Ausrichten

Ausrichten von 3D-Scandaten im SOLIDWORKS

Für die weitere Verarbeitung der Scandaten in einem CAD-System ist es notwendig diese in einem sinnvollen Koordinatensystem auszurichten. Bei den Creaform Scannern könnt ihr diesen Schritt sehr einfach direkt in der Software VXElements, die mit dem Scanner mitgeliefert wird, erledigen. Will man die Scandaten nur für die Systemintegration nutzen kann man diese dann in ein CAD-System laden und weiter Komponenten hinzufügen. Wer die seine Scandaten im SOLIDWORKS ausrichten muß, findet hier eine Anleitung.

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

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

8,5MW Motor

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

Creaform MetraScan 750 | Elite

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

Schnitt im Design X Scan und Model

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

Abweichungen 3D-Scan zu 3D-Model

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.

Prozessoptimierung 3D-Metalldruck

Prozessoptimierung 3D-Metalldruck

Wenn Ihr eine 3D-Metaldrucker einsetzen wollt, der eine sehr gute Qualität liefert, müsst Ihr eine große anzahl von Parameter im Auge behalten. Das ins z.B. das Material, die Energie, der Weg, die Temperatur, die Layerdicke, etc.. Dem aber noch nicht genug, auch die Geometrie hat eine massiven Einfluss auf das Ergebnis. Damit Ihr das nicht alles selber aus der Erfahrung entscheiden müsst, wird man eine Simulations-Software einsetzen. Aber auch die Ergebnisse der Simulation müssen validiert werden.

Bauplatte

Es gibt eine Reihe von Test- Artefakten, die Ihr zum justieren der Simulation drucken könnt. Aus den Abweichungen zwischen dem Soll und dem Ist ermittelt Ihr die Abweichungen. Das macht Ihr so lange, bis ihr nahe am Optimum seid. Weit weg vom Optimum ist auf dem Bild rechts der erste Balken, der hat sich bei Drucken von der Platte gelöst.

Auswertung 3D-Scan

Die Auswertung mit mit dem 3D-Scan zeigt euch anhand der Falschfarbenbilder wo Ihr große Abweichungen habt. Ich setze dazu das Control X von 3D Systems ein. Zugeben, neben dem 3D-Scannen können diese Abweichungen auch mit einer taktilen Messmaschine bestimmt werden. Meiner Erfahrung nach hat das 3D-Scannen eine Reihe von Vorteilen.

  1. Der Falschfarbenplot zeigt euch die Stellen, an denen Ihr die größten Abweichungen habt.
  2. Nach dem Ihr das Teil mit dem Scanner erfasst habt könnt Ihr beliebig die Ausrichtung verändern, um ein Feature auszuwerten und dabei nur die Formabweichung bewerten. Den Lagefehler kompensiert Ihr dabei durch die neue Ausrichtung.
  3. Entdeckt Ihr bereicht die Ihr weiter untersuchen wollt könnt Ihr das auf Basis der vorhandenen Scandaten erledigen ohne das Teil nochmal an die Messmaschine zu bringen.
  4. Die 3D-Scandaten könnt ihr Platzsparend auf der Festplatte archivieren.
  5. Die 3D-Scandaten könnt einfach verschicken und euch einen Rat vom Hersteller oder einem Partner einholen.
  6. Druckt Ihr das selbe Teil zweimal, könnt Ihr auch eine Auswertung zwischen den beiden IST Daten vornehmen

Neben den Auswertungen, für die Optimierung des Druckprozesses könnt Ihr den 3D-Scanner natürlich auf für die Qualitätssicherung von Bauteilen, die im Auftrag drucken sollt einsetzen. … und nicht zu vergessen könnt Ihr den Scanner für das Reverse Engineering einsetzen.