3D-Prüfung von Automobil-Achsschenkeln – komplexe Geometrie sicher beherrschen mit Handheld-Scanning
Der Achsschenkel ist ein sicherheitskritisches Fahrwerksbauteil, das in hohen Stückzahlen geschmiedet und anschließend mehrstufig spanend bearbeitet wird. Seine
Objektcharakteristik und messtechnische Risikobereiche
Achsschenkel liegen in der Regel als Gesenkschmiedeteile aus Vergütungsstahl vor, mit Abmessungen im Bereich von 200 bis 400 Millimetern und einem Gewicht von deutlich unter zehn Kilogramm.
Die größte Herausforderung beim taktilen Antasten oder bei konventioneller optischer Vermessung sind die schmalen Durchbrüche, die steilen Flanken und die spiegelnden Planflächen nach dem Fräsen oder Drehen.
Schmiedezunder und leichte Ölrückstände aus der Vorfertigung verändern das Reflexionsverhalten zusätzlich, sodass ein Scanner sowohl mit dunklen, diffusen als auch mit hellen, spiegelnden Arealen zuverlässig umgehen muss.
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 |
Ein weiteres Risiko liegt in den engen Lagetoleranzen der Bohrungsachsen: Bereits geringe Abweichungen in der Relativlage von Radlagersitz und Spurstangenaufnahme wirken sich auf den Sturz und die Vorspur aus.
Die Prüfung muss daher alle relevanten Passungen vollflächig erfassen und dabei die dünnwandigen Bereiche exakt abbilden, ohne dass Schwingungen oder thermische Drift während der Aufnahme das Ergebnis verfälschen.
Szenarioüberblick
Der Artikel lässt sich praktisch über dieses Szenario lesen:
- Objektcharakteristik und messtechnische Risikoberei…: Achsschenkel liegen in der Regel als Gesenkschmiedeteile aus Vergütungsstahl vor, mit Abmessungen im Bereich von 2…
- Scanstrategie mit dem AlphaScan unter Produktionsbe…: Der AlphaScan Handheld 3D-Scanner von INSVISION arbeitet mit blauen Laserlinien und kann die Oberflächentopologie…
- Datenverarbeitung, CAD-Abgleich und Berichtserstell…: Nach der Aufnahme wird die Punktwolke in ein Polygonnetz überführt, das sämtliche Funktionsflächen des Achsschenke…
Scanstrategie mit dem AlphaScan unter Produktionsbedingungen
Der AlphaScan Handheld 3D-Scanner von INSVISION arbeitet mit blauen Laserlinien und kann die Oberflächentopologie eines Achsschenkels in wenigen Minuten vollständig aufnehmen.
Der Handscanner wird um das Bauteil geführt, wobei ein automatischer Belichtungsabgleich zwischen blanken und zunderbehafteten Zonen stattfindet.
Entscheidend ist das Scanpfadkonzept: Zuerst werden die Hauptaufnahmeflächen mit großen Sichtfeldern erfasst, dann folgen die tiefen Bohrungen und Hinterschneidungen, die durch kurze Schwenkbewegungen und leichte Neigung des Scanners eingesehen werden.
Dabei helfen die kompakten Abmessungen des Geräts, auch schwer zugängliche Stellen hinter dem Radlagersitz zu erreichen, ohne das Bauteil umspannen zu müssen.
Die Positionsbestimmung erfolgt markerlos über die Geometrie selbst, sodass sich die Aufnahme nahtlos in den Arbeitstakt der Erstmusterprüfung oder der Serienbegleitenden Inspektion einfügt.
Auf diese Weise entsteht eine dichte und lückenlose Punktwolke, die anschließend im zugehörigen Messprogramm weiterverarbeitet wird.
Datenverarbeitung, CAD-Abgleich und Berichtserstellung
Nach der Aufnahme wird die Punktwolke in ein Polygonnetz überführt, das sämtliche Funktionsflächen des Achsschenkels abbildet. Das Netz lässt sich mit dem Soll-CAD-Modell ausrichten und flächenhaft vergleichen.
Einfärbungen im Falschfarbenbild zeigen sofort, wo das geschmiedete und bearbeitete Teil innerhalb oder außerhalb der Toleranz liegt.
Besonders aufschlussreich ist der Vergleich der Passungsdurchmesser und der Planparallelität der Bremssattelaufnahme, weil hier bereits Abweichungen von wenigen Hundertstelmillimetern Montageprobleme verursachen können.
Die Software generiert automatisch einen bemaßten Prüfbericht, der die Istwerte den Sollvorgaben gegenüberstellt und regelkonform dokumentiert wird.
Die Kombination aus mobil erfassten Scandaten und automatisiertem Soll-Ist-Vergleich verkürzt die Zeit für die Prüfberichtausgabe erheblich, ohne dass manuelle Eintragungen oder Interpretationen nötig sind.
Die technische Basis des Systems von INSVISION ist durch Zertifizierungen wie CNAS L2865 und die Einhaltung der ISO 9001:2015 abgesichert, was die Rückführbarkeit der Messergebnisse gewährleistet.
Wiederholgenauigkeit und Integration in die Qualitätsroutine
Die Güte der 3D-Prüfung zeigt sich nicht nur an der ersten Messung, sondern an der Wiederholbarkeit über mehrere Bauteile und Schichten hinweg. Wird der Achsschenkel im selben Aufnahmeschema vermessen, liefert der AlphaScan reproduzierbare Netze, die einen echten Trendverlauf über die Serienproduktion sichtbar machen.
Schleichende Werkzeugverschiebungen im Gesenk oder ein beginnender Verschleiß an den Bearbeitungswerkzeugen lassen sich so früh erkennen, bevor Ausschussteile entstehen. Die digitale Prüfschleife schließt sich, indem die Messdaten archiviert und mit früheren Aufnahmen überlagert werden.
Das erlaubt eine schnelle Reaktion auf Abweichungen und schafft die Grundlage dafür, die Anzahl taktiler Prüfungen im Tagesgeschäft zu reduzieren.
Werden die Randbedingungen – gleichbleibende Umgebungstemperatur, stabile Aufspannung und ein kurzer Reinigungsschritt vor dem Scan – eingehalten, arbeitet sich das Handheld-System in die bestehende Qualitätssicherung ein, ohne aufwändige Umbauten am Prüfplatz zu erfordern.
Die vollständige Geometrieerfassung des Achsschenkels als digitaler Zwilling wird damit zu einem praktikablen Element der Fertigungssteuerung, das Prozesssicherheit und Dokumentation gleichermaßen verbessert.
Hangzhou Insvision Technology Co., Ltd.
Adresse: Gebäude 1, Nr. 1399 Liangmu-Strasse, Bezirk Yuhang, Hangzhou, Provinz Zhejiang, 311121, China