Optische 3D-Messtechnik in der Qualitätssicherung reduziert Kosten

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Beim Einarbeiten von Blechumform-Werkzeugen gilt es, das komplexe Zusammenspiel von Material, Werkzeug und Pressmaschine in möglichst kurzer Zeit zu realisieren. Konnten Blechteile aus zeitlichen Gründen bisher durch taktile Messmaschinen nur an wenigen Stellen geprüft werden, ermöglicht die 3D-Digitalisierung eine vollflächige Form- und Maßanalyse mit kompletten Mess- und Prüfberichten. Das übersichtliche Darstellen der Abweichung zwischen Soll-Zustand im CAD und Ist-Zustand der Messdaten ermöglicht das schnelle Lokalisieren von Problemen und die Untersuchung von deren Ursachen. Neben der Inspektion von Flächen schafft die 3D-Digitalisierung weitere Vorteile bei der Vermessung scharfkantiger Merkmale. Spezielle Algorithmen ermöglichen die Kontrolle von typischen Merkmalen wie Lochbildmustern sowie Beschnitt und Auffederung an Randkanten mit Subpixel-Genauigkeit.

Die korrekte Geometrie ist für das Einhalten der optischen Anforderungen. und den spannungsfreien Einbau in der Blechumformung ebenso entscheidend wie das Erkennen von Materialschwächen. Durch die flächenhafte 3D-Formänderungsanalyse mit GOM Systemen lassen sich umformbedingte Materialschwächen auffinden, bevor diese für das menschliche Auge sichtbar werden. Anhand der zuvor bestimmten materialtypischen Blechkennwerte (FLC) lassen sich nun Materialbereiche entdecken, die überdehnt oder durch zu starke Blechdickenabnahme bedenklich geschwächt sind. Zusätzlich kann man die gemessene Blechdickenabnahme mit der simulierten numerisch und vollflächig abgleichen. Die Simulationsprozesse werden damit erheblich optimiert.

Positiv bei Werkzeugfertigung und Werkzeugabnahme

Diese Möglichkeiten sorgen dafür, dass durch gezielte Ursachenanalyse im Tryout (Werkzeugerprobung) wesentlich weniger Iterationen bis zur Werkzeugabnahme erforderlich sind. Die umfassende Qualitätskontrolle mittels optischer Messtechnik führt dadurch zu erheblich kürzeren Produktionsanlaufzeiten und erhöht gleichzeitig die Bauteilsicherheit.

Die schnelle, flächenhafte 3D-Koordinatenmesstechnik von GOM archiviert zuverlässig alle manuellen Änderungen während der Werkzeugerprobung. Die Systeme sind daher nicht nur im Messraum, sondern auch mobil vor Ort im Werk sowie im rauen Produktionsumfeld einsatzfähig. Die ATOS-STL-Polygonnetze stellen eine präzise Datenbasis dar, um Werkzeug- CAD-Daten mittels Reverse Engineering auf den aktuellen Stand zu bringen. Im Falle von Werkzeugbruch ist auf Basis der 3D-Messdaten das direkte Kopierfräsen auch ohne eine Flächenrückführung möglich. Das schnelle Digitalisieren bietet bei der Wartung und Instandhaltung weitere Vorteile. Dazu zählt neben dem sicheren Archivieren manueller Änderungen auch das Spiegeln von Werkzeugen. Wirkflächen können zudem ohne den Ausbau des Werkzeugs aus der Presse auf Verschleiß kontrolliert werden. Die Abschätzung von Lebensdauer und Werkzeugstandzeiten wird damit genauso verbessert wie die Planung von Reparaturen. Ebenso ist eine Online-Bewegungsmessung zur dynamischen Analyse des Pressvorganges mit den Systemen von GOM machbar. So sind zum Beispiel Aussagen über die Maschinensteifigkeit, über Vibrationen und Schwingungen sowie über Verkippung von Stößel oder Presstisch möglich. Die Optimierung der entsprechenden Parameter trägt außerdem zur Erhöhung der Werkzeugstandzeiten und zur Reduktion von Wartungs- und Instandhaltungskosten bei.

Die optische Messtechnik wird in der Blechumformung nicht nur hinsichtlich der Form- und Maßhaltigkeit von Bauteilen und Werkzeugen eingesetzt. Auch Fragen nach Materialeigenschaften, umformbedingter Materialschwäche und Simulationsoptimierung sind aussagekräftig beantwortbar. Die Analyse des dynamischen Verhaltens von Pressmaschinen und Bauteilen in Crash- und Langzeittests ermöglicht zusätzlich nachhaltige Optimierungen. Die optische 3D-Messtechnik liefert in der Blechumformung damit einen wirksamen Beitrag zur Kostenreduktion.

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