Systemlieferant für die Luftfahrt setzt auf 3D Scanner bei Wareneingangskontrolle

Foto: Martin Klindtworth – fotomartinklindtworth.de

Werkzeugscan für anschließenden Flächenvergleich gegen das CAD

Die Wareneingangskontrolle ist allgemein ein probates Mittel der Qualitätssicherung, um die Qualität von Zulieferteilen auf ihre Konformität hin zu überprüfen und wird von der Mehrheit aller Unternehmen durchgeführt. Diese geschieht in der Regel durch im Haus vorhandene Qualitätskontrollsysteme oder durch externe Messdienstleister.

Bei geometrisch komplexen Bauteilen, welche zum Teil nur einmal je Flugzeug (initiale Herstellung) verbaut sind, werden in der Luftfahrtbranche nur sehr geringe Stückzahlen produziert. Abhängig vom Herstellungsprozess, werden für diese Bauteile eines oder mehrere Werkzeuge, sprich Fertigungshilfsmittel benötigt.

Jedes Werkzeug ist hierbei individuell, gemäß den Vorgaben des Bestellers gefertigt.

Wareneingangskontrolle von Werkzeugen für den Fertigungsbereich

Die Hutchinson Aerospace GmbH, ein führender Systemlieferant für die Luftfahrt, setzt am Standort Nobitz seit einiger Zeit in der Wareneingangskontrolle von Werkzeugen für den Fertigungsbereich neben einem fest installierten taktilen Koordinatenmessgerät den portablen 3D Scanner MetraSCAN 3D von Creaform mit der Software PolyWorks von Innovmetric ein, die in Deutschland von Duwe-3d vertrieben wird. Mit diesem werden angelieferte Werkzeuge gescannt und anschließend durch einen Flächenvergleich gegen CAD auf ihre Konformität hin bewertet. Im Fall einer mutmaßlichen Nichtkonformität mit den Vorgaben (z.B. Lastenheft, 3D-Modell), werden zudem weitreichendere Auswertungen durchgeführt. Die zu messenden Werkzeuge sind aus diversen metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen gefertigt, und weißen Dimensionen von wenigen Zentimetern bis hin zu über 3 Metern auf. Die geforderte Genauigkeit bei der Herstellung der Werkzeuge, mit direkter Auswirkung auf die Maßhaltigkeit der damit hergestellten Produkte, kann bis zu 1/100 Millimeter betragen.

Auswertung des Scans in Polyworks und mit Farbskalierung

Durch die Anschaffung des MetraSCAN 3D, wurden die Möglichkeiten zur Messung und Analyse an Produkten, sowie Fertigungseinrichtungen deutlich erhöht. Hierbei überzeugt vor allem die Mobilität des Systems, sowie die Genauigkeit des Multi-Linien-Scanners. Nachteile von Antastkräften mit taktilen Messinstrumenten bei biegeschlaffen, bzw. forminstabilen Bauteilen gehören damit nahezu der Vergangenheit an.

Derzeit erfolgt der Einsatz des MetraSCAN 3D nur im Rahmen der Qualitätssicherung im Messlabor am Standort Nobitz. Durch die hohe Mobilität des Systems, ist es aber auch möglich dieses in anderen Werken innerhalb der Hutchinson Aerospace Gruppe einzusetzen und Kapazitäten zu bündeln.

Gründe für die Anschaffung des Scansystems:

Aufgrund der vielfältigen Anforderungen an Materialien, Dimensionen, Zeitaufwand, Mobilität des Messsystems und Ergonomie zeigte das System von Creaform sowohl in der technischen wie auch in der wirtschaftlichen Bewertung sehr gute Ergebnisse und ging als klarer Favorit aus dem Benchmark bei Hutchinson hervor. Hervorzuheben sind:

• Bereits vorhandenes HandySCAN 3D System bei Hutchinson Aeroservice im Einsatz
• Schnelligkeit beim Scannen
• Sehr geringes Eindringverhalten in Glasfasergewebe, da kein Kreidespray verwendet werden darf
• Gute Ergebnisse bei reflektierenden Materialien, sowie bei Kontrastsprüngen der zu scannenden Oberfläche
• Hohe Genauigkeit in der Vergleichsmessung mit der Koordinatenmessmaschine
• Sehr große Zeitersparnis bei jeder Folgemessung durch automatisierte Ausrichtung und Auswertung
• Ergonomische und wenig belastende Bedienung des Scanners
• Mobilität des Systems
• Hohes Messvolumen

Return-On-Investment

Andy Schilling, Quality Engineer und fachlicher Leiter des Bereichs Messtechnik bei Hutchinson Aerospace erklärt: „Vor dem Benchmark zur Anschaffung eines neuen, nicht taktilen Messsystems, war der Hersteller Creaform mir vollkommen unbekannt. Die inhärenten Eigenschaften des Systems, sowie die gute Betreuung im Entscheidungsprozess überzeugten mich schlussendlich, mich für das System von Creaform und gegen Systeme bekannterer Konkurrenten auszusprechen. Nach dem Kauf zeigte sich durch vielfältige Anwendung die hohe Flexibilität, Genauigkeit und Schnelligkeit des Systems. Durch interne Bewertungen ist, besonders durch die Schnelligkeit des Scanprozesses, sowie der Auswertung der Daten davon auszugehen, dass eine Amortisierung des Systems innerhalb von 2 Jahren erfolgt.“

Hutchinson Aerospace ist ein führender Systemlieferant für die Luftfahrt. Durch seine Expertise in den Bereichen Material, Engineering und Produktion, in Kombination mit Vor-Ort- und Aftermarket-Services ist das Unternehmen in der Lage vielfältige Anforderungen zu erfüllen. Am Produktionsstandort Composite in Nobitz produziert die KTN (Kunststofftechnik Nobitz GmbH) hierbei Klimarohre / Luftverteilersysteme und Interieur-Bauteile wie z.B. Seitenwände oder Gepäckablagen und ist seit 2001 ein Lieferant der Luftfahrtindustrie.

Die verschiedenen üblichen Produktionstechnologien im Bereich GFK/CFK-Verarbeitung werden mit modernem Equipment umgesetzt: Autoklav, Hochtemperaturöfen, 5-Achs-Fräsen, usw. Am Standort Nobitz, vertreten durch die Hutchinson Aerospace GmbH, sind die Bereiche Forschung & Entwicklung, Konstruktion und Festigkeitsberechnung unter einem Dach gebündelt. Dies führt zu kurzen Wegen und direktem Kommunikationsfluss. Zu den Kunden zählen unter anderem Airbus, EFW, Diehl Aircabin, Bombardier und Siemens.