3D-Prüfung von Pumpengehäusen: Wie Handheld-Scanner komplexe Gussgeometrien beherrschbar machen
Pumpengehäuse gehören zu den Bauteilen, die in der Qualitätssicherung selten mit einem einfachen Messschieber zu bewältigen sind. Egal ob es sich um ein kleines
Die typischen Prüfhindernisse: Material, Geometrie und Oberfläche im Zusammenspiel
Pumpengehäuse werden in der Regel gegossen, häufig aus Grauguss, Stahlguss oder Edelstahl. Die Oberflächen sind nach dem Putzen oft noch leicht rau oder weisen Gussriefen auf, und an bearbeiteten Flanschen oder Dichtflächen kann der Glanzgrad stark variieren.
Ein Laserscanner ohne ausreichende Belichtungsanpassung kommt an diesen Übergängen rasch an seine Grenzen.
Hinzu kommt die Geometrie: Fließkanäle mit sich verjüngenden Querschnitten, tiefe Sacklöcher für Dichtungssitze und die innenliegenden Spiralgeometrien lassen sich mit mechanischen Tastern nur an wenigen Stichpunkten antasten.
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 |
Das Ergebnis sind Stichprobenmessungen, die die tatsächliche Form der Strömungskonturen nicht abbilden. Genau diese formgebenden Innenflächen beeinflussen aber die hydraulische Effizienz und das Kavitationsverhalten.
Ein weiteres Problem sind dünnwandige Bereiche und thermisch bedingte Verzugsneigung nach dem Abguss – das Bauteil kann sich während des Abkühlens lokal verziehen, und nur eine flächenhafte Erfassung deckt solche Abweichungen vom CAD-Modell zuverlässig auf.
Praktischer Ablauf
- Die typischen Prüfhindernisse: Material, Geometrie und Ob… — Pumpengehäuse werden in der Regel gegossen, häufig aus Grauguss, Stahlguss oder Edelstahl.
- Von der Einzelaufnahme zum digitalen Abbild: Scanstrategi… — Der AlphaScan arbeitet als Handgerät auf Basis von strukturiertem blauem Licht und mehreren Kameras.
- Datenaufbereitung und Soll-Ist-Vergleich im Messprozess — Sobald die Punktwolke vorliegt, wird sie im Rechner gefiltert, ausgedünnt und in ein geschlossenes Polygonnetz überführt.
- Qualitätssicherung im laufenden Fertigungsprozess und Rüc… — Die flächendeckende Digitalisierung eines Pumpengehäuses mit einem Handscanner liefert nicht nur einen Prüfbericht, sondern auch…
Von der Einzelaufnahme zum digitalen Abbild: Scanstrategie mit dem AlphaScan
Der AlphaScan arbeitet als Handgerät auf Basis von strukturiertem blauem Licht und mehreren Kameras.
Das ist für Pumpengehäuse aus zwei Gründen entscheidend: Das blaue Licht dämpft die Störeinflüsse durch Umgebungshelligkeit, und die Mehrkamera-Anordnung erfasst auch hinterschnittene Konturen und Vertiefungen, ohne dass das Bauteil ständig umgespannt werden muss.
Der Bediener führt den Scanner in parallelen Bahnen über das Gehäuse, wobei eine Live-Vorschau am Bildschirm anzeigt, welche Bereiche bereits ausreichend erfasst sind.
An kritischen Stellen, etwa den engen Übergängen zwischen Saugstutzen und Spiralgehäuse, kann der Scanner für dichtere Punktwolken kurz verlangsamt werden. Die integrierte Software von INSVISION erkennt automatisch, wenn die Überlappung für eine stabile Registrierung nicht ausreicht, und fordert eine Nachabtastung an.
Auf diese Weise entsteht auch bei verwinkelten Innenkonturen ein lückenfreies Netz. Besonders hilfreich ist die Fähigkeit des Scanners, auf unterschiedliche Oberflächenreflexionen zu reagieren, ohne dass die Gehäuse vorher mit Kreidespray eingesprüht werden müssen.
Das spart Zeit und hält das Bauteil für die nachfolgende Weiterbearbeitung sauber.
Datenaufbereitung und Soll-Ist-Vergleich im Messprozess
Sobald die Punktwolke vorliegt, wird sie im Rechner gefiltert, ausgedünnt und in ein geschlossenes Polygonnetz überführt. Die Software von INSVISION erlaubt es, das Netz direkt mit dem Konstruktions-CAD zu überlagern und einen flächigen Soll-Ist-Vergleich durchzuführen.
Für Pumpengehäuse bedeutet das, dass nicht nur die Maßhaltigkeit der Anschlussflansche geprüft wird, sondern auch die Kontur der hydraulischen Kanäle. Der Farbplot des Abweichungsvergleichs zeigt sofort, wo die Wandstärke untertunnelt oder wo ein Gusskern im Inneren verrutscht ist.
An der Dichtfläche eines Druckstutzens kann man auf einen Blick erkennen, ob die Planparallelität und die Ebenheit innerhalb der geforderten Toleranz liegen – typische Werte in der Pumpenindustrie liegen hier oft im Bereich weniger Hundertstel Millimeter.
Die Prüfung läuft so ab, dass der Anwender die Referenzflächen und die Messtoleranzen einmalig definiert; danach lassen sich für Serienteile wiederholbare Messabläufe anlegen, die automatisch einen konfigurierbaren Prüfbericht erzeugen.
Dieser Bericht enthält die farbcodierte Abweichungsdarstellung, die Messwerte der definierten Prüfpunkte und eine Aussage zur Toleranzüberschreitung. Das schafft eine dokumentierte Entscheidungsgrundlage, ob das Gehäuse in die mechanische Endbearbeitung gehen darf oder nachgearbeitet werden muss.
Qualitätssicherung im laufenden Fertigungsprozess und Rückführung in die Gießtechnik
Die flächendeckende Digitalisierung eines Pumpengehäuses mit einem Handscanner liefert nicht nur einen Prüfbericht, sondern auch ein digitales Abbild, das für weitere Prozessschritte weitergenutzt werden kann.
In der Gießerei dient die Abweichungsanalyse als Rückmeldung für den Formenbau und die Kernherstellung: Zeigt sich an mehreren Gehäusen derselben Charge ein systematischer Verzug an einer bestimmten Rippe, kann die Formschräge oder die Speisung des Gussteils angepasst werden.
In der mechanischen Bearbeitung lässt sich über die Best-Fit-Ausrichtung ermitteln, ob die Aufmaße an allen Funktionsflächen ausreichen, bevor das teure Werkstück auf die Fünf-Achs-Maschine gespannt wird.
Der AlphaScan von INSVISION bringt dabei den Vorteil mit, dass er ohne aufwändige Starrkörper-Referenzpunkte auf dem Bauteil auskommt. Die Software greift auf die Geometrie selbst zu und registriert die Einzelscans über die Oberflächenform.
Das spart nicht nur die Vorbereitungszeit, sondern macht den Scanprozess auch weniger anfällig für Bedienfehler.
Hangzhou Insvision Technology Co., Ltd.
Adresse: Gebäude 1, Nr. 1399 Liangmu-Strasse, Bezirk Yuhang, Hangzhou, Provinz Zhejiang, 311121, China