Industrien

ATOS wird in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und der Konsumgüterindustrie sowie deren Zulieferern eingesetzt. Zu den Anwendern gehören auch Forschungseinrichtungen und Universitäten.


Gießen und Schmieden

In Gießerei- und Schmiedeprozessen beschleunigen die ATOS 3D-Scanner sämtliche Bereiche in Sand-, Druck- und Feingussverfahren: vom Modell- und Werkzeugbau über die Formerei und Kernmacherei bis hin zum Erstmusterprüfbericht und der Optimierung der CNC-Bearbeitung.

Besonders bei Produktionsanlauf kommt ATOS Core zur Erstbemusterung von Guss- und Schmiedeteilen zum Einsatz. So können Schwundmaß, Verzug und Aufmaß genau kontrolliert werden. Auch eine Bestimmung der Wandstärke anhand der Messdaten ist möglich. Durch die Echtzeitmessung von Bauteilbewegungen – dem so genannten Tracking – ist außerdem das gezielte Ausrichten von Bauteilen auf CNC-Bearbeitungsmaschinen oder -Paletten mit Aufmaßkontrolle möglich. Für Serienmessungen und Trendanalysen können sowohl die Messung als auch die gesamte Auswertung automatisiert werden.

Mit ATOS entfällt außerdem das herkömmliche Anreißen von Gussrohlingen, denn durch die so genannte Rückprojektion können Merkmale wie Höhenlinien und Körnerpunkte vom 3D-Scanner aus der Software direkt auf das Bauteil projiziert werden.

Mit den ATOS 3D-Scannern können nicht nur Guss- und Schmiedeteile, sondern auch Modelle, Werkzeuge, Kokillen, Sandkerne und Sandformen vollständig und berührungslos vermessen werden.

Dabei wird ATOS bei Werkzeugen, Kernen und Formen zur Überprüfung der NC-Bearbeitung eingesetzt. Der 3D-Scanner liefert außerdem Daten für eine virtuelle Zusammenbauanalyse sowie eine Kontrolle der Passung von Formhälften, Kernspiel und Schiebern.


Spritzguss

In Spritzgießerei-, Schaumguss- und Spritzblas-Prozessketten beschleunigen die ATOS 3D-Scanner fast alle Bereiche vom Werkzeugbau über den Erstmusterprüfbericht bis hin zu Zusammenbauanalysen.

Vor allem während der Werkzeugabnahme wird ATOS Core zur Erstbemusterung der gefertigten Teile eingesetzt. Die flächenhaften Messergebnisse ermöglichen eine umfassende Form- und Maßkontrolle.

So werden etwa Verzug und Schwindung schnell analysiert. Für Serienmessungen und Trendanalysen können sowohl die Messung als auch die gesamte Auswertung automatisiert werden. Im Zusammenbau von Kunststoffteilen dienen die ATOS-Daten zur Prüfung von Bündigkeit und Fugen. Auch eine virtuelle Zusammenbauanalyse von Kunststoffteilen ist möglich.

Mit den ATOS 3D-Scannern lassen sich nicht nur Kunststoffteile, sondern auch Prototypen, Elektroden und Werkzeuge vollständig und berührungslos vermessen.

Bereits im Werkzeugbau kommt ATOS bei der Inspektion von Elektroden und bei der Überprüfung von Fräsergebnissen zum Einsatz. Auch die Passung von Formhälften, Kernen und Einschüben kann mit dem 3D-Scanner kontrolliert werden. Damit lassen sich zum Beispiel Mehrfachkavitäten optimieren. Zudem bietet der ATOS 3D-Scanner die erforderliche Datenbasis zur Flächenrückführung, um CAD-Daten zu erstellen, etwa nach Reparaturarbeiten oder zur Archivierung.


Turbinenschaufeln

Mit ATOS gelangen Hersteller und Zulieferer von Turbinenschaufeln schneller zu serienreifen Bauteilen und verfügen auch während der Produktion über umfassende Kontrollfunktionen.

Die ATOS 3D-Scanner kommen bereits im Werkzeugbau zum Einsatz, zum Beispiel zur Überprüfung von Fräs- und Erodierprozessen an Spritzguss- und Gussformen. Das System liefert außerdem Daten für eine virtuelle Wandstärkenanalyse sowie eine Kontrolle der Passung von Formhälften und Schiebern. Im Zuge der Abnahme von Wachsformen erfolgt mit ATOS die Inspektion der Wachsmodelle (Schwindung, Rippen und Blasen), um die Formen gezielt ändern zu können.

Die Vermessung von Turbinenschaufeln mit Vorder- und Hinterkante, Schaufelkopf und -fuß ist mit ATOS Core problemlos möglich. Anhand der Daten können Aussagen zur Teileschrumpfung, zum Verdrehen und Verbiegen der Schaufel sowie zur Abnutzung der Formen und Werkzeuge getroffen werden. Somit werden schon leichte Prozessabweichungen frühzeitig erkannt.

Eingesetzt wird ATOS Core außerdem zur Form- und Maßkontrolle von Keramikkernen, etwa für die Analyse neuer Kerne oder die Erstbemusterung. Über einen virtuellen Zusammenbau können dabei Kühlkanäle überprüft werden. Für die produktionsbegleitende Qualitätskontrolle können Messung und Auswertung automatisiert werden.

Im gesamten Produktzyklus sind insbesondere die Wartung und Instandhaltung von Turbinen enorme Kostenfaktoren. Neben der Abnutzungsanalyse unterstützt ATOS die Vorbereitung und Kontrolle von Reparaturaufgaben, etwa durch die Erfassung schadhafter Stellen, die Kontrolle ausreichenden Materialauftrags sowie die Inspektion der Nachbearbeitung.

Bei der Modernisierung und Nachrüstung von Turbinen liefert ATOS präzise Messdaten der zu ersetzenden Komponenten, beispielsweise von Turbinenschaufeln. Die 3D-Daten bilden die Basis für eine Flächenrückführung ins CAD. Anhand der CAD-Modelle können dann zu ersetzende Komponenten präzise und schnell gefertigt werden.


Werkzeug- und Formenbau

Trotz aller Erfahrung, Vorausberechnungen und Simulationen erfüllen Bauteile nach der ersten Abmusterung selten die Zeichnungsanforderungen, denn die Prozessparameter und Abweichungseinflüsse sind zu komplex. Mehrere Iterationen bis zur Werkzeugfreigabe sind in der Regel erforderlich.

Dieser zeit- und kostenintensive Prozess bis zur Werkzeugfreigabe lässt sich durch den Einsatz der ATOS 3D-Scanner deutlich verkürzen. Die Systeme verbinden Messtechnik und Werkzeugbau.

Aufgrund der flächenhaften Messdaten und der übersichtlichen Darstellung der Ergebnisse als Farbabweichung im Soll-/Ist-Vergleich zum CAD lassen sich Änderungen der Maschinenparameter (etwa Druck, Temperatur, Schmierung, Niederhalterkräfte, etc.) unmittelbar beurteilen.

Besonders übersichtlich werden Verzug, Schwindung und Einfallstellen an Spritzguss- oder Gussteilen sowie Rückfederung, Beschnitt und Aufsprung an Blechteilen sichtbar gemacht.

Die dichte Datenmenge ermöglicht zudem die flexible Anwendung verschiedener Ausrichtungsmethoden zum CAD-Koordinatensystem (3-2-1, RPS oder Best-Fit). Das ist besonders wichtig, wenn das Bauteil trotz geänderter Maschinenparameter nicht in der gewünschten Qualität gefertigt werden kann. Der Werkzeugmacher benötigt schnell aussagekräftige Messdaten für die Werkzeugkorrektur. Die Treffsicherheit der Korrektur hängt entscheidend davon ab, dass eine Ausrichtung der Messdaten zum CAD-Datensatz gefunden wird, die nur eine möglichst geringe Änderung des Werkzeugs erfordert.

Firmen wie Lego, Samsung oder Jabil Greenpoint können so die Anlaufzeiten bei Produkteinführungen um mehr als die Hälfte verkürzen.

ATOS Messsysteme werden auch bei der Einarbeitung und Archivierung von Werkzeugänderungen eingesetzt (Morphing oder Flächenrückführung), sowie bei der Duplizierung abgenommener Werkzeuge (Kopierfräsen).

In der laufenden Produktion ermitteln sie den Verschleiß an Werkzeugen und unterstützen die Wartung und Instandhaltung durch Detektion und Lokalisierung von Abnutzungen. Dabei wird Auftragsmenge und Positionierung des Reparaturmaterials (z.B. von Aufschweißungen) ebenso mit ATOS Systemen überprüft, wie die finale Nachbearbeitung der Reparaturmaßnahmen.


Design

Während des Entwicklungsprozesses eines Produktes gilt es, die Vision von perfektem Design mit ökonomischen und funktionellen Ansprüchen in Einklang zu bringen.
Bei vielen Produkten werden im Laufe dieses Prozesses Designmodelle für Anschauungszwecke und Funktionsanalysen gefertigt und manchmal mehrmals modifiziert. Diese Modelle und Änderungen müssen anschließend schnell wieder in digitale Daten für CAD/CAM/CAE-Software überführt werden.

Der ATOS 3D-Scanner eignet sich dabei hervorragend für das schnelle und präzise Scannen von Modellgeometrien. Das Scannen der Außenkonturen und des Innenraums eines Personenfahrzeuges können dabei beispielsweise innerhalb weniger Stunden erfolgen.

ATOS 3D-Messdaten sind die perfekte Datenbasis für Reverse Engineering, besonders auch für die Flächenrückführung im Class-A Bereich.

Dabei wird die Kontrolle von Oberflächen und Konturlinien, die ein Markenzeichen eines Herstellers sind, immer wichtiger.

Die ATOS Systeme bieten in Verbindung mit der GOM Inspect Professional Software geeignete Werkzeuge, um diese im Design-Bereich wichtigen Konturlinien auf Ihre exakte Ausführung hin prüfen zu können.

Ebenso ist die Analyse von Spaltmaßen und Fugen ein wichtiges Qualitätsmerkmal, welches mit optische Messtechnik geprüft und optimiert wird, sei es bei der Entwicklung von Konsumgütern wie Elektronikgeräten oder von Karosserieteilen und Interieur-Ausstattung von Fahrzeugen.

ATOS 3D-Messdaten bilden aber auch die Grundlage für weiterführende Untersuchungen. So dienen gemessene Bauteilgeometrien als verlässliche Eingangsparameter für Simulationen und optimieren CFD-Berechnungen im Bereich der numerischen Strömungsmechanik.

Der Einsatz der ATOS 3D-Scanner unterstützt die Verkürzung von Gestaltungs- und Modellierphasen. Die Messdaten ermöglichen zudem eine Inspektion der Geometrien von Funktionsmodellen und optimieren in Simulationsuntersuchungen die Bauteilsicherheit.


Blech

In der Blechumformung haben sich die ATOS 3D-Scanner für die Inspektion von Blechen und die Bewertung von Rohkarosserien etabliert.

Auch im Werkzeugbau kommt ATOS zum Einsatz. Bei größeren Umformwerkzeugen, die aus Rohlingen gefertigt werden, bietet die 3D-Digitalisierung mit ATOS große zeitliche Vorteile bei der CNC-Fräsbearbeitung. Auf Basis der Scan-Daten (STL-Netze) kann direkt auf der realen Rohteilgeometrie gefräst werden. Der Vorteil dabei liegt in der Einsparung von Maschinenlaufzeiten, da zum Beispiel das „Luftfräsen” vermieden wird.

Im Zuge der Werkzeugabnahme können die gefertigten Blechteile mit ATOS Core sofort auf Form- und Maßhaltigkeit geprüft werden. Insbesondere können Rückfederung, Beschnitt und Auffederung, aber auch Lochmuster und Materialstärke analysiert werden. Dabei lässt sich die Rückfederung im CAD kompensieren. Damit helfen die 3D-Messdaten bei der Reduzierung von Iterationsschleifen in der Werkzeugentwicklung. Auch bei der Erstbemusterung und der Qualitätskontrolle kommt ATOS zum Einsatz: Dabei können Lochformen, Beschnitt und Auffederung, Tornadolinien, Spaltmaß und Versatz sowie anderen typischen Charakteristika bei der Blechumformung überprüft werden.

Für die serienbegleitende Qualitätskontrolle von Blechteilen und Zusammenbauten können Messung und Auswertung automatisiert werden.

Manuelle Änderungen am Werkzeug können ebenfalls mit ATOS erfasst werden. Über eine Flächenrückführung wird so der CAD-Bestand aktuell gehalten, so dass das CAD auch dem tatsächlichen Werkzeug entspricht. Auch das direkte Kopierfräsen eines Werkzeugs auf Basis der ATOS-Daten ist möglich.