3D-Prüfung von Industrieformen: Verschleißanalyse an Kühlplatten-Extrusionswerkzeugen mit AlphaScan

Extrusionswerkzeuge für Kühlschrank-Kühlplatten arbeiten unter hohem Druck und Temperatur. Die innenliegenden Formflächen sind für taktile Messmittel kaum zugän

Die Grenzen konventioneller Prüftechnik bei tiefen Formnestern

Extrusionswerkzeuge für Kühlplatten besitzen schmale, tiefe Nester und Hinterschneidungen, in die kein Messschieber und kein taktiler Taster hineinreicht.

Gleichzeitig sind die Funktionsflächen häufig hochglänzend oder weisen eine dunkle Oxidschicht auf – beides Bedingungen, die optische Messsysteme vor ernste Reflexionsprobleme stellen.

Die Folge: Interne Verschleißzonen, Mikrorisse oder beginnende Auswaschungen bleiben unentdeckt, bis die extrudierte Platte außerhalb der Toleranz liegt. Der Werkzeugbau benötigt jedoch eine messtechnische Grundlage, um Instandsetzungsintervalle zu planen und Reparaturmodelle abzuleiten.

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

Ohne flächige Ist-Daten bleibt nur die Sichtprüfung oder eine aufwändige Silikonabformung, die wiederum eigene Ungenauigkeiten mitbringt.

Digitaler Abdruck der Werkzeugkavität mit dem AlphaScan

Für die berührungslose Erfassung solcher Geometrien hat sich der AlphaScan als handliches 3D-Messsystem bewährt. Mit 50 sich kreuzenden blauen Laserlinien und einem Gewicht von 1070 Gramm lässt er sich auch in engen Maschinenumgebungen sicher führen.

Die blaue Laserwellenlänge reduziert Störeinflüsse durch hochreflektierende Metalloberflächen, sodass selbst polierte Formeinsätze ohne Mattierungsspray scannbar bleiben. Die erreichbare Genauigkeit von 0,020 mm im industriellen Messvolumen liefert die Grundlage für einen belastbaren Soll-Ist-Vergleich.

Im beschriebenen Anwendungsfall wurde das Extrusionswerkzeug zunächst gereinigt und mit wenigen Referenzmarken versehen. Anschließend erfasste der Scanner die innere Kavität in mehreren kurzen Bahnen; die Software setzte die Einzelscans automatisch zu einem geschlossenen Flächenmodell zusammen.

Vom Scandatensatz zum belastbaren Verschleißbild

Aus dem fertigen Polygonnetz entstand ein Abgleich mit dem ursprünglichen Konstruktionsdatensatz des Werkzeugs. Farbliche Abweichungsdarstellungen zeigten, wo Material abgetragen war und in welchem Umfang die Ist-Geometrie von der Soll-Kontur abwich.

Besonders aufschlussreich waren Querschnittsanalysen durch kritische Zonen, die mit keinem anderen Messmittel in dieser Auflösung darstellbar gewesen wären. Für die Werkzeuginstandsetzung ließ sich aus den Scandaten ein Reparaturmodell ableiten – etwa für das gezielte Auftragschweißen und anschließende Nacharbeiten.

Der gesamte Zyklus aus Scannen, Auswerten und Bereitstellen der Prüfdaten beanspruchte einen Bruchteil der Zeit, die eine manuelle Abformung und taktile Nachmessung gekostet hätte, und lieferte zugleich eine vollständig dokumentierte digitale Historie des Werkzeugzustands.

Übertragbarkeit auf andere Werkzeuggeometrien und Industrien

Das methodische Vorgehen ist nicht auf Kühlplattenwerkzeuge beschränkt. Überall dort, wo tiefe Kavitäten, Hinterschneidungen oder Reflexionen die taktile Messung blockieren, bietet der handgeführte 3D-Scan einen reproduzierbaren Ausweg – etwa bei Spritzgussformen, Druckgusswerkzeugen oder Umformmatrizen.

INSVISION stellt mit dem AlphaScan ein System bereit, das sich ohne aufwändige Peripherie in bestehende Prüfabläufe eingliedern lässt.

Die Kombination aus metrologischer Genauigkeit, Handlichkeit und der Fähigkeit, selbst schwierige Oberflächen zu durchdringen, macht es zu einer praktikablen Lösung für Werkzeugbauer und Qualitätssicherer, die ihre Instandhaltungsstrategie auf messbare Fakten stellen wollen.