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Eine Messung – ganzheitliche Auswertung

: WENZEL


Wenzel bietet eine komplette Systemlösung zur Kompensation von Schwund und Verzug für Werkzeug- und Formenbauer. Die Ist-Daten eines nach CAD-Daten gefertigten Bauteils werden mit dem Computertomographen exaCT ermittelt. Auf dieser Basis werden mittels der Softwarelösung PointMaster ein Soll-Ist-Vergleich und die Kompensation von Schwund und Verzug durchgeführt.

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Die Computertomographie-Workstation exaCT M findet ihren Einsatz in der Mess- und Prüftechnik, wo 3D-Daten von komplexen inneren und äußeren Strukturen gefordert sind.

Die Computertomographie-Workstation exaCT M findet ihren Einsatz in der Mess-...

Kaum ein Bauteil kommt auf Anhieb so aus dem Werkzeug, wie es die Zeichnung vorschreibt. Schwund und Verzug sind der Normalfall. Zum einen tritt dies beim Herauslösen des gehärteten Materials aus der Form auf. Zum anderen wird das Werkstück beim Abkühlen etwas kleiner – es schwindet. Besonders schwerwiegend zeigt sich dieser Effekt bei komplexen Bauteilen mit hohen Genauigkeitsanforderungen. Die Systemlösung von Wenzel bietet im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren eine deutliche Zeit- und Kostenersparnis. Die gewünschte Maßhaltigkeit des Bauteils wird meist nach wenigen Iterationsschritten erzielt.

Ist-Daten-Ermittlung mittels Computertomographie

Die Prozesskette zur Kompensation beginnt mit dem Scan des zu prüfenden Bauteils. Die realen Geometriedaten werden mittels der präzisen Computertomographen der exaCT-Baureihe von Wenzel Volumetrik erzeugt. Der erhebliche Vorteil der Computertomographie besteht in der berührungslosen und ganzheitlichen Erfassung von äußeren und inneren Strukturen mit hoher Detailerkennbarkeit. Das Bauteil wird während des CT-Scans vollständig durchstrahlt und erfasst.

Auf Grundlage der Durchstrahlungsbilder wird mit der Software PointMaster eine dreidimensionale Rekonstruktion des realen Bauteils und anschließend die für den Prozess erforderliche Dreiecksvermaschung in Form von STL-Daten erstellt. Diese Daten werden aufbereitet. Schriftzüge und Auswerferabdrücke werden mittels eines STL-Modellings
entfernt. Außerdem wird der Datensatz geglättet und die Anzahl der Dreiecke optimiert. Dies bedeutet, dass die Dreiecke an ebenen Flächen vergrößert und somit die Anzahl reduziert wird, an stark gekrümmten Flächen wird die Anzahl der Dreiecke entsprechend beibehalten.

Festlegung der Kompensationsstrategie

Nach der Datenaufbereitung werden die Scan-Daten mit dem CAD-Modell verglichen. Bei diesem Soll-Ist-Vergleich werden die Abweichungen in Falschfarben dargestellt. Anhand der farblichen Darstellung wird ersichtlich, dass die seitliche Wandung der Schachtel nach innen eingefallen ist.

Die Festlegung der Kompensationsstrategie erfolgt ebenfalls in der Software PointMaster. Bei der Ermittlung einer Geometriekorrektur wird nicht nur die bloße Spiegelung eingesetzt, sondern auch Algorithmen zum Verhalten der Werkstoffe mit einbezogen. Die Basis dafür bilden eine Vielzahl von Parametern, die in Zusammenarbeit mit der TU München aus dem Wissen und der Erfahrung von Werkzeugmachern abgeleitet wurden. Dadurch wird mit hoher Wahrscheinlichkeit die Form bestimmt, die nach dem Fertigungsprozess das exakte Werkstück gemäß Zeichnung abformt. Somit wird die Zahl der Iterationsschritte drastisch reduziert. Der Anwender erhält zuverlässige Informationen, wie er sein Werkzeug nachbearbeiten muss.
Die Computertomographie-Workstation exaCT M findet ihren Einsatz in der Mess- und Prüftechnik, wo 3D-Daten von komplexen inneren und äußeren Strukturen gefordert sind.
Analyse und Verifikation – Soll-Ist-Vergleich des unkompensierten Bauteils: Die in Rot und Blau dargestellten Bereiche zeigen Abweichungen, die sich weit außerhalb der Toleranz befinden. Die seitliche Wandung der Schale ist nach innen hin eingefallen. Technologisches Wissen und Erfahrung von Werkzeugmachern wird mit in die Kompensationsstrategie einbezogen.
Soll-Ist-Vergleich nach erster Korrekturschleife: Mittels des erneuten Messberichts wird dargestellt, dass es möglich ist, schon mit einer Iterationsschleife eine gesamte Werkzeugform geometrisch so anzupassen, dass das geformte Bauteil innerhalb der benötigten Toleranz produziert werden kann. Die Datenbasis liegt im CAD/CAM-System vor und kann jederzeit für weitere Formen verwendet werden.


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Messmaschinen, Werkzeug- und Formenbau

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