Einsatzbeispiele aus der Industrie

Hirschmann Automotive misst schneller mit VGSTUDIO MAX

Mit VGSTUDIO MAX können Sie in 2D und 3D Messungen direkt auf den Voxeldaten durchführen. Alles was Sie dazu benötigen, ist das Modul Koordinatenmesstechnik. Die Möglichkeiten gehen weit über das hinaus, was mit traditionellen zerstörenden oder zerstörungsfreien Prüfverfahren möglich ist.

Hirschmann Automotive hat seine Kosten um 50% gesenkt, nachdem die industrielle CT als Prüfmethode in der Messtechnik eingeführt wurde. Der österreichische Automobilzulieferer hatte zuvor optische und taktile Prüfverfahren zum Messen seiner Bauteile verwendet. Konventionelle Methoden waren aufwändig, haben das Teil zerstört und nur einen Bruchteil der Maße offenbart. Die industrielle CT liefert theoretisch alle Maße eines Bauteils und das bei geringeren Kosten. 

Mit CT und VGSTUDIO MAX konnte Hirschmann auch den Zeitbedarf bis zur Erstabnahme deutlich reduzieren, was zu viel kürzeren Markteinführungszeiten führt: Mit traditionellen Prüfverfahren würde die Prüfung 450 Mannstunden bis zur Erstabnahme dauern. Seit Hirschmann CT und die Makro- und Batch-Funktionen von VGSTUDIO MAX nutzt, dauert der Prozess nur noch 100 Mannstunden. Bis zur finalen Endabnahme vergehen weitere 80 Mannstunden.

Mit industrieller CT die Prüfzeit um 84% senken

Mit VGSTUDIO MAX können Sie in 2D und 3D Messungen direkt auf den Voxeldaten durchführen. Alles was Sie dazu benötigen, ist das Modul Koordinatenmesstechnik. Die Möglichkeiten gehen weit über das hinaus, was mit traditionellen zerstörenden oder zerstörungsfreien Prüfverfahren möglich ist.

Der Automobilzulieferer Delphi ersetzte die Prüfung seiner Plastikstecker auf Basis von Schliffbildern durch Messtechnik basierend auf der industriellen CT – und reduzierte die für die Erstmusterberichterstellung notwendige Zeit von 75 auf 12 Mannstunden. Gleichzeitig stieg die Messgenauigkeit. Mehrere hundert Einzelmerkmale gilt es bei dem Stecker zu prüfen. Ein Grund für die deutlich schnellere Erstbemusterung: der Einsatz von Messtemplates in VGSTUDIO MAX. Makros und Batchverarbeitung in VGSTUDIO MAX versprechen eine weitere Zeitersparnis von 50%.

Wie ein kompletter V6-Motor virtuell in mehr als 150 Komponenten zerlegt wurde

Mit Software von Volume Graphics ist es einfach, Ergebnisse in beeindruckenden 3D-Animationen zu zeigen.* Mächtige und doch einfach zu bedienende Segmentierungswerkzeuge in VGSTUDIO MAX helfen Ihnen dabei, einen Datensatz in verschiedene Bauteile, Materialien usw. zu zerlegen. Und mit den Clipping-Funktionen schneiden Sie visualisierte Objekte für einen Blick ins Innere auf. Das alles funktioniert komplett zerstörungsfrei.

Der 3,6-Liter-V6-Motor im Beispiel wurde von YXLON in einem Linearbeschleuniger als Ganzes gescannt. Nach der Rekonstruktion der Projektionsbilder mit dem Modul CT-Rekonstruktion für VGSTUDIO MAX wurde der Datensatz in mehr als 150 Komponenten zerlegt. Als Basis für die Segmentierung dienten die verschiedenen Grauwerte der einzelnen Komponenten. Alle Renderings, die im Video zu sehen sind, wurden auf einem PC mit VGSTUDIO MAX erstellt.

*Selbst keine Zeit, beeindruckende Animationen zu kreieren? Volume Graphics bietet die professionelle Produktion von Videos an.

Auf einen Blick sehen, ob die Maße eines Kolbens stimmen

Mit dem Modul Wandstärkenanalyse für VGSTUDIO MAX ermitteln Sie die Wandstärke von Objekten aus verschiedensten Materialien. Es hilft Ihnen, Bereiche mit zu geringer oder großer Wandstärke oder Spaltbreite automatisch und direkt in den Voxeldaten, Punktwolken, Polygonnetzen oder CAD-Daten zu lokalisieren.

Im Beispiel hat ein Kunde die Wandstärke eines Kolbens aus einem Automotor ermittelt. Die Visualisierung zeigt die Wandstärke farblich kodiert direkt auf der Oberfläche des Kolbens. Zudem generiert die Software einen Bericht mit den statistischen Daten sowie 2D- und 3D-Darstellungen der kritischen Bereiche.

Bauteile einfach mit Referenzdaten vergleichen

Das Modul Soll-Ist-Vergleich für VGSTUDIO MAX ermöglicht es, zwei Datensätze direkt miteinander zu vergleichen und statistisch auszuwerten. Als Referenz kann ein CAD-Modell oder ein zweiter Voxeldatensatz dienen. Abweichungen werden farblich kodiert direkt auf der Oberfläche des Objekts angezeigt. Zudem erhalten Sie einen Bericht mit den statistischen Daten sowie 2D- und 3D-Darstellungen der kritischen Bereiche.

Im Beispiel hat ein Kunde ein gescanntes Alugussteil mit dem CAD-Modell des Bauteils verglichen. Nach dem Scan wurde der Datensatz auf das Soll-Modell – ein CAD-Modell – ausgerichtet, anschließend wurden über die gesamte Oberfläche Übermaß und Untermaß bestimmt. Das Video zeigt das farbkodierte Ergebnis. Deutlich ist zu sehen, an welchen Stellen das gescannte Teil von den Spezifikationen abweicht und an welchen nicht. 

Auch im Video zu sehen: Analysen, die mit den Modulen Porositäts-/Einschlussanalyse und Koordinatenmesstechnik durchgeführt wurden.

Eindrucksvoll die einzelnen Komponenten eines Industrieroboters visualisieren

Mit den Segmentierungswerkzeugen in VGSTUDIO MAX zerlegen Sie einen Datensatz zerstörungsfrei in seine Einzelteile. Anschließend können Sie damit Dinge anstellen, die nach einer gewöhnlichen Demontage unmöglich wären.

Im Beispiel wurde ein Industrieroboter von KUKA gescannt, segmentiert und anschließend wirklichkeitsgetreu eingefärbt. In einer animierten Explosionsansicht werden die einzelnen Bestandteile des Roboters sichtbar.

Mit CAD-Daten problemlos die einzelnen Komponenten eines Autoschlüssels bestimmen

Verwenden Sie die Segmentierungswerkzeuge in VGSTUDIO MAX, um Ihre Daten in Einzelteile zu trennen. Selbst bei Bauteilen aus mehreren Materialien gelingt dies einfach und präzise, indem Sie ein CAD-Modell als Startkontur für eine (lokal) adaptive Oberflächenbestimmung verwenden.

Im Beispiel hat ein Kunde einen Funkautoschlüssel virtuell zerlegt. Die Voraussetzungen für eine schnelle Segmentierung waren nicht gegeben, denn einige seiner Komponenten bestehen aus Kunststoff und besitzen somit ähnliche Grauwerte. Trotzdem ließ sich der Schlüssel ohne großen Aufwand segmentieren. CAD-Daten halfen der Software die Oberflächen der einzelnen Komponenten zu bestimmen. In einer animierten Explosionsansicht werden die segmentierten Teile visuell eindrucksvoll in Szene gesetzt.

Schon vor der Bearbeitung Probleme erkennen

Mit dem Modul Porositäts-/Einschlussanalyse in VGSTUDIO MAX finden Sie Fehler in Gussbauteilen, ohne zur Säge und dann zum Mikroskop greifen zu müssen. In Premachining-Tests sehen Sie schon vor der Bearbeitung des Bauteils, ob und wie Poren durchschnitten werden. Das Modul Erweiterte Porositäts-/Einschlussanalyse hält sich strikt an die Vorschriften P 202 und P 201 des Vereins Deutscher Gießereifachleute (VDG). 

Gescannt wurde ein Gussbauteil aus der Automobilindustrie. Mit VGSTUDIO MAX wurden Poren entdeckt, die bei einer maschinellen Bearbeitung durchschnitten würden. Im Bild sind diese rot hervorgehoben.

Das zweite Bild zeigt eine erweiterte Porositäts-/Einschlussanalyse gemäß der VDG-Vorschriften P 202 und P 201. Die Software hat die Oberflächengröße von Poren automatisch in CT-Schnittbildern quantifiziert und die Defekte auch im 3D-Modell markiert.

Die Wicklungen einer Spule untersuchen

Das Modul Faserverbundwerkstoffanalyse für VGSTUDIO MAX ermöglicht es Ihnen, Datensätze von Faserverbundwerkstoffen sowohl im kleinen als auch im großen Maßstab zu analysieren. In kleinen Materialproben zeigt Ihnen VGSTUDIO MAX die einzelnen Fasern. Im großen Maßstab können größere Strukturen wie Gewebe oder Rovings analysiert und visualisiert werden.

Im Beispiel wurde das Modul Faserverbundwerkstoffanalyse für VGSTUDIO MAX dazu verwendet, um in einem Flugzeugmotor vom Typ Lycoming IO-540-E1B5 die Spule zu visualisieren. Die Wicklungen der Spule wurden im Datensatz entsprechend ihrer Orientierung eingefärbt, was die eingesetzte Wickeltechnik sichtbar macht.

Wandstärkenanalyse eines Flugzeugmotorzylinders

Mit dem Modul Wandstärkenanalyse für VGSTUDIO MAX ermitteln Sie die Wandstärke von Objekten aus verschiedensten Materialien. Es hilft Ihnen, Bereiche mit zu geringer oder großer Wandstärke oder Spaltbreite automatisch und direkt in den Voxeldaten, Punktwolken, Polygonnetzen oder CAD-Daten zu lokalisieren.

Im Beispiel wurde das Modul Wandstärkenanalyse für VGSTUDIO MAX dazu verwendet, in einem Flugzeugmotor vom Typ Lycoming IO-540-E1B5 die Wandstärke zu visualisieren. Teile des Datensatzes wurden entsprechend ihrer Wandstärken eingefärbt.

Zerstörungsfrei Maße verborgener Komponenten nehmen

Mit VGSTUDIO MAX können Sie in 2D und 3D Messungen direkt auf den Voxeldaten durchführen. Alles was Sie dazu benötigen, ist das Modul Koordinatenmesstechnik. Die Möglichkeiten gehen weit über das hinaus, was mit traditionellen zerstörenden oder zerstörungsfreien Prüfverfahren möglich ist.

Rotorblätter aus faserverstärktem Kunststoff-Verbundwerkstoff zerstörungsfrei prüfen

Das Modul Faserverbundwerkstoffanalyse für VGSTUDIO MAX ermöglicht es Ihnen, Datensätze von Faserverbundwerkstoffen sowohl im kleinen als auch im großen Maßstab zu analysieren. In kleinen Materialproben zeigt Ihnen VGSTUDIO MAX die einzelnen Fasern. Im großen Maßstab können größere Strukturen wie Gewebe oder Rovings analysiert und visualisiert werden.

Im Beispiel wurde das Modul Faserverbundwerkstoffanalyse für VGSTUDIO MAX dazu verwendet, die Rotorblätter eines Hubschraubers zu analysieren. Die Rotorblätter bestehen aus einem leichten faserverstärkten Kunststoff-Verbundwerkstoff. VGSTUDIO MAX macht die Orientierung der Fasern deutlich sichtbar. Ohne CT kann der faserverstärkte Kunststoff-Verbundwerkstoff nur zerstörend geprüft werden. Die industrielle CT reduziert damit die Kosten, da keine Bauteile bei der Prüfung mehr zerstört werden.

Flüssigkeitsdurchlässigkeit ermitteln

Das Modul Transportphänomene für VGSTUDIO MAX erlaubt es Ihnen, auf Porenebene Experimente direkt auf CT-Scans beispielsweise von Erd- und Gesteinsproben, anderen porösen Materialien oder Faserverbundwerkstoffen durchzuführen. Mit virtuellen Strömungs- und Diffusionsexperimenten werden komplexe Phänomene wie absolute Permeabilität, Tortuosität, Formationsfaktor, molekulare Diffusivität, Porosität, elektrischer Widerstand und thermische Leitfähigkeit und die damit verbundenen effektiven Materialeigenschaften berechnet.

Im hier gezeigten Beispiel wurde das Modul Transportphänomene dafür genutzt, die physikalischen Eigenschaften von Schlacke, wie sie beim Kupferbergbau entsteht, zu untersuchen. Basierend auf einem Micro-CT-Scan wurde ein dreidimensionales Abbild der Probe erstellt. Anschließend wurde mit VGSTUDIO MAX mittels einer Simulation die Flüssigkeitsdurchlässigkeit ermittelt. Die eigentliche Probe wurde nicht angetastet und daher nicht zerstört.

Zerstörungsfrei 300 Maße eines Insulin-Pens nehmen

Mit VGSTUDIO MAX und dem Modul Koordinatenmesstechnik messen Sie in 2D und 3D – auch auf Oberflächen, die sich innerhalb des Bauteils befinden. Die Software unterstützt Sie dabei mit ihrer umfangreichen Messfunktionalität einschließlich Form- und Lagetoleranzen (GD & T nach DIN EN ISO 1101). Die Möglichkeiten gehen weit über das hinaus, was mit traditionellen Prüfmethoden erreicht werden kann.

Im Beispiel hat ein Life-Science-Unternehmen VGSTUDIO MAX dazu genutzt, einen sogenannten Insulin-Pen zu prüfen. Ziel war es, die Funktionsfähigkeit und die Qualität von Musterteilen zu prüfen, bevor die Serienproduktion beginnt. Die typischen Toleranzen betrugen ± 50 µm. Mehr als 300 Maße wurden pro Bauteil genommen. Dabei ist der gesamte Insulin-Pen nicht viel größer als ein Kugelschreiber.

Die Wanddicke bei Filmtabletten ermitteln

Das Modul Wandstärkenanalyse für VGSTUDIO MAX bestimmt Wandstärken von Objekten aus verschiedensten Materialien. Bereiche mit zu geringer oder großer Wandstärke können damit direkt in den Voxeldaten, aber auch in Punktwolken, Polygonnetzen oder CAD-Daten lokalisiert werden.

Im Beispiel hat ein Kunde die Wandstärke von Filmtabletten mit Mikroverkapselung analysiert. Der Scan offenbarte winzige Pellets, die sich innerhalb der Tablette befinden, und die den Wirkstoff enthalten. Mit VGSTUDIO MAX wurde die Wanddicke der Filmtablette und der darin enthaltenen Pellets bestimmt. Nur wenn sich beide Wanddicken innerhalb der Spezifikationen befinden, kann die Tablette wie gewünscht wirken.

Abrollen eines Schraubverschlusses

Mit der nicht-planaren Ansicht in VGSTUDIO MAX können Sie beispielsweise zylindrische Objekte „abrollen“ und dann das Objekt Schnittbild für Schnittbild durchblättern. Das funktioniert nicht nur mit zylindrischen Objekten, sondern auch mit Freiformflächen.

Im Beispiel hat ein Kunde den Schraubverschluss einer Getränkeflasche mit der nicht-planaren Ansicht abgerollt. Im Bild ist zu sehen, wie die nicht-planare Ansicht dazu genutzt wurde, die Kontaktflächen von Flasche und Schraubverschluss zu finden. Mit zerstörenden oder anderen zerstörungsfreien Prüfmethoden wäre es nur schwer möglich gewesen, das Zusammenspiel von Schraubverschluss und dem Gewinde der Flasche zu überprüfen. Mittels industrieller CT hingegen konnte die Dichtheit zerstörungsfrei ermittelt werden.

Wie sich die industrielle CT zur Sichtprüfung von Leiterbahnen eignet

Mit den Segmentierungswerkzeugen in VGSTUDIO MAX teilen Sie einen Datensatz zerstörungsfrei in seine Komponenten. Anschließend können Sie die herausgearbeiteten Details anschaulich visualisieren.

Im USB-Stick, gescannt als Teil eines Projekts von GE und Technischer Universität Dresden, wurden mit dem “Region Grower”-Werkzeug in VGSTUDIO MAX die Leiterbahnen und Chips herausgearbeitet. Im Video haben wir die Leiterbahnen einmal wirklichkeitsgetreu und einmal anschaulich farbkodiert dargestellt. Ebenfalls zu sehen: Einzelne Maße zwischen den Komponenten des USB-Sticks.

Faserverbundwerkstoffe zerstörungsfrei prüfen

Das Modul Faserverbundwerkstoffanalyse für VGSTUDIO MAX ermöglicht es Ihnen, Datensätze von Faserverbundwerkstoffen sowohl im kleinen als auch im großen Maßstab zu analysieren. In kleinen Materialproben zeigt Ihnen VGSTUDIO MAX die einzelnen Fasern. Im großen Maßstab können größere Strukturen wie Gewebe oder Rovings analysiert und visualisiert werden.

Ein Anbieter von Carbonbauteilen für Fahrräder nutzt VGSTUDIO MAX mit dem Modul Faserverbundwerkstoffanalyse, um Fahrradgabeln zerstörungsfrei zu prüfen. Gabeln sind immer ein Schwachunkt von Fahrrädern. Aber gerade aus Carbon gefertigte Fahrradgabeln müssen ganz genau geprüft werden. Denn einerseits ist Carbon besonders leicht, fest und steif, andererseits besitzt es eine geringe Bruchdehnung in axialer Richtung. In VGSTUDIO MAX werden mögliche Schwachstellen schon vor der Auslieferung erkannt – ohne die Gabel zu zerstören.

Wie gekrümmte Leitbahnen auf einen Blick sichtbar werden

Mit der nicht-planaren Ansicht in VGSTUDIO MAX können Sie nicht nur zylindrische Objekte „abrollen“, sondern auch einen Schnitt durch das Bauteil legen, der einer von Ihnen festgelegten Linie folgt. Und mit den Clipping-Funktionen schneiden Sie visualisierte Objekte für einen Blick ins Innere auf. Das alles funktioniert komplett zerstörungsfrei.

Am Beispiel des „klassischen“ Handys wird der Nutzen der Clipping-Funktionen und nicht-planaren Ansicht deutlich. 

Die Bilder illustrieren die nicht-planare Ansicht. Während im linken Bild das unveränderte Schnittbild nur einen Teil der Schaltkreise zeigt, sind rechts in der nicht-planaren Ansicht die kompletten Schaltkreise zu sehen. Eine Linie zeigt den Verlauf des nicht-planaren Schnitts. Dieser Schnitt durch das Objekt folgt den Schaltkreisen im Innern des Handys. 

Das Video zeigt eindrucksvoll, wie das Gehäuse des Handys in der Software aufgeschnitten wurde, um einen Blick auf die Elektronik zu gewähren.