Prüfung von Teilen und Komponenten aus Verbundwerkstoffen für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Schiffs- und Sportindustrie

Der 3D-Scanner MetraSCAN BLACK hilft, Kosten und Messzeiten zu reduzieren

Das italienische Unternehmen Blacks S.r.l. wurde im November 2011 durch eine Gruppe junger, aber erfahrener Spezialisten für Verbundwerkstoffe gegründet. Das Unternehmen konzentriert sich auf das Design, die Prototypenentwicklung und Fertigung von Komponenten, die aus fortschrittlichen Verbundwerkstoffen (Kohlenstoff, Glas, Aramid, Hybrid-Fiber) hergestellt werden. Die Firma bietet Dienstleistungen für das Design und die Produktion von Verbundwerkstoff- und Metallteilen für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Schiffs- und Sportindustrie an.

 Die Kunden von Blacks fordern eine extrem hohe Maßgenauigkeit. Aus diesem Grund setzte das Unternehmen bereits von Beginn an 3D-Messinstrumente ein. Die 3D-Messtechnologien werden täglich bei der Dimensionskontrolle und Validierung der eingehenden Modelle, Gussformen und ausgelieferten Komponenten eingesetzt. In einigen Fällen wird die Technologie zudem für Reverse Engineering verwendet, um so die Produktion und das Design zu unterstützen und den Produktionsprozess zu vereinfachen.

Zur Verbesserung seiner Messtechnik entschied sich Blacks, den tragbaren 3D-Scanner MetraSCAN BLACK von Creaform anzuschaffen. Dieses System wurde aufgrund seiner im Vergleich zu zuvor eingesetzten Systemen höheren Scangeschwindigkeit ausgewählt. Ein weiterer entscheidender Faktor war die eingesparte Zeit, da keine Targets oder Sprays auf reflektierenden Teilen aufgebracht werden mussten. Das Creaform-System ist in sämtlichen Situationen schneller, vielseitiger und effizienter und kann für eine größere Bandbreite von Anwendungen eingesetzt werden.

Da Blacks bereits ein großes Sortiment verschiedener Messsysteme einsetzte, war die Implementierung eines neuen Systems aufgrund der intuitiven Verwendung des Creaform-Scanners einfach. Die Anwender konnten sich schnell mit dem neuen Werkzeug vertraut und sich dessen gesamtes Potenzial zunutze machen.

MetraSCAN 3D stellt einen perfekten Klebeprozess sicher

Der MetraSCAN 3D wurde zur Überprüfung der Verklebung von zwei Komponenten eingesetzt. Im Bereich von Verbundwerkstoffen findet das Verkleben von zwei Komponenten üblicherweise mithilfe spezieller Haltevorrichtungen zur Vorbereitung und Beibehaltung der relativen Position der beiden Teile während des Klebevorgangs statt.

Der MetraSCAN 3D wird bei Blacks für das Scannen von Klebevorrichtungen eingesetzt

Sehen wir uns als Beispiel einen Rennwagen an, von den folgenden Annahmen ausgehend:

• Für die Komponenten von Rennwägen gelten äußerst strenge Homologierungsparameter (+ – 0,5 mm / 1000 mm)
• Die beschränkten Dimensionen werden beim Verkleben, jedoch nicht an monolithischen Komponenten gemessen.
• Der Klebevorgang erreicht dabei eine besonders hohe Komplexität mit wichtigen manuellen Anpassungen. Das Verkleben erfolgt zwischen Komponenten sowohl mit maschinell als auch von Hand bearbeiteten Bereichen.
• Die Klebeschablonen werden kalibriert, um das gewünschte Ergebnis zu erreichen, in einigen Fällen ist es jedoch nicht möglich, sich nur auf die Schablonen zu verlassen: Bei Komponenten aus Verbundwerkstoffen kann es aufgrund ungleichmäßiger Schichten beim Aushärten zu starken Verformung kommen. Diese Verformungen können nicht immer einwandfrei vorhergesagt werden, weshalb das Bauteil sich möglicherweise nicht perfekt an die Schablone anpasst.

Unter diesen Umständen, die häufig bei der Produktion von Prototypen für den Motorsportsektor auftreten, erlaubt eine Echtzeit-Kontrolle des Klebevorgangs während der Verfestigung des Klebstoffs optimale Ergebnisse für die Produktionsphase.

Die Herangehensweise von Blacks war die folgende: Da der Wert der verklebten Baugruppe über 15.000 € lag, wurde entschieden, zukünftig mit einer Klebeschablone und fortlaufender Überwachung während der Härtephase des Klebstoffs zu arbeiten, um die korrekte relative Positionierung der Teile zueinander sicherzustellen.

Hätte Blacks die gleichen Prüfungen mit dem alten Messwerkzeug durchführen können? Dies ist schwer zu sagen, da aufgrund der strengen Beschränkungen der Eintrübung der Oberflächen nie ein solcher Versuch unternommen wurde.

Dieser spezielle Einsatz des MetraSCAN 3D weicht von der standardmäßigen Nutzung im Arbeitsalltag, wie etwa der Prüfung von Gussformen und Dimensionskontrolle bei Blacks, ab. Hier zeigt sich jedoch seine Flexibilität in jedem Einsatzbereich, wie etwa beim Verkleben von Prototypen oder der Ausrichtung verklebter Komponenten, ohne dass hierfür spezielle Klebeausrüstung hergestellt werden muss.

Der MetraSCAN 3D hilft Blacks, mehr Projekte zu gewinnen

Überprüfung der richtigen Positionierung der Bohrungen an einem Modell, eine typische Anwendung des MetraSCAN 3D bei Blacks.

„Sicher hätten wir das beschriebene Projekt auch mit anderen Geräten abschließen können, jedoch mit höheren Kosten und größerem Zeitaufwand. Es sollte zudem erwähnt werden, dass die höheren Kosten in einigen Fällen zum Auftragsverlust führen können und der Einsatz eines alternativen Systems, wie etwa des MetraSCAN BLACK von Creaform, der entscheidende Faktor für das Projekt sein kann“, erklärt Daniele Malusardi, Projektmanager bei Blacks Srl.

„Wir werden auch weiterhin täglich bei Fällen von Reverse Engineering und dem Verkleben von Prototypen oder Einzelstücken 3D-Messungen zur Kontrolle von Gussformen, Modellen und Komponenten einsetzen. Gleichzeitig suchen wir jedoch immer nach innovativen Anwendungslösungen, um die Produktion zu unterstützen. Unserer Erfahrung nach sind die Stärken des Creaform-Systems sicherlich die großartige Scangeschwindigkeit und die Vielseitigkeit der Messtechnologie. “