3D-Formerfassung in der Gießerei

25.06.2015 - von Dr. Franz Eder

Für die manuelle oder automatisierte berührungslose, optische 3D-Formerfassung gibt es in Gießereien viele Anwendungsgebiete. Hierdurch können Zeit und Kosten gespart und neue Lösungen überhaupt erst möglich gemacht werden. Rohgussteile haben oft sehr komplexe Geometrien und sind auf Messmaschinen taktil nur punktuell zu vermessen. Optisch können die Teile ringsherum vollständig flächig erfasst und sehr umfangreich und anschaulich analysiert werden, insbesondere für Erstmusterberichte. Die Scandaten von Modell-Ober- und Unterplatten lassen sich zusammensetzen und daraus ein Positiv erzeugen. So ist das Teil schon vor dem Guss „verfügbar“ und kann analysiert oder in ein CAD-Modell rückgeführt werden. Genau so lassen sich Sandkerne auch direkt im 3D-Druck erstellen. Auch für Fließsimulationen inklusiv der Angusskanäle sind die Scandaten vorteilhaft einsetzbar.

Die Formen in der Kernmacherei unterliegen durch den abrasiven Sand einem hohen Verschleiß. Deshalb ist eine kontinuierliche Überwachung der Maßhaltigkeit und Vollständigkeit notwendig. Dies geschieht am besten durch das 3D-Scannen und Soll-/Ist-Vergleich zu den CAD-Daten. Kernkästen haben oft viele „kunstvoll ineinander geschachtelte“ Kerne. Die Überprüfung der Abstände zwischen den Kernen ist für die richtigen Wandstärken des Gussteiles sehr wichtig. Mit unseren Scansystemen kann die Position der einzelnen Kerne im Zusammenbau über Messmar-ken eingemessen oder gescannt werden. Die einzelnen Kerne werden dann außerhalb des Kernkastens so fixiert, dass eine Formerfassung ringsherum möglich ist. Mittels Ausrichtfunktionen werden die Kerne dann lagerichtig über die taktilen Punkte oder BestFit zusammengesetzt. Es entsteht ein Modell des Kernkastens mit allen Kernen im Zusammenbau. Nun kann über Schnitte die Kernlage überprüft und Maße abgegriffen werden.

Gießereien haben oft ganze Hallen voll Jahrzehnte alten Modellen und Modellplatten. Diese werden aufgehoben, für den Fall, dass ein Teil wieder mal gegossen werden soll. Die immensen Lagerkosten lassen sich komplett sparen, wenn die Modelle digitalisiert und nun elektronisch archiviert werden. Bei Bedarf wird das Modell direkt gefräst, auch konstruktive Änderungen lassen sich leicht durch-führen. So lassen sich auch alte Formen – von denen nie eine 3D-Konstruktion vorlag - jederzeit aktualisieren und optimieren. Natürlich können die Scandaten auch für generative Fertigungsverfahren(3D-Druck von Sand-kernen, Wachsmodellen) verwendet werden.

Wenn es schnell gehen muss oder bei Kleinserien, können die Gussteile auch direkt im Rapid Prototyping-Verfahren (z.B. Lasersintern von Metallpulver) gefertigt werden. Production on demand ermöglicht schnelle Verfügbarkeit ohne Lagerhaltung. Insbesondere Prototypen, Ersatzteile und Kleinserien sind für dieses Verfahren sehr gut geeignet und oft kosten-günstiger als mit herkömmlichen Fertigungsmethoden herzustellen.

Die Prozesskette hierfür ist hinreichend erprobt und verfügbar. Am Anfang steht das Datenmodell. Bei Neuteilen wird es meistens ein CAD-Modell sein, bei Ersatzteilen oft ein 3D-Scan oder CT, die das reale Bauteil „in den Computer holen“. Die Aufbereitung der Daten für ein Rapid Prototyping-Verfahren erfolgt meist in der herstellereigenen SW, es gibt aber auch herstellerneutrale SW, wie z.B. Materialise, die fast alle additiven Fertigungsverfahren unterstützen.

Die Produktanforderungen, Material und Kosten bestimmen, welches der vielen unterschiedlichen generativen Fertigungsverfahren zum Einsatz kommt.

Die Firma Descam 3D Technologies GmbH ist bereits seit 1997 auf 3D Formerfassung spezialisiert. Für die automatisierte optische 3D-Vermessung in der Gießerei haben wir einen mobilen Messroboter entwickelt, der aufgrund seiner Leichtbauweise direkt am Ort des Geschehens eingesetzt werden kann und keine Sicherheitsumhausung benötigt. Durch verkürzte Prüfintervalle wird die statistische Prozesskontrolle nachhaltig verbessert und weniger fehlerhafte Teile gelangen in den Folgeprozess. Die Formtreue der Bauteile ist jederzeit ermittelbar und Veränderungen sind voll dokumentiert.

Durch unsere 20 jährige Erfahrung in der 3D-Scandienstleistung haben wir ein breites Wissen aufgebaut, mit dem wir auch Ihre Messaufgabe lösen können. Überzeugen Sie sich selbst und  .

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