3D-Prüfung von Automobil-Achsschenkeln mit dem handgeführten AlphaScan 3D-Scanner von INSVISION

## Warum die 3D-Prüfung von Achsschenkeln heute unverzichtbar ist Der Achsschenkel gehört zu den sicherheitskritischsten Komponenten im Fahrwerk eines Automobil

Warum die 3D-Prüfung von Achsschenkeln heute unverzichtbar ist

Der Achsschenkel gehört zu den sicherheitskritischsten Komponenten im Fahrwerk eines Automobils. Er nimmt Kräfte aus Radaufhängung, Lenkung und Bremsanlage auf und muss über die gesamte Fahrzeuglebensdauer hinweg Maßhaltigkeit und Materialintegrität bewahren.

Bereits minimale Abweichungen an den hochpräzisen Passungen, Anschraubflächen oder Lagersitzen können zu ungleichmäßigem Reifenverschleiß, Lenkungsunruhe oder im Extremfall zu einem strukturellen Versagen führen.

Die klassische taktile Prüfung mit Koordinatenmessgeräten und Lehren ist in der Lage, einzelne Merkmale zuverlässig zu erfassen, stößt jedoch bei komplexen Freiformflächen, dünnwandigen Rippenstrukturen und engen Hinterschneidungen schnell an Grenzen.

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

Genau hier setzt die flächenhafte 3D-Prüfung mit optischen Scannern an.

Begriffsnotizen

Warum die 3D-Prüfung von Achsschenkeln heute unverzicht…

Der Achsschenkel gehört zu den sicherheitskritischsten Komponenten im Fahrwerk eines Automobils.

Präziser Workflow: Von der Aufnahme bis zum Soll-Ist-Ve…

Der Prüfablauf mit dem AlphaScan ist darauf ausgelegt, produktionsnahe Zyklen ohne Einbußen bei der Genauigkeit zu ermöglich…

Datenausgabe und Integration in die Fertigungskette

Die eigentliche Stärke eines optischen 3D-Prüfsystems entfaltet sich jedoch erst dann, wenn die gewonnenen Daten nahtlos in…

Shop-Floor-Validierung: Robustheit und Wiederholgenauig…

Ein handgeführter Scanner muss sich in der Praxis nicht nur im klimatisierten Messraum, sondern vor allem in der rauen Ferti…

Mit dem handgeführten AlphaScan von INSVISION lassen sich Achsschenkel aus Aluminiumguss, Stahlschmiedeteilen oder additiv gefertigten Prototypen in wenigen Minuten vollflächig digitalisieren.

Die gewonnene Punktwolke wird in ein hochaufgelöstes Netz überführt, das jede Kontur, jeden Radius und jede Funktionsfläche lückenlos abbildet.

Anstatt nur einzelne Messpunkte zu bewerten, erhält der Qualitätsverantwortliche einen vollständigen digitalen Zwilling des Bauteils, der sich gegen das CAD-Sollmodell legen und auf flächenhafte Abweichungen analysieren lässt.

Damit wird nicht nur die Prüfsicherheit drastisch erhöht, sondern auch die Ursachenforschung bei Fertigungsproblemen beschleunigt – etwa wenn Gussverzug, Werkzeugverschleiß oder Spannfehler zu systematischen Formabweichungen führen.

Präziser Workflow: Von der Aufnahme bis zum Soll-Ist-Vergleich

Der Prüfablauf mit dem AlphaScan ist darauf ausgelegt, produktionsnahe Zyklen ohne Einbußen bei der Genauigkeit zu ermöglichen.

Nach dem Aufbringen weniger Referenzmarken auf dem Achsschenkel – bei Serienteilen oft an unkritischen, gleichbleibenden Positionen – wird das Bauteil direkt auf dem Werkstisch, in der Vorrichtung oder sogar noch in der Spannsituation der Bearbeitungsmaschine erfasst.

Der Scanner arbeitet mit strukturiertem Blaulicht und einer hochauflösenden Stereokamera, die selbst bei schwierigen, glänzenden oder leicht öligen Oberflächen stabile Messdaten liefert.

Die handliche Bauform und das geringe Gewicht des AlphaScan erlauben es dem Bediener, die Optik flexibel um das Bauteil zu führen, alle relevanten Partien in einem einzigen Scanvorgang zu erfassen und dabei auch tiefliegende Bohrungswände, Gewindesacklöcher und Hinterschneidungen zu erreichen, die für stationäre Scanner oder taktile Systeme nur schwer zugänglich sind.

Die begleitende Software berechnet bereits während der Aufnahme ein vollständig registriertes 3D-Modell und zeigt dem Anwender in Echtzeit, welche Bereiche noch nicht ausreichend abgedeckt sind.

Nach Abschluss des Scans wird das Netz automatisch geglättet und gegebenenfalls auf die erforderliche Auflösung reduziert, um die nachfolgende Prüfroutine effizient zu halten.

Der Soll-Ist-Vergleich erfolgt auf Basis eines hinterlegten CAD-Datensatzes, wobei eine Best-Fit-Ausrichtung über die gesamte Geometrie oder wahlweise über definierte Referenzflächen gewählt werden kann.

Das Ergebnis ist ein farbcodierter Falschfarbenvergleich, der auf einen Blick zeigt, wo das Bauteil innerhalb der Toleranz liegt und wo es zu positiven oder negativen Abweichungen kommt.

Die Angabe erfolgt in klar definierten Toleranzbändern – beispielsweise für die Lagersitze, die Bremssattelanschraubungen und die Spurstangenhebelbohrungen –, sodass Gut- und Schlechtteile unmittelbar identifiziert werden können.

Datenausgabe und Integration in die Fertigungskette

Die eigentliche Stärke eines optischen 3D-Prüfsystems entfaltet sich jedoch erst dann, wenn die gewonnenen Daten nahtlos in die bestehende Qualitätsinfrastruktur einfließen.

Der AlphaScan erzeugt standardisierte Messprotokolle im PDF-Format, die alle relevanten Prüfmerkmale, Toleranzbalken und die farbige Abweichungsdarstellung enthalten und ohne Zusatzsoftware an den Endkunden weitergegeben werden können.

Für die tiefere Analyse lassen sich die kompletten Netzdaten als STL oder PLY exportieren und in übergeordnete Auswertesysteme sowie in klassische CAQ-Umgebungen einspeisen.

Dort können die Abweichungsbilder ganzer Lose statistisch ausgewertet, Trendanalysen gefahren und Prozessfähigkeitskennwerte kontinuierlich überwacht werden.

Besonders wertvoll ist die Möglichkeit, die digitalisierten Ist-Konturen zur spanenden Nachbearbeitung zurückzuführen.

Weicht ein gegossener Achsschenkel lokal von der Sollgeometrie ab, kann die AlphaScan-Software die gemessene Oberfläche als Referenz für die Bahnkorrektur einer CNC-Maschine bereitstellen oder die Aufmaßsituation an den Bearbeitungszugaben visualisieren.

Der Bediener erkennt sofort, ob die Fräs- oder Bohrbearbeitung noch sicher innerhalb des vorhandenen Aufmaßes liegt oder ob eine Korrektur der Spannlage erforderlich ist.

Diese direkte Rückkopplung verkürzt die Schleife zwischen Prüfung und Fertigung erheblich und reduziert das Risiko, dass kostspielige Schweiß- oder Nacharbeitsvorgänge anfallen.

Auch die Dokumentation gegenüber dem OEM profitiert: Statt diskreter Messwerte an wenigen Punkten steht ein vollflächiger, rückverfolgbarer Prüfdatensatz zur Verfügung, der die gesamte Geometrie des Achsschenkels abdeckt und sich mit der individuellen Seriennummer verknüpfen lässt.

Shop-Floor-Validierung: Robustheit und Wiederholgenauigkeit im Alltag

Ein handgeführter Scanner muss sich in der Praxis nicht nur im klimatisierten Messraum, sondern vor allem in der rauen Fertigungsumgebung bewähren. Der AlphaScan wurde konsequent auf den Einsatz direkt am Shop-Floor hin entwickelt.

Die kompakte, passive Kühlung ohne bewegliche Lüfter macht das System unempfindlich gegenüber Kühlschmierstoffdämpfen, feinem Gussstaub und den typischen Erschütterungen im Umfeld von Bearbeitungszentren.

Die Blaulichttechnologie unterdrückt störendes Umgebungslicht aus der Hallenbeleuchtung, sodass der Scan auch bei geöffneten Rolltoren und wechselnden Lichtverhältnissen wiederholgenaue Ergebnisse liefert. Die Kalibrierung des Scanners bleibt über lange Zeiträume stabil;

eine schnelle Überprüfung mit dem mitgelieferten Kalibrierpanel kann der Bediener in wenigen Minuten selbst durchführen, ohne externe Servicetechniker hinzuziehen zu müssen.

Die Akzeptanz durch das Prüfpersonal ist ein entscheidender Faktor für den Erfolg einer neuen Messtechnik. INSVISION hat den AlphaScan daher mit einer intuitiven Bedienoberfläche ausgestattet, die auf überfrachtete Menüs verzichtet und die gesamte Scan- und Prüfroutine über ein zentrales Dashboard steuert.

Einmal eingerichtete Prüfprojekte lassen sich per Barcode-Scan des Bauteils oder der Auftragsnummer abrufen, sodass der Anwender nach dem Scannen nur noch die Auswertung starten muss und sofort ein fertiges Prüfprotokoll erhält.

Wiederholprüfungen an identischen Achsschenkeln zeigen eine hohe Kurzzeitwiederholgenauigkeit der Flächenmessung, die selbst enge Form- und Lagetoleranzen sicher beurteilen lässt.

In zahlreichen Installationen bei Zulieferern und Automobilherstellern hat sich der AlphaScan als zuverlässiges Werkzeug etabliert, das die Prüfzeit für einen vollständigen Achsschenkel von mehreren Stunden auf wenige Minuten verkürzt, den Ausschuss durch frühzeitige Fehlererkennung reduziert und die Kommunikation zwischen Entwicklung, Werkzeugbau und Serienproduktion auf eine gemeinsame, anschauliche Datenbasis stellt.