierte Geometrie den Konstruktionsdaten entspricht. Mit einem 3D-Scan kann das erste gefertigte Bauteil digitalisiert und mit dem CAD-Modell verglichen werden.
Auch während einer laufenden Produktion können Bauteile wiederholt erfasst werden. So lassen sich Veränderungen im Fertigungsprozess oder zunehmender Werkzeugverschleiß frühzeitig erkennen.
Gerade im Maschinenbau, in Produktion und Fertigung und im Automotive-Bereich ist die zuverlässige Kontrolle von Geometrien und Toleranzen ein wichtiger Bestandteil der Qualitätssicherung.
Mit Experten sprechen
Nicht nur fertige Bauteile lassen sich prüfen. Auch Werkzeuge, Formen und Vorrichtungen können digitalisiert und mit vorhandenen Konstruktionsdaten abgeglichen werden.
So lassen sich beispielsweise Verschleiß, Verformungen oder geometrische Veränderungen untersuchen. Die Ergebnisse können dabei helfen, Ursachen für Fertigungsabweichungen gezielter zu bestimmen.
Die erforderliche und erreichbare Genauigkeit hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu gehören unter anderem Bauteilgröße, Oberfläche, Geometrie, Scantechnologie und die vorgegebenen Toleranzen.
Nicht jede Prüfung benötigt die höchstmögliche Messgenauigkeit. Entscheidend ist, dass Messsystem und Prüfstrategie zu den Anforderungen des jeweiligen Bauteils passen. Vor der Messung sollte deshalb geklärt werden, welche Merkmale tatsächlich relevant sind und mit welchen Toleranzen gearbeitet wird.
Die erzeugten Scandaten können nicht nur für die Qualitätsprüfung genutzt werden. Werden bei einem bestehenden Bauteil Abweichungen oder Optimierungspotenziale festgestellt, lassen sich die Daten beispielsweise auch für Reverse Engineering oder eine konstruktive Anpassung verwenden.
Soll anschließend ein angepasstes Bauteil gefertigt werden, kann die Konstruktion wiederum mit 3D-Druck und additiver Fertigung verbunden werden. So entsteht ein durchgängiger Prozess aus Digitalisierung, Analyse, Konstruktion und Fertigung.
Eine aussagekräftige Qualitätsprüfung beginnt nicht erst beim Scannen. Entscheidend ist zunächst, welche Bauteilmerkmale geprüft werden sollen und welche Aussage aus den Messdaten benötigt wird.
3D-MODEL unterstützt deshalb nicht nur bei der Erfassung von Bauteilen. 3D-Scanning, Datenauswertung, Soll-Ist-Vergleich und die technische Einordnung der Ergebnisse werden passend zur jeweiligen Anwendung betrachtet.
So lässt sich beurteilen, ob ein Bauteil den Anforderungen entspricht, wo Abweichungen entstehen und welche weiteren Schritte sinnvoll sind.
Du möchtest ein Bauteil prüfen oder Fertigungsabweichungen genauer analysieren? Lass deine Anwendung von 3D-MODEL einordnen. Gemeinsam klären wir, welche 3D-Scan- und Auswertungsmethode für deine Qualitätsprüfung geeignet ist.
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