3D-Scannen von Industrieformen: Vom komplexen Bauteil zum digitalen Zwilling

## Wenn Werkzeugoberflächen zur Herausforderung werden Industrieformen stellen das digitale Messen vor eine ganze Reihe von Hürden, die mit taktilen Sensoren od

Wenn Werkzeugoberflächen zur Herausforderung werden

Industrieformen stellen das digitale Messen vor eine ganze Reihe von Hürden, die mit taktilen Sensoren oder klassischen Koordinatenmessgeräten oft nur langwierig zu bewältigen sind.

Spritzgießwerkzeuge, Druckgusskokillen oder Tiefziehmatrizen bringen nicht nur große Abmessungen mit, sondern auch polierte, spiegelnde oder fein strukturierte Oberflächen.

Ein Aluminiumkern mit Erodiertextur reflektiert das Licht anders als eine geschliffene Stahlkavität, und dünne, tiefe Rippen oder Kühlbohrungen mit kleinem Durchmesser verschlucken das Messsignal ebenso wie extreme Hinterschneidungen.

INSVISION AlphaScan 3D-Scan-Demonstration

Validierungscheckliste für den Einsatz

Schwerpunkt	Entscheidungspunkt	Umsetzungshinweis
Bauteilbezug	Größe, Oberfläche und Toleranzen mit der Scanaufgabe abgleichen	Mit einem typischen Teil einen vollständigen Testlauf durchführen
Datenfluss	Prüfen, ob Punktwolke, Abweichungskarte und Bericht in den QS-Prozess passen	Exportformat und Freigabeverantwortung vorab klären
Einsatz vor Ort	Schulung, Kalibrierung, Lichtverhältnisse und Arbeitsraum bewerten	Die Ergebnisse als Standard für Serienprüfungen dokumentieren

Dazu kommen thermische Verformungen aus dem Fertigungsprozess, die eine geometrische Erfassung im lastfreien Zustand erschweren.

Wer diese Formen digitalisieren möchte, braucht ein Verfahren, das mit wechselnden Materialien, Glanzgraden und engen Freiformflächen souverän umgeht – und zwar ohne jedes Mal eine geschlossene Messzelle aufbauen zu müssen.

Genau an dieser Stelle setzt das handgeführte 3D-Scannen an, weil es die Messtechnik direkt an das Werkzeug bringt und die Oberfläche dort abtastet, wo sie gebraucht wird.

Vorbereitung und Scanstrategie – worauf es im Werkzeugbau ankommt

Bevor ein Scanner wie der AlphaScan von INSVISION über die Formoberfläche geführt wird, entscheidet die Vorbereitung über die Datenqualität.

Eine gründliche Reinigung von Ölresten und Trennmittelrückständen ist selbstverständlich, doch bei hochglanzpolierten Einsätzen kann zusätzlich ein dünner, rückstandsfrei entfernbarer Mattierungsbelag nötig werden – das ist kein Nachteil des optischen Verfahrens, sondern eine bewährte Praxis, die auch bei Streifenlichtprojektion zum Einsatz kommt.

Referenzmarken werden so gesetzt, dass sie auch in tiefen Kavitäten und entlang scharfer Kanten sicher erkannt werden. Der AlphaScan arbeitet mit einer KI-gestützten Belichtungsregelung, die auf wechselnde Reflexionsgrade reagiert und die Laserintensität im laufenden Scanfenster anpasst.

Das erlaubt es, große Seitenflächen zügig zu erfassen und dann bei filigranen Entlüftungskanälen oder engen Schieberecken mit reduzierter Geschwindigkeit und kleinerem Abstand weiterzuarbeiten.

Die Scanstrategie folgt dem Bauteil: Zuerst die groben Volumenflächen, dann die kritischen Konturen, und zuletzt eine Prüfung der Punktwolke auf Fehlstellen, die mit einer gezielten Nachabtastung geschlossen werden.

So entsteht in wenigen Minuten ein dichtes, maßhaltiges Abbild der Formgeometrie, das auch komplexe Hinterschneidungen und feine Kühlbohrungen abbildet.

Von der Punktwolke zum belastbaren Prüfbericht

Die rohe Punktwolke ist erst der Rohstoff. In der nachgelagerten Software werden die Einzelscans über die Referenzmarken automatisch registriert, zu einem geschlossenen Polygonnetz vernetzt und in das Werkstückkoordinatensystem ausgerichtet.

Ein CAD-Abgleich mit farbkodierter Abweichungsdarstellung macht sofort sichtbar, ob eine Gravurrippe um 0,02 Millimeter nach links gewandert ist oder ein Kühlkanal beim Bohren verjüngt wurde.

Für den Werkzeugbau ist entscheidend, dass die Auswerteumgebung nicht nur Oberflächenprofile, sondern auch Schnittkonturen, Formteilungslinien und Passungsbohrungen mit den referenzierten Toleranzen abgleichen kann.

Die Software von INSVISION stellt dafür konfigurierbare Prüfvorlagen bereit, die nach einer Erstkonfiguration für jede wiederkehrende Bauteilfamilie wiederverwendet werden können.