3D-Scannen von Industrieformen: Präzise Digitalisierung fertigungskritischer Werkzeuge mit dem AlphaScan

## 1. Die täglichen Herausforderungen in der Formenprüfung Wer in der Fertigung großvolumige Spritzgießwerkzeuge, Druckgusswerkzeuge oder Tiefziehformen prüft,

1. Die täglichen Herausforderungen in der Formenprüfung

Wer in der Fertigung großvolumige Spritzgießwerkzeuge, Druckgusswerkzeuge oder Tiefziehformen prüft, kennt das Problem: Die Geometrie ist komplex, die Oberflächen sind oft poliert und spiegelnd, und die Toleranzen liegen im Hundertstelbereich.

Mechanische Taster kommen an filigrane Konturen, tiefe Kavitäten oder scharfe Kanten nur schwer heran. Gleichzeitig drängt der Produktionstakt – eine lückenlose Prüfung mit Einzelpunktmessung dauert zu lange und liefert trotzdem kein vollständiges Abbild der Ist‑Geometrie.

Aus diesen Engpässen entsteht der Wunsch nach einer berührungslosen, flächenhaften Erfassung, die direkt in der Werkzeugaufnahme funktioniert und mit den vorhandenen CAD‑Daten abgeglichen werden kann.

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

Hinzu kommt, dass viele Industrieformen nicht im Messraum, sondern in der rauen Umgebung der Werkzeugmaschine oder der Tryout‑Presse digitalisiert werden müssen. Temperaturschwankungen, Vibrationen und enge Platzverhältnisse setzen der Messtechnik Grenzen.

Ein stationärer Scanner mit festem Messvolumen ist hier oft zu unflexibel. Gesucht wird ein mobiles System, das dennoch metrologische Genauigkeit liefert und die Daten lückenlos in den digitalen Prüfprozess einbindet – vom ersten Abformen bis zum wiederkehrenden Werkzeug‑Service.

2. Was die zu scannenden Formen so anspruchsvoll macht

Die typische Industrieform bringt gleich mehrere messtechnische Hürden mit. Die Werkstoffe reichen von gehärtetem Werkzeugstahl über Aluminiumlegierungen bis hin zu Kupfer‑Beryllium‑Einsätzen. Viele dieser Materialien sind stark reflektierend oder erscheinen nach dem Polieren nahezu schwarz.

Die Oberflächengüte wechselt auf engstem Raum: erodierte Bereiche, gefräste Kühlbohrungen und manuell nachgearbeitete Schieber sitzen oft direkt nebeneinander. Dazu kommen tiefe Formnester, Hinterschneidungen und dünnwandige Stege, die bei taktiler Antastung nachgeben würden.

Auch die Bauteilgröße spielt eine Rolle. Ein Spritzgießwerkzeug für Stoßfänger oder eine Presse für Karosserie‑Außenhaut kann mehrere Meter lang sein und wiegt mehrere Tonnen. Einzelne Kavitäten müssen genauso vollständig erfasst werden wie die gesamte Werkzeug‑Aufspannplatte mit Führungen und Zentrierungen.

Die Aufgabe lautet also nicht nur, eine einzelne Formkontur zu digitalisieren, sondern ein großflächiges, zusammenhängendes Punktwolkenmodell zu erzeugen, das anschließend mit dem CAD‑Soll verglichen wird.

Verschiedene Chargen, Umbaustände oder Reparaturschweißungen erhöhen die Variantenvielfalt zusätzlich – ein klarer Fall für eine durchgängig digitale Werkzeugdokumentation.

3. Digitalisierung mit dem INSVISION AlphaScan: Angepasste Strategie und Datenworkflow

Der handgeführte 3D‑Scanner AlphaScan von INSVISION setzt auf eine KI‑gestützte Projektionstechnik, die auch auf spiegelnden und dunklen Oberflächen stabile Messdaten liefert. Das Gerät arbeitet mit strukturiertem Licht und erfasst in einer einzigen Aufnahme mehrere Millionen Punkte.

Weil kein externes Tracking‑System nötig ist, kann der Bediener das Werkzeug direkt in der Maschine oder auf dem Montageplatz umlaufen, ohne aufwendige Markierungsarbeiten.

Die Scanstrategie beginnt mit einer groben Erfassung der Hauptkonturen und wird dann gezielt auf kritische Bereiche wie Trennebenen, Schieberführungen und Kühlkanäle verfeinert.

Vor Ort hilft die Live‑Vorschau, Fehlstellen sofort zu erkennen und nachzuscannen. Die integrierte Algorithmik gleicht die Einzelaufnahmen automatisch zu einem geschlossenen Polygonnetz zusammen.

Wo nötig, lassen sich feine Strukturen über eine höhere Punktdichte erfassen, während große ebene Flächen mit reduzierter Auflösung durchlaufen werden – das spart Rechenzeit und Datengröße.

Die Punktwolke wird anschließend in die Auswertesoftware übernommen, dort auf das CAD‑Modell ausgerichtet und auf Maß-, Form- und Lageabweichungen untersucht.

Die Software von INSVISION ist PTB‑geprüft und erfüllt die Anforderungen an rückführbare Messergebnisse, was insbesondere für die Erstmusterprüfung und die regelmäßige Werkzeugüberwachung relevant ist.

4. Qualitätsnachweis und Wiederverwendbarkeit der digitalen Zwillinge

Aus dem Soll‑Ist‑Vergleich entsteht ein farbcodierter Abweichungsbericht, der dem Werkzeugbau und der Qualitätssicherung unmittelbar zeigt, wo das Werkzeug nachgearbeitet werden muss.