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Erstmusterprüfberichte

Erstellung eines Erstmusterprüfberichtes mit Computertomografen und GOM Inspect
Im folgenden wird die Erstmusterprüfung für ein Spritzgussteil dargestellt.
zu prüfendes Werkstück
CAD Modell vom Soll Zustand
Fertigungszeichnung vom Teil

Wahl des Messverfahrens

Zur dimensionellen Vermessung des Teiles stehen bei 3Dpadelt Berlin folgende Messverfahren zur Verfügung: Taktiles Messen, Vermessung mit optischer Messtechnik, Vermessung mittels Computertomografie. Bei dem vorliegenden Beispiel sind viele innere und verdeckte Maße für den EMPB zu prüfen. Es besteht aus einem homogenen Kunststoff und hat geringe Gesamtmaße. Alle relevanten geometrischen Merkmale zu diesem Teil können sehr gut mit dem Computertomografen erfasst werden. Das CT ist daher hier die erste Wahl für das Messverfahren.

Ausrichtung

Das Ergebnis der Computertomografie ist eine vollständige Oberflächenvermessung vom Teil. Es wird im STL Format bereit gestellt. Im ersten Schritt erfolgt die Ausrichtung des Teiles gegen das CAD Modell. Die Software GOM Inspect stellt dafür alle Standartfunktionen zur Verfügung. Das Soll Modell ist das CAD Modell, das Ist Modell ist der STL Datensatz.
Datenausrichtung
Abweichungsvergleich
Bei der Ausrichtung kann zwischen folgenden Arten gewählt werden:
  • lokales best fit oder komplettes best fit
    Hierbei erfolgt die Ausrichtung durch eine iterative Minimierung der Summe der quadrierten Abstände zwischen Soll- und Ist Geometrie. Als Berechnungsgrundlage kann der Gesamtdatensatz gewählt werden. Ebenso kann die Basis für das best fit ein Teilbereich der Geometrie sein, für den selektiv die Iteration ausgeführt wird.
  • Ausrichtung nach Form- und Lagemerkmalen
    Hierfür können Ebenen, Achsen, Punkte und Linien als Grundlage ausgewählt werden.
  • Spezielle Ausrichtungen wie: RPS - Ausrichtung, Ausrichtung nach konkret festgelegten Punkten usw.

Überblick über das Teil

Vor der Erstmusterprüfung erhalten wir einen Überblick über die Qualität des Teiles durch eine vollflächige farbcodierte Abweichungsdarstellung. Diese ist in jedem Fall Bestandteil unseres EMPB. Sie wird an den Auftraggeber zusammen mit einem 3D viewer übergeben.
farbcodierte 3D Abweichungsdarstellung auf CAD Daten
farbcodierte 3D Abweichungsdarstellung auf gescannten STL Daten
farbcodierte 3D Abweichungsdarstellung für einen Teilbereich
Anhand der farbcodierten Abweichungsdarstellung können Sie sich zu Ihrem Teil einen besseren globalen Überblick verschaffen, als nur mit numerischen Werten. Sie können lokale Abweichungen im Zusammenhang beurteilen und erhalten einen räumlichen Eindruck von dem Einfluß der Ausrichtung auf das Ergebnis. Die Darstellung kann als Abweichung auf dem CAD Modell oder als Abweichung auf den gescannten Daten erfolgen. Am CAD können Teilbereiche ausgewählt werden, für die exklusiv die Abweichung dargestellt wird. Mit Fähnchendarstellungen werden die Abweichungen an besonders interessierenden Punkten hervorgehoben.

Schnittvergleich

Ein Computertomogramm liefert vollständige Vermessungsdaten aller äußeren und inneren Flächenelemente von einem Teil. Damit ist die Auswertung aller äußeren und inneren Geometriemerkmale möglich. Eine Art der Auswertung ist der Schnitt.
Soll Ist Vergleich anhand eines definierten Schnittes

Schnittvergleiche können in GOM Inspect in jeder beliebig definierten Position und Richtung erstellt werden. Damit können nicht nur in Schnitten definierte Maße exakt dargestellt und abgegriffen werden. Es ist so auch möglich, den Geometrieverlauf in der Umgebung des definierten Maßes zu beurteilen. Damit ist der Aussagewert deutlich höher als bei einem einzeln angezogenen Zahlenwert.

Maßbestimmung

Nach einer Bauteilkonstruktion werden die Zeichnungsmaße aus einem CAD Modell heraus abgeleitet und anhand der technischen Erfordernisse toleranziert. Für eine kostengünstige Erstmusterprüfung können die so definierten Maße mit geeigneten Schnittstellen direkt in unsere Prüfsoftwares eingelesen werden. Das beschleunigt die Auswertung enorm. Sind solche Daten nicht vorhanden, müssen Maß für Maß bei der Erstellung des Erstmusterprüfberichtes neu angelegt werden. Das geschieht durch deren Definition auf dem Soll CAD Modell.
Die Maßkontrolle bei der Erstellung eines EMPB bedeutet die Prüfung der angegebenen Form und Lagetoleranzen (GD&T). In der Messsoftware können sämtliche genormten Form und Lagemerkmale bestimmt und gegen die vorgegebenen Toleranzen geprüft werden. Entsprechend der Prüfzeichnung ist dabei jedem Maß seine Nummer zugeordnet.
Ermittlung von Form und Lagemerkmalen bei der Erstellung eines Erstmusterprüfberichtes.

Ebenso wie Abstände werden auch Form und Lagemerkmale zunächst im CAD definiert. Dazu werden dann Ist Korrespondenzen ermittelt und die Einhaltung der Toleranzen geprüft. Hier ist das beispielhaft für die Merkmale Rundheit, Abstand und Konzentrizität dargestellt.
Mit GOM Inspect können sämtliche genormten Form und Lagetoleranzen geprüft werden.
Letzter Bestandteil der Erstmusterprüfung ist eine tabellarische Auflistung der Prüfergebnisse.
Tabellarische Darstellung der geprüften Form- und Lagetoleranzen im Erstmusterprüfbericht

Der Hauptzeitaufwand liegt dabei in der Anlage der Maße in der Software bei der Erstellung des EMPB zum ersten Prüfteil. Hier muss jedes Maß im CAD Modell definiert werden. Gleiches gilt für die Art der Zuordnung des korresponierenden Ist Maßes. Sind diese Daten erst einmal angelegt, ist die Prüfung von kleinen und großen Serien deutlich schneller möglich. Hier automatisiert die Software GOM Inspect viele Vorgänge bis hin zur Ausgabe des standartisierten Messprotokolls.
Bei 3Dpadelt wird abschließend jeder so erstellte Erstmusterprüfbericht auf Plausibilität geprüft.

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