Prozessoptimierung

Schlau im Werkzeugbau

In der Metallbranche beschleunigen optische 3D-Messsysteme den gesamten Lebenszyklus von Werkzeugen, von der Fertigung bis zur Wartung. Die ATOS Sensoren erfassen Werkzeuge, Bauteile oder beides. Daraus erstellt die Software ein Modell, den digitalen Zwilling, der Grundlage zahlreicher Anwendungen ist.

Herstellung

Aus einem Gussrohling soll ein Werkzeug gefräst werden. Das Messsystem digitalisiert zunächst den Rohling und gleicht ihn mit dem CAD-Modell ab. Die Übermaße können sodann einfach in die Fräsmaschine eingegeben werden. Das reduziert die Laufzeiten der CNC-Maschine um bis zu 50% und minimiert Werkzeugbruch.

Erprobung

Nach der Fertigung eines Werkzeugs muss überprüft werden, ob die Erprobungsbauteile der Konstruktion entsprechen. Dazu scannt der Messtechniker das Bauteil direkt im Presswerk ein. Anhand der flächenhaften Messdaten leitet die Software GOM Inspect Abweichungen zwischen dem so erstellten digitalen Zwilling und den CAD-Daten ab. Problemstellen werden sofort sichtbar, das Werkzeug kann entsprechend überarbeitet werden.

Archivierung

Um Bauteile mit korrekter Geometrie produzieren zu können, werden Werkzeuge in der Erprobungsphase häufig iterativ überarbeitet. Nach diesen manuellen Änderungen weicht das Werkzeug allerdings vom CAD-Modell ab. Für die Archivierung muss das CAD jedoch auf dem aktuellen Stand sein. Dazu wird das korrigierte Werkzeug vollflächig gescannt. Über eine Flächenrückführung lassen sich dann die CAD-Daten einfach aktualisieren.

Kopierfräsen

Bestimmte Werkzeugformen erlauben es, auch ohne Rückführung der Flächen ins CAD ein neues Werkzeug zu fräsen - direkt auf Basis von 3D-Messdaten. Dies kann beispielsweise bei einem Austausch gebrochener Werkzeuge weiterhelfen. Außerdem lassen sich auf Grundlage dieser Daten auch gespiegelte Werkzeuge unkompliziert fräsen.

Verschleißmessung

Werkzeugverschleiß führt zu Ausschuss in der Bauteilproduktion. Werden die Wirkflächen der Werkzeuge regelmäßig als Scan erfasst, lässt sich dem vorbeugen. Ein Vergleich dieser Messdaten mit dem CAD-Datensatz zeigt den aktuellen Stand des Verschleißes und hilft, die Intervalle für die Werkzeugwartung optimal zu planen. Auf diese Weise wird weniger Ausschuss produziert.

Instandsetzung

Irgendwann hat sich ein Werkzeug so stark abgenutzt, dass eine Instandsetzung notwendig wird. Der Vergleich des digitalen Zwillings mit den CAD-Daten zeigt kritische Verschleißstellen im Werkzeug. Dort kann punktgenau Material aufgeschweißt werden, um das Werkzeug präzise zu reparieren. Mögliche Übermaße nach dem Schweißen lassen sich mit einem erneuten Scan schnell identifizieren und einfach nachfräsen.