Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Mobile 3D-Scansysteme ermöglichen die Vermessung und Digitalisierung von Bauteilen direkt in der Produktionsanlage. Im Bild wird ein handgeführter 3D-Scanner zur berührungslosen Erfassung der Bauteilgeometrie eingesetzt.
3D-Scan und Vermessung von Bauteilen, Vorrichtungen, Roboterkinematiken und Anlagen
Das Fraunhofer IWU bietet 3D-Scanning und 3D-Vermessung für Bauteile, Vorrichtungen, Roboterkinematiken und Anlagen an. Je nach Anwendungsfall werden die Objekte berührungslos mit 3D-Scannern, Handscannern, optischen Tastsystemen oder Positionstrackern erfasst. Die Ergebnisse können als Punktwolke oder Mesh bereitgestellt und bei Bedarf hinsichtlich Form- und Maßhaltigkeit ausgewertet werden.
Welche Vorteile bietet die 3D-Vermessung?
Moderne 3D-Scanverfahren ermöglichen die berührungslose und hochauflösende Erfassung und Vermessung realer Objekte. Sie eignen sich insbesondere für die Erfassung komplexer Geometrien und größerer Objekte und bieten gegenüber manuellen oder taktilen Messverfahren Vorteile hinsichtlich verkürzter Messdauern, Vollständigkeit bei der Digitalisierung und einfachen Handhabbarkeit bei der Aufnahme. Die gewonnenen 3D-Daten können unter anderem für die Qualitätsbewertung von Bauteilen, die Analyse von Fertigungsabweichungen, die Kalibrierung technischer Systeme und das Reverse Engineering genutzt werden.
Typische Ziele der 3D-Vermessung sind:
- Bewertung der Bauteilqualität
- Prüfung von Form- und Maßhaltigkeit
- Digitalisierung von Bauteilen und Anlagenteilen
- Datengrundlage für ein Reverse Engineering
- Erfassung von Vorrichtungen
- Vermessung von Roboterkinematiken
- Unterstützung bei der Verbesserung von Positionier- und Fertigungsgenauigkeiten
Welche Objekte können mit 3D-Scanverfahren vermessen werden?
Unser Leistungsspektrum umfasst unter anderem:
| Anwendungsobjekt | Mögliche Anwendung |
|---|---|
| Bauteile | 3D-Digitalisierung und Qualitätsbewertung |
| Vorrichtungen und Roboterkinematiken | Geometrische Vermessung sowie Erfassung und Vermessung von Bewegungs- und Positionierzuständen |
| Anlagenteile | Digitalisierung und Reverse Engineering |
| Komplexe technische Geometrien | Berührungslose 3D-Erfassung |
Welche Sensorik verwendet das Fraunhofer IWU?
Das Fraunhofer IWU verfügt für die 3D-Erfassung und Vermessung über verschiedene Sensor- und Anlagentechnik:
- 3D-Scanner
- mobile Handscanner
- optische Tastsysteme
- Positionstracker
- roboterbasierte 3D-Scanner für automatisierte Bauteilscans
Die Sensorik kann abhängig von der Aufgabenstellung kombiniert und für unterschiedliche Messaufgaben eingesetzt werden.
Welche Ergebnisse liefert ein 3D-Scan?
Auf Basis des erzeugten Flächenmodells können Bauteile vollständig rekonstruiert und geometrische Kenngrößen bestimmt werden. Das Beispiel zeigt die Digitalisierung einer Turbinenschaufel.
Die beim 3D-Scan erfassten Messdaten werden als digitale 3D-Daten bereitgestellt. Das Fraunhofer IWU liefert die Ergebnisse insbesondere in folgenden Formaten:
- Punktwolke (gängig sind .ply-, .pcd-, .xyz-Dateien)
- Flächenmodell als Mesh (gängig sind .stl-, .obj-Dateien)
Bei Bedarf kann die Leistung um Auswertungen zur Form- und Maßhaltigkeit ergänzt werden. Der Kunde erhält die erzeugten 3D-Daten zusammen mit einem Kurzbericht zur weiteren Nutzung.
Eignet sich die 3D-Vermessung für Reverse Engineering?
Ja. Bei der 3D-Vermessung werden reale Bauteile und Anlagenteile mittels 3D-Scan digital erfasst. Die daraus erzeugten 3D-Daten können für Reverse Engineering und die Rekonstruktion bestehender Komponenten verwendet werden.
Wo findet die 3D-Vermessung statt?
Die Durchführung erfolgt je nach Anwendungsfall am Fraunhofer IWU oder direkt beim Kunden vor Ort. Die benötigte Sensor- und Messtechnik wird durch das Fraunhofer IWU bereitgestellt und kann häufig ohne Steuerungsintegration an vorhandenen Produktionssystemen eingesetzt werden.
Wie läuft ein 3D-Scan-Kurzprojekt ab?
Die 3D-Scan- und Vermessungsleistung wird in ein- oder mehrtägigen Kurzprojekten durchgeführt.
1. Anwendungsfall definieren
Messaufgabe, zu erfassende Objekte und gewünschte Auswertungen werden gemeinsam festgelegt.
2. Geeignete Scan- und Messtechnik auswählen
Abhängig von Objekt und Aufgabenstellung kommen 3D-Scanner, Handscanner, optische Tastsysteme, Positionstracker oder roboterbasierte Scanverfahren zum Einsatz.
3. 3D-Erfassung durchführen
Die Objekte werden am Fraunhofer IWU oder direkt beim Kunden vor Ort digital erfasst.
4. 3D-Daten erzeugen und auswerten
Die Messdaten werden als Punktwolke oder Flächenmodell (Mesh) bereitgestellt. Bei Bedarf erfolgt zusätzlich eine Auswertung der Form- und Maßhaltigkeit.
5. Ergebnisse übergeben
Der Kunde erhält die erzeugten 3D-Daten sowie einen Kurzbericht zur weiteren Nutzung.
Für welche Unternehmen ist die Leistung geeignet?
Das Angebot richtet sich an Unternehmen des produzierenden Gewerbes, die:
- Bauteile vermessen möchten,
- Qualitätsabweichungen analysieren müssen,
- CAD-Daten aus bestehenden Komponenten erzeugen wollen,
- Produktionssysteme optimieren möchten oder
- digitale Zwillinge von Produkten und Anlagen aufbauen wollen.
Besonders relevant ist die Leistung für Unternehmen aus Maschinenbau, Anlagenbau, Automatisierungstechnik, Robotik, Werkzeugbau und Automobilzulieferindustrie.