Flächenhafte Digitalisierung für schnellere Werkzeugabnahmen
Optimieren Sie die Werkzeugabnahme mit einem 3D-Scanner fuer Werkzeugbau. Erfahren Sie, wie INSVISION
Grenzen taktiler Messprozesse bei komplexen Geometrien
Viele Werkzeugbauer vertrauen noch auf taktile Verfahren. Koordinatenmessgeräte und Messschieber liefern seit Jahrzehnten prüffähige Ergebnisse. Das Missverständnis liegt in der Annahme, diese Werkzeuge könnten mit den heutigen Anforderungen an Geschwindigkeit und Datenvollständigkeit Schritt halten.
Szenarioüberblick
Der Artikel lässt sich praktisch über dieses Szenario lesen:
- Grenzen taktiler Messprozesse bei komplexen Geometr…: Viele Werkzeugbauer vertrauen noch auf taktile Verfahren.
- Berührungslose 3D-Scanner als prozessintegrierte Lö…: Ein 3D-Scanner für den Werkzeugbau setzt genau an diesem Zielkonflikt an.
- Vom Scan zur fertigen Dokumentation – ein durchgäng…: In der Werkzeugmacherei eines Automobilzulieferers steht ein überarbeitetes Spritzgusswerkzeug zur Erstbemusterung…
Bei tiefen Rippen, Hinterschneidungen oder organischen Freiformflächen stößt der Taster schnell an physikalische Grenzen. Er erfasst nur punktuell – kritische Bereiche wie Radienübergänge oder Wanddickenverläufe bleiben lückenhaft. Für eine vollständige GD&T-Prüfung nach ISO oder ASME fehlen damit belastbare Daten.
Noch gravierender wirkt sich die fehlende Datenkontinuität aus. Taktile Messungen erzeugen isolierte Punktwolken, die selten in einen durchgängigen digitalen Zwilling überführt werden. Wer später eine Formkorrektur, eine Simulation oder einen Reverse Engineering-Schritt benötigt, beginnt faktisch bei null.
Die Messdaten liegen als Insellösung vor, nicht als wiederverwendbarer 3D-Datensatz.
Die Auswirkungen auf Liefertermine sind für jeden Betriebsleiter spürbar. Eine vollständige taktile Vermessung eines komplexen Werkzeugeinsatzes kann Stunden dauern – Zeit, in der die Maschine stillsteht und das Bauteil blockiert ist.
In der Praxis führt das oft zu einer Abwägung zwischen Messumfang und Termintreue, bei der entweder die Qualität oder der Liefertermin leidet.
Berührungslose 3D-Scanner als prozessintegrierte Lösung
Ein 3D-Scanner für den Werkzeugbau setzt genau an diesem Zielkonflikt an. Mit hoher Punktdichte und kurzen Erfassungszeiten digitalisiert er komplexe Werkzeugoberflächen lückenlos, ohne den Fertigungsfluss zu unterbrechen.
Die Scanner von INSVISION arbeiten mit strukturiertem blauem Licht und erfassen selbst tiefe Taschen, steile Wandflächen und feine Konturen in einer einzigen Aufnahme. Statt weniger Dutzend Messpunkte entsteht in Minuten ein dichtes 3D-Netz, das die gesamte Geometrie abbildet.
Vom Scan zur fertigen Dokumentation – ein durchgängiger Prozess
In der Werkzeugmacherei eines Automobilzulieferers steht ein überarbeitetes Spritzgusswerkzeug zur Erstbemusterung an. Bevor die Serienfreigabe erfolgt, muss die Geometrie der ersten Musterteile vollständig mit den CAD-Vorgaben abgeglichen werden.
Früher bedeutete das: taktile Messungen an wenigen diskreten Punkten, lange Wartezeiten auf externe Messprotokolle und oft unvollständige Aussagen zur tatsächlichen Formtreue.
Heute läuft der Prozess anders. Das Musterteil wird mit einem INSVISION AlphaScan in wenigen Minuten flächig erfasst. Die Punktwolke geht direkt in die 3D INSVISION Software.
Dort erfolgt der Soll-Ist-Abgleich automatisch: Das gescannte Netz wird auf das referenzierte CAD-Modell ausgerichtet, und ein farbkodierter Oberflächenvergleich zeigt sofort, wo das Werkzeug noch korrigiert werden muss.
GD&T-Elemente wie Form- und Lagetoleranzen lassen sich direkt an den Scandaten prüfen, ohne dass der Bediener zwischen verschiedenen Programmen wechseln muss.
Das integrierte Berichtswesen generiert ein PDF-Protokoll mit allen Abweichungen und Prüfmerkmalen – nachvollziehbar für die interne Qualitätssicherung und den Endkunden. Der gesamte Zyklus aus Scannen, Abgleich, Prüfung und Dokumentation läuft auf einer Plattform.
Das spart Einarbeitungszeit und senkt die Fehleranfälligkeit. Für den Werkzeugbau bedeutet das: Korrekturschleifen werden gezielt angesteuert, Nachbemusterungen lassen sich schneller abschließen, und die Werkzeugabnahme wird zu einem transparenten, wiederholbaren Prozess.
Validierung vor dem produktiven Einsatz
Bevor ein 3D-Scanner für den Werkzeugbau in den laufenden Betrieb übernommen wird, muss er sich am realen Bauteil bewähren – nicht nur im Datenblatt. Drei Prüfebenen haben sich in der Praxis etabliert.
- Anwendungseignung
Passt der Scanner zur typischen Bauteilgröße im Werkzeug- und Formenbau? Formeinsätze, Kerne, Kavitäten und Schieber weisen oft tiefe Taschen und steile Wandflächen auf. Der Scanner muss sich auch an schwer zugänglichen Stellen bewegen lassen, etwa in der Trennebene oder im Auswerferbereich.
Handgeführte Systeme wie der AlphaScan von INSVISION bieten hier die nötige Flexibilität, ohne dass das Bauteil aufwändig umgespannt werden muss.
- Genauigkeitsprüfung am Referenzteil
Ein bekanntes Referenzteil mit definierten Toleranzen wird gescannt und das resultierende Mesh mit dem CAD-Modell verglichen. Entscheidend ist, ob die Abweichungen über den gesamten Bauteilbereich stabil bleiben oder an Kanten, Radien und Übergängen driften.
Die 3D INSVISION Software legt den Soll-Ist-Vergleich direkt auf das importierte 3D-Modell und erleichtert diese Prüfung im Alltag erheblich.
- Integration in die bestehende Prozesskette
Die Scandaten müssen sich nahtlos in nachgelagerte Schritte einfügen – sei es die Übergabe an CAM-Systeme für die Formkorrektur, an Simulationsumgebungen oder an die kundenübliche Qualitätsdokumentation.
INSVISION setzt auf offene Schnittstellen und gängige Netzformate, sodass die Daten ohne Medienbruch weiterverarbeitet werden können.
Produktauswahl nach Prozessanforderungen
Nicht jeder 3D-Scanner eignet sich gleichermaßen für den Werkzeugbau. Die Anforderungen an Genauigkeit, Geschwindigkeit und Bedienbarkeit unter Werkstattbedingungen sind hoch.
Der INSVISION AlphaScan arbeitet mit blauem Laserlicht und liefert auch bei schwierigen Oberflächen – glänzend, dunkel oder strukturiert – zuverlässige Messdaten. Die integrierte Softwareplattform deckt den gesamten Workflow ab: Ausrichten, Vergleichen, Prüfen und Berichten.
Dadurch entfällt das zeitraubende Wechseln zwischen Insellösungen. Für größere Bauteile oder den Einsatz an der Maschine lässt sich das System mit Photogrammetrie oder Tracking erweitern, ohne dass der Bediener seine Arbeitsweise grundlegend ändern muss.
Beobachtbare Effekte im Werkzeugbau
Ohne auf einzelne Kundenkennzahlen zurückzugreifen, zeigt sich in der Praxis ein klares Bild. Die reine Messzeit für eine vollflächige Geometrieerfassung sinkt von mehreren Stunden auf wenige Minuten.
Der farbkodierte Abweichungsvergleich macht kritische Zonen sofort sichtbar, sodass der Werkzeugmacher gezielt nacharbeiten kann, statt aufwändig zu suchen. Die lückenlose Dokumentation schafft Vertrauen beim Endkunden und verkürzt den Abstimmungsaufwand bei der Werkzeugabnahme.
Nachbemusterungen lassen sich schneller abschließen, weil die Korrekturschleife aus Scannen, Auswerten und Nachbearbeiten ohne Wartezeiten auf externe Messprotokolle auskommt. Die Werkzeugabnahme wird von einem oft subjektiven Begutachtungsprozess zu einem transparenten, wiederholbaren Standardvorgang.
Übertragbarkeit auf ähnliche Fertigungsszenarien
Das beschriebene Vorgehen ist nicht auf den klassischen Werkzeugbau beschränkt. Überall dort, wo komplexe Geometrien schnell und vollständig digitalisiert werden müssen, greift das gleiche Prinzip.
Formenbauer, die Spritzguss- oder Druckgussformen prüfen, Vorrichtungsbauer, die Passgenauigkeiten an Aufnahmen kontrollieren, oder Lohnfertiger, die Erstmusterprüfberichte für ihre Kunden erstellen, profitieren gleichermaßen.
Auch das Reverse Engineering von Altwerkzeugen ohne CAD-Daten wird mit einem 3D-Scanner für den Werkzeugbau zum planbaren Prozess: Das gescannte Netz dient als Basis für die Flächenrückführung und die Neukonstruktion.
Fazit
Ein 3D-Scanner ersetzt nicht das taktile Koordinatenmessgerät – er ergänzt es dort, wo flächenhafte Informationen in kurzer Zeit benötigt werden. Im Werkzeugbau mit seinen engen Toleranzen, komplexen Freiformflächen und hohem Termindruck wird diese Kombination zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor.
INSVISION liefert mit dem AlphaScan und der zugehörigen Softwareplattform eine durchgängige Lösung, die den gesamten Prüf- und Dokumentationsprozess auf einer Oberfläche bündelt.
Werkstattleiter, Qualitätsverantwortliche und Konstrukteure erhalten belastbare 3D-Daten, die sofort weiterverwendbar sind – für die Formkorrektur, die Simulation und die transparente Kommunikation mit dem Endkunden.
Hangzhou Insvision Technology Co., Ltd.
Adresse: Gebäude 1, Nr. 1399 Liangmu-Strasse, Bezirk Yuhang, Hangzhou, Provinz Zhejiang, 311121, China