Die Zukunft der industriellen Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung

Wie der neue optische CMM-3D-Scanner MetraSCAN BLACK die Branche verändert

Ob in der Luftfahrt-, Transport-, Werkzeug- oder Gusswarenbranche, Hersteller von Zulieferteilen oder Komplettprodukten werden immer häufiger mit strengen Anforderungen konfrontiert. Diese Vorgaben zielen auf die Verbesserung ihrer Produktqualität sowie die Reduzierung der Gesamtqualitätskosten (COQ) ab, welche oft von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, wie unter anderem:

• Interne Fehler
• Externe Fehler
• Wiederholte Begutachtungen
• Veränderungen sowohl der Qualitätskontroll- und Qualitätssicherungsprozesse als Präventionsstrategien

Hersteller, die sich heute in ihren jeweiligen Märkten hervorheben möchten, gehen über die bisherigen Grenzen des Produktdesigns hinaus, da die Methode des Freiform-Designs für höhere Ästhetik und Verbesserung der funktionellen Leistung immer beliebter wird. Freie, organische Formen führen jedoch zu einigen neuen Herausforderungen hinsichtlich der Qualität.

Zudem bedeuten die Produktanforderungen und Prozessverbesserungen für sekundäre Fertigungsprozesse, wie etwa die maschinelle Bearbeitung, dass Maßtoleranzen immer geringer werden; die Datengenauigkeit spielt bei der Teilprüfung auf Form, Sitz und Funktion eine wichtigere Rolle als jemals zuvor.

Andererseits sind Produktionsteams gezwungen, auf jede mögliche Art Kosten einzusparen, um Preise, COQ und OPEX-Kosten im Rahmen zu halten. Qualitätsprobleme können sich durch Produktrückrufe, Verlust von Materialressourcen, verringerte Produktivität und viele weitere Faktoren verheerend auf den Profit von Herstellern auswirken.

Beispielsweise können sich die tatsächlichen qualitätsbezogenen Kosten laut der American Society for Quality (ASQ) auf bis zu 40 % des Gesamtumsatzes belaufen. Unternehmen tragen entweder diese Kosten – oder sie reichen sie an Kunden und Verbraucher weiter.

Qualität ist tatsächlich ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal für viele Hersteller. In der Vergangenheit wurden Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung an Labore übertragen und von hochqualifizierten Anwendern durchgeführt. Die Design- und Produktionsverfahren sowie die Qualitätskriterien haben sich jedoch enorm weiterentwickelt, seit CMMs ihren Weg in die Fertigungsumgebungen gefunden haben.

Leider überwiegen die Nachteile des Einsatzes von CMMs immer mehr gegenüber ihren Vorteilen. Neue Messtechnologien und -techniken, wie etwa tragbare optische CMM-3D-Scanner, entwickeln sich zu echten langfristigen Alternativen. Diese neuen 3D-Messlösungen bieten komplett neue Möglichkeiten, indem sie schnelle, einfache und vielseitige Wege zur Erfassung hochpräziser 3D-Messungen ermöglichen – direkt im Fertigungsbereich.

Lassen Sie uns einen genaueren Blick darauf werfen, wie tragbare optische CMMs, wie der neuste MetraSCAN 3D, herkömmliche CMMs übertreffen.

Wie vielseitig sind 3D-Scanner im Vergleich zu CMMs?

Wie bereits erwähnt, setzen Hersteller in verschiedenen Branchen neue Maßstäbe hinsichtlich Prototypenkonzepten und Endprodukten. Hochpräzise Freiform-Oberflächen mögen einen großartigen Look und ein erstaunliches Leistungsniveau bieten, sie stellen jedoch auch enorme Herausforderungen für die Produktion und Prüfung dar.

CMMs sind nicht gut dafür geeignet, Prüfern bei der Beurteilung schwieriger Oberflächen zu helfen, die bei Freiform-Komponenten zu finden sind. Der Grund? CMMs sind für Teile geeignet, die über „bekannte“ Formen verfügen, wie Rechtecke, Quadrate, Kreise, etc.

Komplexe Formen erfordern mit einer CMM deutlich mehr Messpunkte, was zu langwierigen und oft mühsamen Aufbauten führt.

Der MetraSCAN BLACK, ein messtechniktauglicher optischer CMM-3D-Scanner, ermöglicht es Technikern für Qualitätskontrolle, hochpräzise Messungen zu erhalten, ungeachtet der Komplexität, des Materials oder der Oberflächenbeschaffenheit des Teils.

Er setzt Blaulasertechnologie ein, die im Vergleich zu roten Lasern weniger Laser-Speckle verursacht. Blaue Laser ermöglichen zudem kleiner Spotgrößen und einen besseren Fokus. Diese beiden Vorteile tragen zu einer höheren Scanauflösung sowie einem besseren Signal auf glänzenden und metallischen Oberflächen bei.

Sehen Sie, wie der neue MetraSCAN BLACK mühelos glänzende und schwarze Teile scannt!

CMMs und andere Scanningsysteme haben zudem ein festes Messvolumen. Im Gegensatz zu diesen Messgerätetypen ermöglicht der MetraSCAN BLACK eine höhere Flexibilität beim Messen von großen Teilen von bis zu 10 Metern; der optische CMM-Scanner kann das Messvolumen einfach und dynamisch ohne wesentlichen Präzisionsverlust erweitern, der beim herkömmlichen Leapfrog entsteht

Zum Schluss noch ein Wort zur Vielseitigkeit. CMMs älterer Generationen stehen üblicherweise im Labor eines Herstellers und sind fest am Boden montiert. Die CMMs setzen Sonden ein, die sich auf drei kartesischen Achsen bewegen, um Abmessungsprüfungen durchzuführen.

Die MetraSCAN 3D-Lösung ist ein tragbares, armfreies 3D-Scansystem, das optische Triangulationsverfahren einsetzt und eine komplette Bewegungsfreiheit ermöglicht. Benutzer können einfach 3D-Messungen von allen Arten von Objekten an beliebigen Orten aufnehmen – selbst bei schwierigen oder weit entfernten Standorte sowie direkt im Fertigungsbereich.

Das macht den MetraSCAN BLACK nicht nur für komplexe und große Teile ideal, sondern auch für nicht repetitive Anwendungen, wie unter anderem die Prüfung von Prototypen und das Reverse Engineering von Komponenten mit großen Qualitätsproblemen.

Was ist schneller? Eine CMM oder ein 3D-Scanner?

Neue 3D-Messwerkzeuge für Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung entwickeln sich für Hersteller zu Standardlösungen. Sie helfen, die unkontrollierbaren Engpässe, die oft im Zusammenhang mit CMM-Abmessungsprüfungen im Labor oder speziellen Zellen entstehen, zu eliminieren.

Zuvor waren hocherfahrene Messtechniker für eine einzige CMM zuständig. Daher mussten die Teams verschiedener Montagelinien wortwörtlich warten, bis sie an der Reihe waren, um Qualitätsprüfungen durchzuführen – Teil für Teil. Die Ineffizienz der Arbeitsabläufe und die damit verbundenen Kosten wurden oft noch durch die Tatsache erschwert, dass die Einrichtzeiten für jedes Teil Stunden in Anspruch nehmen konnten.

Der optische CMM-Scanner MetraSCAN 3D macht hingegen Aufwärmzeiten überflüssig und erlaubt es den Benutzern, Prüfungen direkt auf der Produktionsebene durchzuführen. Zudem kann der MetraSCAN BLACK mit seinen 15 Laser-Fadenkreuzen 1.800.000 Messungen pro Sekunde aufnehmen – selbst bei großen Oberflächenbereichen – und Live-Netze erstellen. Im Vergleich zu anderen CMMs kann er die Zeit von der Datenerfassung bis zum Erhalt verarbeitbarer Dateien halbieren.

Schauen Sie sich an, wie schnell der neue MetraSCAN BLACK ist!

Schließlich werden Qualitätsteams oft mit der Überprüfung der Qualität von Zuliefer- oder Kundenteilen beauftragt, bevor Endprodukte hergestellt werden können. Auch hier können Prüfer dank der Geschwindigkeit, mit der der MetraSCAN 3D Teile scannen kann, auftragskritische, von Dritten gefertigte Komponenten prüfen, um Verzögerungen in der Produktion zu vermeiden und den Durchsatz zu erhöhen.

Genauigkeit, Lichtjahre voraus

Auch wenn CMMs eine hohe Genauigkeit bieten, müssen sie in kontrollierten Umgebungen betrieben werden, die frei von Vibrationen, Öl, Staub oder Veränderungen der Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Der MetraSCAN 3D muss nicht in kontrollierten Umgebungen eingesetzt werden, um ein hohes Maß an Genauigkeit bieten zu können; die Prüfer können ihn direkt im Fertigungsbereich einsetzen, ohne dass hierdurch die Messgenauigkeit beeinflusst wird.

Des Weiteren ist die Arbeit mit CMMs weitaus komplexer, mit festen Messaufbauten und Pfadprogrammierung. Das bedeutet, dass Messtechniker für den gesamten Messablauf verantwortlich sind, vom Setup über die Datenerfassung bis zur Verarbeitung und Analyse von Ergebnissen. Aufgrund schnellerer Produktionszeiten und der Anforderungen an die Geschwindigkeit sind Messtechniker oft mit mehreren Aufgaben gleichzeitig ausgelastet.

Der MetraSCAN BLACK bietet dagegen einen unerreichten Bedienkomfort für Anwender aller Kompetenzstufen – einschließlich Technikern ohne messtechnisches Fachwissen. Daher können Techniker mit nur minimaler Schulung sowie Einsteiger mit der Einrichtung und Durchführung von 3D-Scans eines Teil beauftragt werden, während die Messtechniker ihr Fachwissen und Know-how ganz auf die kritische Beurteilung konzentrieren können.

Der MetraSCAN BLACK bietet Qualitätskontroll- und Qualitätssicherungsteams die nötige Genauigkeit für die Erfassung detaillierter 3D-Scans. Mit unerreichten Auflösungen von 0,025 mm und Genauigkeiten von 0,025 mm liefert der MetraSCAN 3D hochpräzise Ergebnisse, egal um welche Art von Teil es sich handelt. Er ist zudem unempfindlich gegenüber Umgebungsbedingungen. Diese hohe Genauigkeit, auf Grundlage der Norm VDI/VDE 2634 Teil 3, und die Tatsache, dass die Lösung in einem nach ISO 17025 akkreditierten Labor getestet wurde, stellt eine absolute Zuverlässigkeit und vollständige Rückverfolgbarkeit sicher, die internationalen Standards entsprechen.

Der ergonomische und tragbare MetraSCAN BLACK erleichtert das Scannen, da keine starren Setups, anspruchsvolle Kalibrierung oder Programmierung erforderlich sind. Dank seiner Selbstpositionierungs-Funktion (dynamische Referenzierung) kann jeder Benutzer – von Anfängern bis zu erfahrenen Prüftechnikern – präzise, zuverlässige und wiederholbare Messungen durchführen. Kurz gesagt nimmt der MetraSCAN 3D die Unsicherheit aus der Abmessungsprüfung – und bietet dabei einen unerreichten Grad an Genauigkeit.

Der MetraSCAN BLACK ebnet den Weg in ein neues Kapitel der Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung für Hersteller. Dank seiner Vielseitigkeit, Geschwindigkeit und Genauigkeit ermöglicht der optische CMM-3D-Scanner robuste, unabhängige und effiziente Prüfungen direkt in Produktionsumgebungen. Mit dem MetraSCAN 3D werden unerwartete Nichtkonformitäten, Verzögerungen bei der Produktions- und Teilfreigabe sowie Qualitätskosten deutlich reduziert.