Design X Archive - Seite 4 von 6

3D-Scans von Teilen mit Gebrauchsspuren

Januar 11, 2021Januar 11, 2021ThomasMihatsch

Häufig bekomme ich Anfragen Bauteile zu scannen, die starke Gebrauchsspuren aufweisen. Die Scandaten können dann nur als Anhaltspunkt für das Reverse-Engineering dienen. Wenn ich Glück habe gibt es von diesen Teil mehr als ein Exemplar. Das ist häufig bei den Turbinenschaufeln der Fall. Als Software für solche Aufgaben nutze ich das Design X für das Reverse Engineering und das Control X für die Qualitätssicherung.

Aber der Reihe nach!

Das Bauteil ist nur einmal vorhanden

Im ersten Schritt wird das Bauteil vor dem scannen genau – mit der Brille – untersucht. Sehr häufig gibt es Bereiche, die nicht so starke Gebrauchsspurenaufweisen. Diese werden dann beim Reverse-Engineering berücksichtig. Ist das nicht der Fall versuche ich vom Kunden weiter Informationen zu erhalten, wie das Gegenstück, das den Verschleiß erzeugt hat aussieht oder Aussehen soll. Meist gelingt es dann ein Design zu erstellen, das schon sehr nahe am Gewünschten Ergebnis liegt. Ist der Prozess mit dem das Teil hergestellt wird sehr teuer, erstelle ich einen 3D-Druck von dem Bauteil und er Kunde kann dann beurteilen, wie gut das Teil für sein Anwendung zu gebrauchen ist.

In diesem Fall ist klar zu erkennen, das die untere Fläche vorne am wenigsten verschlissen ist. Es ist auch sehr wahrscheinlich, dass das Bauteil symmetrisch ist. Bei Reverse Engineering wird bei der Erstellung des Profils nur der Bereich vorne links verwendet. In Abstimmung mit dem Kunden wird noch etwas Material zugegeben und schon ist das Teil fertig! Das Design X bietet auch die Möglichkeit sich an mehreren Stellen, einen Teil der Profillinie erzeugen zu lassen. So können auch sehr stark deformierte und beschädigte Flächenmodelliert werden.

Für meine Kunden stellt sich dann die Frage, wie nahe ist mein Design nun am Original. Für Transparenz sorgt, ein Falschfarbenplot im Control X, der die Abweichung zwischen den Scandaten und der 3D-Model aufzeigt. Damit ist dann in der Regel für den Kunden ersichtlich, wie und wo sich das neue Model vom 3D-Scan unterscheidet.

Zugegeben, das ist ein recht einfaches Bauteil weiter unten findet Ihr weitere Bauteile, die komplexer sind.

Bei der Förderschnecke ist die Auswertung mit dem 2D Schnitt sehr aussagekräftig.

3D-Scan eines Saugrohres

Oktober 23, 2020Oktober 23, 2020ThomasMihatsch

Bei diesem Auftrag sollten wir für eine Revision die Geometrie des Saugrohres eines Wasserkraftwerkes mit dem 3D-Scanner bestimmen. Vorab hat mir der Kunden Fotos geschickt, die es klar machten, dass ich neben dem 3D-Scanner noch weiteres Equipment benötigt werden.

Der Plan

Für den 3D-Scan setzen wir unseren HandyScan Black | Elite ein
Reinigen des Rohrs vor dem 3D-Scann
Trocknen des Rohrs mit einem Propangasbrenner
Anbringen der Targets für den 3D-Scanner
Mit dem Deckenkahn lasse ich mich in das Saugrohr ab
Der Industrieklettergurt sorgt für eine bequeme Sicherung
Eine Wathose aus dem Angelshop sorgt dafür, dass ich nicht nass werde
Damit ich mich besser bewegen kann, habe ich einen alten Besen in der Hand, den ich als Paddel und Stock verwenden kann.
In der anderen Hand habe ich meinen Scanner, mit einer Handschlaufe gesichert.

Kann das Funktionieren und wie lange hat diese Aktion gedauert?

Wie in den meisten Fällen hat die Vorbereitung die meiste Zeit in Anspruch genommen. Von der Reinigung des Rohres, über das abtrocknen, bis alle Targets auf dem Rohr geklebt waren sind ca. 3 Stunden vergangen.

Der 3D-Scann war in 30min erledigt.

Sicherheit

In einer solchen Situation benötigt man immer zwei Personen und das schon aus Sicherheitsgründen. Landet man aus nicht vorhergesehenen Gründen im Saugrohr kommt man aus eigener Kraft nicht mehr heraus. Weiterhin wird die zweite Person benötigt, die den Kran zu bedienen und ein Feedback gibt, was sich auf dem Laptop tut. Ich hatte erst überlegt das Handy und den Scanner mit nach untern zu nehme, habe mich dann aber für den Besen entschieden, da mir diese mehr Sicherheit vermittelte. Außerdem ist der Schaden geringen, wenn der Besen ins Wasser fällt.

Das Ergebnis des 3D-Scans

Nach dem 3D-Scan erzeugen wir aus diesen Daten drei Dateien, die an den Kunden übergeben werden. Diese nutzt der Kunde für die weiter Bearbeitung in seinen Systemen.

Die 3D-Scandaten

Diese Daten werden im STL Format ausgerichtet an den Kunden übergeben. Diese STL kann der Kunden entweder in sein CAD-System laden oder mit verschieden kostenfreien Viewern betrachten.

3D-CAD Daten

Aus den Scandaten erstellen wir ein 3D-Modell, dass der Kunden dann entweder in einem neutralen Format wie STEP, Parasolid, IGES oder ACIS bekommt. Alternativ können wir die CAD Daten auch nativ mit Feature Tree an den Kunden übergeben.

Qualitätssicherung

Damit es einfacher ist die Qualität der Daten zu beurteilen erhält der Kunde noch einen 3D-Qualitätsbericht an dem er erkennen kann an welchen Stellen die Scandaten von den modellierten CAD abweichen.

3D-Scan und Reverse Engineering eines 8,5MW Elektromotors

Oktober 6, 2020Oktober 6, 2020ThomasMihatsch

Ausgangslage

Die Firma Birr Machines AG, ansässig in Kleindöttingen AG, ist Dienstleistungsanbieter für elektrische Maschinen von 50kW bis 30 MW. Sie bedient unter anderem die weltweit installierte Basis der seit 55 Jahren gefertigten Maschinen von ABB und ehemals BBC.

Im vergangenen Jahr wurde Sie mit dem Nachbau eines 8,5 MW Einbaustators im Nuklearbereich beauftragt. Die Schwierigkeit lag darin, die Konstruktion des Stahlgerüstes trotz mangelnder Dokumentation passend zu nachzubauen.

Um dies effizient und mit der gewünschten Qualität zu erreichen, wurde SCAN IT 3D damit beauftragt die Ist-Situation aufzunehmen und als 3D-Model mit definierten Abmassen zu aufzuarbeiten.

Durchführung

Für den 3D-Scan wurde der MetraScan 750 | Elite von Creaform eingesetzt. Der Scanner ist ausgezeichnet geeignet große Objekte aus dem Maschinenbau schnell, mit großerer Genauigkeit und hoher Auflösung zu erfassen. Der Motor hat eine Abmessung von ca. 2x2x2,5 Metern. Mit dem Scanner wurden ca. 35 Quadratmeter erfasst. Einzelne Maße, an Stellen, die für den Scanner nicht zugänglich sind, haben wird mit der HandyProbe erfasst und gemeinsam mit den Scan-Daten abgelegt.

Die angeschraubten Wickelkopf Abdeckungen aus GFK konnten einzeln sauber im eingebauten Zustand erfasst werden.

Weiterverarbeitung

Für die Weiterverarbeitung beim Kunden wird das CAD Programm SOLIDWORKS eingesetzt. Damit lassen sich die 3D-Scandaten und das zu modellierende CAD Modell in überlagern und es bietet wenig Spielraum für Fehlinterpretationen. Die Daten aus dem Reverse Engineering können parametrisch, mit Feature Tree, und allen Maßen aus dem Design X an das SolidWorks übergeben werden. Diese Grundlage vereinfacht die Weiterverarbeitung stark.

Reverse Engineering

Für das Reverse Engineering des Stahlbau wurde das Software Paket Design X eingesetzt. Die Daten wurde als native SOLIDWORKS Modelle an die Birr Machines AG übergeben. Die Abdeckungen haben wir ebenfalls im Design X erstellt und nach dem auftragen der Wanddicke übergeben. Die Daten der Abdeckungen wurden direkt für die Produktion verwendet.

Konstruktion

Wir erstellen beim Reverse Engineering im Kundenauftrag ein Design, dass sich sehr eng an den Scandaten orientiert, das eine sehr gute Grundlage für die weitere Verarbeitung im CAD-System des Kunden. Der Kunde verfügt über ein weitaus tieferes Wissen über seine Produkte und wird unser Design in der Regel optimieren und an die etablierten Design Standards angepasst.

Aufwände | 1 Tag Scannen 2 Tage Reverse Engineering

Für das erstellen der 3D-Scans haben wir mit dem MetraScan 750 | Elite eine Tag benötigen. Das Reverse Engineering des Gehäuses und der Abdeckungen war nach 2 Tagen erledigt. …und dann kam wie immer noch etwas Abstimmung und Korrektur dazu.

Ein Projektzeitraum von 3-5 Tagen ist bei so einem Projekt als realistische anzusehen.

Kundennutzen

Es mussten keine Maße von Hand aufgenommen werden
Kein Anschaffen von geeigneten Messwerkzeugen notwendig
Alle Abmessung waren zeitnah maßstäblich im CAD System vorhanden
Mittels Falschfarben-Vergleich konnte immer das gescannte Model mit den CAD-Daten vergleichen werden

Mit unseren Scannern und dem Reverse-Engineering haben wir bereits viele Projekte erfolgreich unterstützt. Dabei konnten alte Anlagen oder Systeme schneller und kundenfreundlicher repariert werden.

Wenn Sie eine ähnlich gelagerte Aufgabenstellung haben, nehme Sie mit uns Kontakt auf.