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Präzisionsmessung an Fluidsteuerungskomponenten – wie der AlphaScan die Prüfung komplexer Oberflächen

## Die besonderen Anforderungen von Fluidsteuerungskomponenten an die Messtechnik Fluidsteuerungskomponenten – dazu zählen Ventilgehäuse, Regelarmaturen, Pumpen

Die besonderen Anforderungen von Fluidsteuerungskomponenten an die Messtechnik

Fluidsteuerungskomponenten – dazu zählen Ventilgehäuse, Regelarmaturen, Pumpengehäuse und Dichtungsträger – stellen die Qualitätssicherung vor eine ganze Reihe messtechnischer Herausforderungen, die mit konventionellen taktilen Verfahren kaum noch wirtschaftlich zu bewältigen sind.

Ihre Geometrien sind geprägt von engen Strömungskanälen, hinterschnittenen Dichtflächen und oft mehreren zueinander geneigten Anschlussstutzen, deren Lage und Winkel zueinander im Hundertstelbereich toleriert sein müssen.

Die Werkstoffe reichen von gegossenem Edelstahl über spanend bearbeitetes Messing bis hin zu glasfaserverstärkten Kunststoffen, wobei viele Funktionsflächen poliert oder beschichtet sind und dadurch stark reflektieren.

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

In der Endkontrolle, aber auch bei der Erstbemusterung oder der wareneingangsseitigen Prüfung angelieferter Chargen, muss die Messtechnik nicht nur hochauflösend arbeiten, sondern auch mit wechselnden Oberflächenzuständen und schwierigen Zugänglichkeiten zurechtkommen.

Gleichzeitig verlangt der Prüfablauf nach kurzen Rüstzeiten, nachvollziehbarer Dokumentation und der Möglichkeit, auch große Stückzahlen im Takt der Fertigung zu erfassen – all das sind Faktoren, die den Einsatz eines handgeführten 3D-Scanners wie dem AlphaScan von INSVISION zunehmend in den Fokus rücken.

INSVISION AlphaAutoScan-400 3D-Scan-Anwendung
INSVISION AlphaAutoScan-400 3D-Scan-Anwendung

Praktischer Ablauf

  1. Die besonderen Anforderungen von Fluidsteuerungskomponent… — Fluidsteuerungskomponenten – dazu zählen Ventilgehäuse, Regelarmaturen, Pumpengehäuse und Dichtungsträger – stellen die Qualitäts…
  2. Oberflächen und Geometrien: Wo herkömmliche Messverfahren… — Die größte Hürde bei der optischen Vermessung von Fluidsteuerungskomponenten sind die Oberflächen.
  3. Vom Scan zur Auswertung: Datenverarbeitung und CAD-Abglei… — Sobald die Punktwolke vollständig erfasst und in ein geschlossenes Netz umgewandelt ist, beginnt der eigentliche Prüfprozess.

Hinzu kommt, dass viele Fluidsteuerungskomponenten nicht als starre Blöcke vorliegen, sondern dünnwandige Abschnitte oder elastische Dichtelemente enthalten, die sich schon bei geringer Antastkraft verformen.

Eine taktile Messung kann hier mehr schaden als nutzen, indem sie Messwerte verfälscht oder die Bauteiloberfläche beschädigt. Die optische 3D-Erfassung umgeht dieses Problem, sieht sich aber ihrerseits mit den genannten Reflexionen und wechselnden Reflexionsgraden konfrontiert.

Wer in diesem Umfeld zuverlässige Abweichungsanalysen und Form- und Lagetoleranzen auswerten möchte, braucht ein System, das von der Aufnahme bis zum fertigen Prüfbericht einen durchgängigen Datenfluss bietet und die spezifischen Schwierigkeiten fluidführender Bauteile nicht als Ausnahme, sondern als Regel behandelt.

Oberflächen und Geometrien: Wo herkömmliche Messverfahren an ihre Grenzen stoßen

Die größte Hürde bei der optischen Vermessung von Fluidsteuerungskomponenten sind die Oberflächen. Polierte Dichtkegel, vernickelte Gehäuseteile oder frisch gedrehte metallische Dichtflächen reflektieren das Messlicht so stark, dass viele Scanner streifen- oder ausfallartige Lücken im Punktwolkenbild liefern.

Der AlphaScan begegnet dem mit einer adaptiven Belichtungssteuerung, die während der Aufnahme lokal nachregelt und so auch auf kritischen Glanzzonen genügend gültige Messpunkte erzeugt.

Dadurch entfällt der sonst oft nötige Arbeitsschritt des Mattierens mit Kreidespray oder ähnlichen Hilfsmitteln, der nicht nur Zeit kostet, sondern auch Rückstände auf den Bauteilen hinterlassen kann – ein nicht zu unterschätzendes Risiko in der Fluidtechnik, wo saubere Dichtflächen funktionsentscheidend sind.

Die geometrische Komplexität vieler Komponenten verlangt zudem eine flexible Aufnahmestrategie.

Ein fest montierter Scanner oder ein klassisches Koordinatenmessgerät kommt an innenliegende Dichtstufen oder tief eingezogene Sitzflächen oft nur mit aufwändiger Umspannvorrichtung oder speziellen Tasterverlängerungen heran.

Der handgeführte AlphaScan von INSVISION erlaubt es, das Bauteil in einer einzigen Aufspannung zu belassen und den Scanner um das Objekt herumzuführen, wobei auch schräg nach innen weisende Flächen zuverlässig erfasst werden.

Referenzmarken auf dem Bauteil oder auf der Unterlage sichern dabei die globale Genauigkeit und verhindern einen Drift der Punktwolke über längere Scansequenzen.

Gerade bei Ventilgehäusen mit mehreren Anschlussflächen, deren räumliche Lage zueinander und deren Dichtflächenebenheit im Prüfprotokoll gefordert werden, ist diese Freiheit der Scannerführung ein entscheidender Effizienzgewinn, weil das Bauteil nicht mehrfach umgerüstet werden muss.

Vom Scan zur Auswertung: Datenverarbeitung und CAD-Abgleich in der Praxis

Sobald die Punktwolke vollständig erfasst und in ein geschlossenes Netz umgewandelt ist, beginnt der eigentliche Prüfprozess. Die Softwareplattform von INSVISION ermöglicht es, das Ist-Netz unmittelbar mit dem hinterlegten CAD-Referenzmodell zu vergleichen.