Optische Messtechnik: 3D-Scans von kleinsten Bauteilen und Freiformflächen

Die Atos 5-Produktfamilie von GOM bekommt ein neues Mitglied. Speziell für kleine Bauteile und komplexe Freiformflächen entwickelt, stellt GOM die Maschine für die optische Messtechnik vor.

Geeignet ist der Sensor beispielsweise für die Inspektion von Turbinenschaufeln in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Energieerzeugung. Der neue Atos 5 for Airfoil ergänzt die Atos 5-Familie in dem Messbereich für kleine Bauteile.

Allrounder und Spezialisten

Während der Atos 5 als Allrounder die unterschiedlichsten Messaufgaben in Messfeldern von 170 bis 1’000 mm Länge erfolgreich erfüllt, ist der Atos 5X durch sein starkes, gebündeltes Licht besonders gut für große Flächen und Bauteile geeignet. Er spielt seine Überlegenheit beispielsweise in der Automobilindustrie aus, wo sogar ganze Karosserien schnell digitalisiert werden. Die in Turbinen rotierenden Turbinenschaufeln sind, ebenso wie die luftleitenden starren Strukturen, enormen Kräften ausgesetzt und entsprechend anfällig für Verschleiß. Nur wenn sie strömungstechnisch optimal funktionieren, ist die Leistung des Flugzeugtriebwerks oder der erzielte Stromertrag stabil.

Optische Messtechnik muss geringe Fertigungstoleranzen überwachen

Um dies zu erreichen, müssen geringe Fertigungstoleranzen messtechnisch bei Produktion, Wartung und Reparatur überwacht und eingehalten werden. Hochpräzise bis ins kleinste Detail – und gewohnt schnell dabei Mit der Einführung einer 3D-Messmaschine speziell für kleine Bauteile mit einer Größe von 100 x 70 mm² bis 400 x 300 mm² schließt GOM die bisherige Lücke im unteren Messfeld. Gleichzeitig ist der Atos 5 for Airfoil besonders gut für die Inspektion von für die Luft- und Raumfahrtindustrie produzierten Turbinenkomponenten, wie Blades, Blisks und luftleitende Strukturen, geeignet. Deren komplex geformte Ränder und Flächen stellten bisher eine Herausforderung bei der 3D-Digitalisierung dar. Auch bei Wartung und Reparatur von Turbinenleitschaufeln zeigt der Atos 5 for Airfoil seine Stärke. Die Kosten für eine neue Schaufel, die aufgrund von Defekten ersetzt werden muss, liegen bei über 10’000 Euro. Können die Fehler am Bauteil durch digitale Flächenrückführung und Reverse Engineering beispielsweise im Metall-3D-Druck ausgebessert werden, sind beträchtliche Einsparungen möglich.

Neue Module für leichtere Analyse von Kantengeometrien

Mit der Einführung des Atos 5 for Airfoil bietet GOM auch das zugehörige Software-Update an. Die 2019er Versionen von Atos Professional und GOM Inspect Professional verfügen über neue Module, die unter anderem anspruchsvolle Kantengeometrien noch leichter analysieren. Allen Scannern der Serie gemein sind die hohe Digitalisierungsgeschwindigkeit und die hohe Präzision der gemessenen Daten. Ein Scan in einer Messposition benötigt nur 0,2 Sekunden, 120 Aufnahmen in der Sekunde können ausgelöst werden. Per Lichtwellenleiter gibt der Sensor die Daten weiter. Eine Turbinenschaufel ist so in 3 Minuten vollständig digitalisiert, eine gesamte Blisk in etwa einer Stunde. Die gewonnene Punktewolke kann in der GOM-Software sofort per Flächenvergleich mit dem CAD-Modell oder Daten aus vorherigen Messungen verglichen werden. In kürzester Zeit entsteht so ein leicht verständlicher Überblick über die Maßhaltigkeit des gerade produzierten, gewarteten oder reparierten Bauteils.

Optische Messtechnik auch für raue Einsatzorte geeignet

Dank ihres robusten Designs mit geschützten Optiken, gekapselter Elektronik und einem selbstüberwachenden Sensor sind die Messsysteme auch für raue Einsatzorte direkt in der Produktion geeignet. Premiere auf dem Atos Tech Day Erstmals der Öffentlichkeit präsentiert wurde der neue 3D-Scanner im Rahmen des „Atos Tech Day for Gas Turbines“ am 26. 9. 2019 in der Firmenzentrale in Braunschweig. Im Fokus des Technologietags stand der Einsatz der optischen Messtechnik in der Luft- und Raumfahrt. Zahlreiche Referenten berichteten in Vorträgen und so genannten Knowledge Tracks detailliert über die Potenziale, die optische Messtechnik bei der Qualitätssicherung für industrielle Gasturbinen (IGT) und Aerospace-Triebwerke bietet. Live-Demonstrationen zeigten konkret, wie schnell und präzise die ATOS Scanner auch in automatisierten Anwendungen arbeiten.

Wie sich optische Messtechnik in der Luft- und Raumfahrt einsetzen lässt

Rund 100 Teilnehmer aus ganz Europa informierten sich bei der Veranstaltung in Braunschweig, zwei weitere Technologietage fanden in den USA und China statt. Das ATOS Triple Scan Prinzip Die Sensoren der ATOS Produktfamilie arbeiten nach dem Triple Scan Prinzip. Sie projizieren präzise Streifenmuster auf die Objektoberfläche, die zwei Kameras nach dem Stereokameraprinzip erfassen. Da die Strahlengänge beider Kameras und des Projektors durch die Kalibrierung vorab bekannt sind, lassen sich 3D-Koordinatenpunkte aus den drei unterschiedlichen Strahlenschnitten berechnen. Das Resultat ist, auch bei reflektierenden Oberflächen und komplex geformten Objekten mit komplizierten Hinterschneidungen, ein Netz aus vollständigen Messdaten ohne Löcher oder fehlerhafte Punkte. Die Sensoren arbeiten mit schmalbandigem blauen Licht, sodass störendes Umgebungslicht bei der Bildaufnahme ausgefiltert werden kann.

Weitere Informationen: https://www.gom.com/

Erfahren Sie hier mehr die genaue und schnelle 3D-Vermessung bei kurzer Reichweite.

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