Weniger Nacharbeit und schnellere Freigabe durch 3D-Scannen dünnwandiger Blechteile

Weniger Nacharbeit und schnellere Freigabe durch 3D-Scannen dünnwandiger Blechteile. Die Umgebung in der Fertigung multipliziert die Schwierigkeiten.

Prüfaufgaben für dünnwandige Blechteile in industriellen Fertigungsumgebungen

Die Qualitätsprüfung dünnwandiger Blechteile stellt Fertigungsbetriebe vor besondere Herausforderungen – herkömmliche berührende Messverfahren verursachen schnell leichte Bauteilverformungen und liefern keine zuverlässigen Werte.

Das 3D-Scannen dünnwandiger Blechteile löst dieses Problem und unterstützt gleichzeitig Ziele aus Lean Manufacturing und Industrie 4.0.

Szenarioüberblick

Der Artikel lässt sich praktisch über dieses Szenario lesen:

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Randbedingungen von Bauteil und Einsatzort, die 3D-…: Dünnwandige Blechteile stellen die dimensionelle Messtechnik vor eine Reihe von Bedingungen, die mit taktilen Verf…
Typische Risiken bei der 3D-Datenerfassung an dünnw…: Beim 3D-Scannen dünnwandiger Blechteile für die Automobilzulieferung, Medizintechnik oder Luftfahrtwartung treten…

Branchen wie Automobilbau, Luft- und Raumfahrt sowie Medizintechnik verlangen strenge Einhaltung von ISO- und ASME-Toleranzvorgaben, exakte Maßhaltigkeit, geringe Formabweichungen und passgenaue Bauteile für Baugruppen.

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

Hohe Stückzahlen und kurze Lieferzeiten erhöhen zudem die Prüfbelastung, sodass Betriebe auf belastbare, schnell verfügbare Messdaten angewiesen sind.

INSVISION bietet mit dem AlphaVista großformatigen Handheld-3D-Scanner eine praxistaugliche Lösung: Der berührungslose Scan vermeidet Bauteilverformungen, die Ausrichtung erfolgt direkt am CAD-Modell, bei Bedarf werden einzelne Bereiche nachgescannt und die abschließende Validierung gegen GD&T-Vorgaben liefert direkt verwertbare Qualitätsdaten für die durchgängige Dokumentation.

Randbedingungen von Bauteil und Einsatzort, die 3D-Messungen herausfordern

Dünnwandige Blechteile stellen die dimensionelle Messtechnik vor eine Reihe von Bedingungen, die mit taktilen Verfahren oder einfachen Laserprofilern kaum zu beherrschen sind. Die offensichtlichste Hürde ist die geringe Wandstärke selbst.

Drückt ein Taster auch nur mit wenigen Millinewton auf, kann das Bauteil lokal nachgeben, die Messung verfälschen und die spätere Funktionsmaß-Analyse wertlos machen. Das Problem verschärft sich bei großflächigen, dünnen Strukturen, die bereits ihr Eigengewicht verformt.

Auch die Oberflächenbeschaffenheit ist ein dominanter Faktor: Viele Blechteile kommen direkt aus der Presse mit öligen, blanken oder stark spiegelnden Flächen, andere sind nach einer Beschichtung extrem matt oder dunkel.

Ein Messsystem muss mit diesen optischen Gegensätzen umgehen, ohne dass der Bediener ständig Sprühpulver aufträgt und die Taktzeit treibt.

Die Umgebung in der Fertigung multipliziert die Schwierigkeiten. In einer Pressstraße ist der Platz um das Auslaufband eng, die Bodenplatte vibriert bei jedem Hub, und die Hallenbeleuchtung schwankt zwischen

Typische Risiken bei der 3D-Datenerfassung an dünnwandigen Blechteilen

Beim 3D-Scannen dünnwandiger Blechteile für die Automobilzulieferung, Medizintechnik oder Luftfahrtwartung treten in der Praxis immer wieder die gleichen Fehlerquellen auf.

Dünne Kanten und Wandbereiche bleiben häufig unvollständig erfasst, wenn die Sensorauflösung und Abtastrate nicht auf geringe Materialstärken abgestimmt sind.

Glänzende blanke Bleche oder verzinkte Oberflächen verursachen immer wieder Messausfälle durch Oberflächenreflexionen, berührende Messverfahren wie Tastermessungen führen zudem zu leichten Bauteilverformungen, die die Ergebnisqualität nachhaltig mindern.

Unsaubere, lückenhafte Punktwolken erfordern hohen Nachbearbeitungsaufwand in der Messtechnik, ungenaue Ausrichtung der Bauteile führt zu wiederholten Scans und blockiert Messplätze. Das verlängert gesamte Prüfzyklen, treibt den personellen Nacharbeitsaufwand und gefährdet vereinbarte Liefertermine.

Mit dem tragbaren Großformat-3D-Scanner AlphaVista verknüpft INSVISION deswegen Scanvorgang, Ausrichtung, Soll-Ist-Abgleich nach GD&T-Vorgaben und Berichtswesen zu einem durchgehenden Workflow, sodass diese Risiken bereits bei der Datenerfassung minimiert werden.

Eignung des INSVISION AlphaVista großformatigen Handheld-3D-Scanners für die Blechteilprüfung

Viele Fertigungsingenieure gehen davon aus, dass taktile Messverfahren für dünnwandige Blechteile die zuverlässigsten Ergebnisse liefern.

In der Praxis führen die Messkräfte selbst bei geringster Anpressung oft zu mikroskopischen Verformungen, die die Toleranzauswertung verfälschen – besonders bei Bauteilen mit Wandstärken im unteren Millimeterbereich.

Für das 3D-Scannen dünnwandiger Blechteile nutzt der großformatige Handheld-3D-Scanner AlphaVista von INSVISION berührungslose Datenerfassung, die keine mechanische Belastung des Bauteils verursacht und damit Verformungsartefakte von vornherein ausschließt.

Er erfasst auch große Blechbauteile in einem einzigen Arbeitsgang, ohne mehrfaches Umspannen oder Nachjustieren. Der Scanner lässt sich direkt an der Fertigungsstraße einsetzen, sodass keine Transportwege zu einem abgetrennten Messraum anfallen und Handhabungsrisiken für empfindliche Bauteile sinken.

Typische Einsatzbereiche sind die Erstteilprüfung an Pressenstraßen, die Serienstichprobenkontrolle sowie die Schadensanalyse von Blechbauteilen im Automobil- oder Luftfahrt-MRO.

Praxischeckliste zur Validierung von 3D-Scannergebnissen an dünnwandigen Blechteilen

Bei der Erstteilprüfung von Blechkomponenten für Automobilzulieferer oder Medizintechnik steht QM-Personal regelmäßig vor dem Problem, dass Messergebnisse an dünnen Wänden und scharfen Kanten unzuverlässig ausfallen.

Fehlerhafte Scans führen zu verspäteten Serienfreigaben, unnötigen Nacharbeiten und erhöhtem Personalaufwand – Kosten, die sich bei laufender Produktion schnell summieren.

Beim 3D-Scannen dünnwandiger Blechteile mit dem tragbaren Großformat-3D-Scanner AlphaVista von INSVISION lässt sich eine standardisierte Prüfung nach dieser Checkliste direkt im üblichen Auswertungsworkflow durchführen, auch vor Ort in der Fertigungshalle.

Die Checkliste umfasst vier zentrale Prüfpunkte: die Kontrolle der Punktwolkenvollständigkeit an empfindlichen Kanten- und Wandbereichen, um Lücken sofort zu erkennen, der Abgleich mit geltenden Toleranzvorgaben nach ISO oder kundenspezifischen GD&T-Regeln, die Überprüfung der Wiederholgenauigkeit durch mehrfache Scans desselben Teils zur Einschätzung von Messunsicherheiten sowie die Prüfung der Schnittstellen zu bestehenden QM- und Fertigungsmanagementsystemen für lückenlose Datenarchivierung und Rückverfolgbarkeit.

Die Liste dient als interne Bewertungsgrundlage, funktioniert für Erstprüfungen und lässt sich ebenso für serienbegleitende Kontrollen einsetzen.

Passende Anwendungsbereiche und zu prüfende Randaspekte bei der Einführung

Viele Blechverarbeiter stellen ihre Presslinien inzwischen auf höhere Mix-Varianten bei kleineren Losgrößen um – da gerät traditionelle Stichprobenprüfung mit Messschiebern oder stationären Koordinatenmessgeräten schnell an Grenzen, weil Rüstzeiten für Messaufbauten zu viel Taktzeit fressen und Nachmessungen verzögerte Nachbearbeitung nach sich ziehen.

Für das 3D-Scannen dünnwandiger Blechteile zeigt der AlphaVista von INSVISION seine Stärken vor allem in drei Szenarien: die inline-Stichprobenprüfung direkt an Presslinien, die Nachprüfung verzogener Bauteile nach Umform- oder Beschichtungsprozessen sowie die 3D-Erfassung großer Blechbaugruppen zur Vorbereitung von Montageplanungen.

Vor der Einführung sollten Unternehmen drei Punkte eigenständig prüfen, um die Passgenauigkeit für ihren individuellen Anwendungsfall abzusichern: die maximal vorkommende Bauteilgröße und Mindestdicke im eigenen Sortiment, die erforderliche Toleranzklasse für die relevanten GD&T-Merkmale sowie die vorhandenen Schnittstellen zur bestehenden Qualitätsdaten-Infrastruktur.