Reverse Engineering veralteter Teile mit 3D-Scannen

Kein Hersteller möchte erfahren, dass ein wichtiger Lieferant die Produktion eines dringend benötigten Teils einstellt. Tatsächlich kann die „Veralterung von Teilen“, bei der ein zuvor verfügbares Teil dauerhaft wegfällt, große Kopfschmerzen bereiten. Die Bewältigung solcher Herausforderungen ist ein Aspekt des Obsoleszenzmanagements (Obsoleszenzmanagement, OM), einer Reihe von Aufgaben, die sich auf die Antizipation und Bewältigung des Verlusts von Artikeln konzentrieren, die für die weitere Produktion von entscheidender Bedeutung sind.

Herstellern, die mit abgekündigten oder sich verschlechternden Teilen konfrontiert sind, stehen einige Standard-OM-Optionen zur Verfügung, darunter die Durchführung eines „Überbrückungskaufs“ (Kauf einer großen Menge) des Teils, während der Vorrat noch vorhanden ist, oder der Kauf des Teils auf dem Gebrauchtmarkt. Allerdings können diese Optionen kostspielig und wettbewerbsfähig sein und gleichzeitig das Risiko bergen, zu viele (oder zu wenige) Teile zu kaufen.

Glücklicherweise gibt es eine weitere Möglichkeit, die es dem Hersteller ermöglicht, das veraltete Teil bei Bedarf und in der gewünschten Menge zu reproduzieren: Reverse Engineering mittels 3D-Scannen.

3D-Scannen ist eine berührungslose, zerstörungsfreie Methode zur digitalen Erfassung von Messdaten über Form, Größe und sogar Textur eines realen Objekts. Es erstellt detaillierte digitale 3D-Modelle, die für die Rückentwicklung älterer Teile verwendet werden können, sodass keine Ersatzteile gekauft werden müssen. Das 3D-Scannen ist in seiner Genauigkeit herkömmlichen Messtechniken wie Messschiebern und anderen Handwerkzeugen überlegen und kann eine willkommene Absicherung gegen den Verlust wesentlicher Teile sein.

Es gibt mehrere Arten von Scannern, darunter Lasertriangulation, projiziertes Licht, Flugzeitscanner, Großflächenscanner und Röntgen-Computertomographie (CT). Jeder verfügt über spezifische Fähigkeiten, die ihn für bestimmte Anwendungen besser geeignet machen. In manchen Situationen ist möglicherweise mehr als ein Scannertyp erforderlich, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Die Genauigkeit von 3D-Scannern wird durch ihre Vielseitigkeit erreicht – sie können enorme Mengen an räumlicher Geometrie von Objekten nahezu jeder Größe und Form erfassen – von der Außenseite eines Kampfflugzeugs bis hin zu extrem kleinen Teilen wie einem Glasfaserstecker.

Eines der vielseitigeren Geräte ist der HandHeld-Laserscanner von NVision, der im gesamten Fertigungsspektrum Anwendung findet. Es kann 60.000 separate räumliche Messungen pro Sekunde mit einer Genauigkeit von 25 Mikrometern erfassen – etwa einem Drittel der Dicke eines menschlichen Haares. (CT-Scanner und herkömmliche Touch-Probe-Koordinatenmessgeräte (KMGs) sind mit einer Genauigkeit von bis zu 2,54 Mikrometern sogar noch präziser.)

Während ein Ingenieur den HandHeld-Laserstrahl über die Oberfläche des Objekts führt, erstellt der Scanner unter Verwendung von XYZ-Koordinaten mit IJK-Vektoren eine dichte „Punktwolke“ mit Daten über die räumliche Position jedes Punktes auf der Oberfläche. Konstrukteure verwenden dann spezielle Software, um ein herstellerneutrales CAD-Modell mit Entwurfsabsicht zu erstellen, das in alle CAD-Pakete importiert werden kann, oder ein natives CAD-Modell mit vollständigem Funktionsbaum, sodass Hersteller das Teil selbst reproduzieren und/oder ändern können.

Die folgenden realen Fertigungsanwendungen veranschaulichen den Nutzen des 3D-Scannens bei der Bewältigung der Veralterung lebenswichtig benötigter Teile:

Ein nordamerikanischer Hersteller von industriellen und kommerziellen Wasseraufbereitungssystemen, die auf Durchflusskontrolle und -überwachung basieren, sah sich mit der kostspieligen Überarbeitung eines beliebten Systems konfrontiert, als der Hersteller des Steuerkastens des Systems die Produktion einstellte.

Da die aktuelle Box bei den Kunden gut ankam, entschied sich der Hersteller, sie zu reproduzieren. Da keine CAD-Designdatei für die Box vorhanden war, bat das Unternehmen NVision, eine vorhandene Einheit zu scannen. Wir stellten eine native CAD-Datei zur Verfügung, die das Unternehmen zur Reproduktion des Teils verwendete.

Ein Halbleiterhersteller stand vor einem Produktionsstillstand, da einige seiner Lieferanten keine Ersatzteile mehr für seine veralteten Produktionsanlagen liefern konnten. Nach der Rückentwicklung der Teile durch 3D-Scannen reproduziert der Hersteller nun regelmäßig die abgekündigten Teile und baut sie mit zunehmendem Alter neu ein.

Ein Erfrischungsgetränkehersteller wollte ein altes, aber unverzichtbares Werkzeug, das bei der Herstellung seines Flaggschiffgetränks verwendet wurde, neu gestalten. Für die Neukonstruktion war eine nicht vorhandene CAD-Datei erforderlich, daher bat das Unternehmen NVision, das Werkzeug zu scannen. Nachdem wir das Teil mit einem Handscanner gescannt hatten, verwendeten wir ein herkömmliches KMG mit Tastsystem, um die Daten weiter zu verfeinern und die Genauigkeit kritischer Merkmale wie Innendurchmesser, Außendurchmesser und sehr kleiner Details zu erhöhen. Wir waren in der Lage, dem Unternehmen schnell die genaue CAD-Datei bereitzustellen, die es für die Rückentwicklung, Herstellung und Neuinstallation des Werkzeugs benötigte, um die Produktion am Laufen zu halten.

Aufgrund seiner Fähigkeit, veraltete und veraltete Teile für das Reverse Engineering präzise zu digitalisieren, verdient das 3D-Scannen eine herausragende Rolle in den OM-Strategien der Hersteller. Der Vertrag mit einem Unternehmen, das über Erfahrung im Reverse Engineering zu nativem CAD verfügt, kann die Lebensdauer und Leistung brauchbarer Teile, die ansonsten als „veraltet“ eingestuft werden, erheblich verlängern und verbessern.

Verbinde dich mit uns