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Meusburger Anwendertreffen
Stefan Saalfeld | 05.03.2020
Prozessoptimierung
mit optischer
3D-Messtechnik
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Stefan Saalfeld
GOM SüdWilhelm-Röntgen-Straße 1189340 Leipheim
Tel. +49 531 390290
s.saalfeld@gom.com
Kontaktdaten
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Agenda
Spritzguss-Prozesskette2
ATOS Grundlagen3
Live-Vorführung GOM Software 4
GOM CT5
3D-Testing6
GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik1
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GOMs Expertise in optischer 3D-Messtechnik
GOM, ein Unternehmen der ZEISS Gruppe, ist spezialisiert auf industrielle 3D-Koordinatenmesstechnik, 3D-Computertomografie sowie 3D-Testing und unterstützt Kunden weltweit mit Maschinen und Anlagen zur manuellen und automatisierten 3D-Digitalisierung, Auswertesoftware, Training und professionellem Support aus einer Hand.
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GOM hat Technologien der automatisierten Messtechnik in 3D-Messmaschinen integriert, die viele verschiedene Anwendungsbereiche und Bauteilgrößen abdecken.
ATOS ScanBox
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GOM Zentrale und Hubs
Zentrale
Braunschweig, Germany
GOM Hubs
∙Shanghai, China
∙Charlotte, USA
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GOM Metrology Network
1.200 Messtechnik-Spezialisten
60 Niederlassungen weltweit
Kontinuierliches Wachstum auf 600 Mitarbeiter in GOM Gruppe
GOM Gruppe mit8 eigenen Niederlassungen
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GOM und ZEISS – Gemeinsame Entwicklung zu einem Produktivitäts-Enabler
Carl ZeissIndustrielle
Messtechnik GOM
IQS RMS
Carl Zeiss Microscopy
SMTSemiconductor Manufacturing
Technology
IQRIndustrial Quality & Research
COMConsumer Markets
MEDMedical Technology
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3D-Koordinatenmesstechnik
Kombiniertes Portfolio GOM und ZEISS
3D-Testing Computertomografie
KMG‘sOptische und Multisensor-
Messmaschinen Form & Oberflächen
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AutomobilindustrieLuft- und Raumfahrt Forschung und UniversitätenKonsumgüter
Optische Messtechnik gehört zum Standard in der Entwicklung und Produktion von industriellen Produkten.
GOM Messsysteme sind Teil der industriellen Prozesse weltweit.
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Automobilhersteller: u. a. Audi, Bentley, BMW, Chrysler, Daihatsu, Daimler, Fiat, Ford, General Motors, Groupe PSA,
Honda, Hyundai, Jaguar Land Rover, McLaren, Mitsubishi, Nissan, Opel, Porsche, Renault, Rolls-Royce, Škoda, Subaru, Suzuki, Tata, Toyota, Vauxhall, Volkswagen, Volvo
Automobilzulieferer: u.a. Adient, Autoliv, Automotive Lighting, Bosch, Bridgestone, Brose, Continental, Delphi, Dräxlmaier,
Faurecia, Goodyear, Grupo Antolin, Hella, Johnson Controls, Joyson Safety Systems, Key Safety Systems, Magneti Marelli, Plastic Omnium, Polytec Group, Promens Zevenaar, Schaeffler, Valeo, Varroc Lighting, Vibracoustic, Vredestein, Yanfeng
Materialhersteller: u. a. 3M, BASF, Clemson University, Daikin, DIK Kautschuktechnologie, Dow Chemical, Faserinstitut
Bremen, Fraunhofer (ICT), Hitachi Chemical, Hutchinson, IMA Dresden (Materialforschung und Anwendungstechnik), Inegi, ITRI, Kangde Composite, Kö-Chemie, Lanxess, LG Chem, National Research Council (AMTC), Polymer Competence Center, Polytec Group, RWTH Aachen (IKV), Sabic, Solvay Group, Sumitomo, Toray Group, Wintec
Medizintechnik: u. a. Aesculap, Altay Scientific, BASF, Celon Pharma, CeramTec, Cochlear, Coloplast, Cyberdyne, Daiken
Medical, Dentsply, DePuy Synthes, Edap, Fresenius, Fresenius, Gerresheimer, GN Hearing, Knudsen Plast, Materialise, Medtronic, Novo Nordisk, Olympus, Phoenix Mecano, Planmeca, Promed, Radiometer, Sahva, Sarstedt, Sartorius, SHL Group, Stratec Biomedical, Symbios, Synbone, West Pharmaceutical Services, Johnson & Johnson, Terumo, Zimmer Biomet
Konsumgüter: u. a. Adidas, Stanley Black & Decker, Brother, BSH Group, Busch-Jäger, Canon, Daikin, Danfoss, Dyson,
Electrolux, Fischer-Price, Foxconn, Garmin, GE Appliances, Geberit, Green Point, HP, Hilti, Hitachi, Huawei, IKEA, JVC Kenwood, Lego, LG, Logitech, Makita, Microsoft, NEC Group, Nike, Olympus, Panasonic, Philips, Pioneer, Playmobil, Procter & Gamble, Samsung, Sharp, Sony, Stihl, Toshiba, Tupperware, Vaillant, Velux, YKK Zipper
Kundenauszug Spritzguss und Kunststoff
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GOM ist ein Full-Service Anbieter
Software Sensoren / Systeme Anlagen Training
GOM, ein Unternehmen der ZEISS Gruppe, ist spezialisiert auf industrielle 3D-Koordinatenmesstechnik, 3D-Computertomografie sowie 3D-Testing und unterstützt Kunden weltweit mit Maschinen und Anlagen zur manuellen und automatisierten 3D-Digitalisierung, Auswertesoftware, Training und professionellem Support aus einer Hand.
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Agenda
GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik1
ATOS Grundlagen3
Live-Vorführung GOM Software 4
GOM CT5
3D-Testing6
Spritzguss-Prozesskette2
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Zeit für Produkt-Entstehungs-Prozess (PEP)
Materialkennwerte BelastungstestsKonstruktion CAD
Formen- & Werkzeugbau
Simulation Bauteile Zusammenbau
Der Prozess wird zunehmend zeitlich gestrafft.
Material-kennwerte
BelastungstestsKonstruktion CAD
Formen- & Werkzeugbau
Simulation Bauteile Zusammenbau
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Optische Messtechnik von GOM liefert
∙ Schnelle Messung und Bereitstellung von Messberichten
∙ Übersichtliche Visualisierung der Ergebnisse
∙ Flexibilität hinsichtlich Messaufgaben und Bauteile
∙ Mobilität der Messausrüstung
∙ Prozesssicherheit
GOM Messsysteme werden komplementär oder als Alternative eingesetzt zu
∙ 3D-Koordinatenmessgeräten
∙ Lehren
∙ Beschleunigungs- und Wegaufnehmern
∙ Dehnungsmessstreifen
GOM – präzise industrielle 3D-Messtechnik
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GOM-Lösungen vereinfachen komplexe Messaufgaben in der Produktentwicklung und Produktion
∙ Verkürzung der Entwicklungszeiten
∙ Erhöhung der Produktqualität
∙ Verbesserung der Qualitätssicherung über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes
Qualitätssicherung in der Spritzguss-Prozesskette
Materialkennwerte CAD / PMI Simulation Werkzeugbau & Elektrodenfertigung
Spritzgussteile Serienprüfung Zusammenbau & Belastungstests
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Agenda
GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik1
Spritzguss-Prozesskette2
Live-Vorführung GOM Software 4
GOM CT5
3D-Testing6
ATOS Grundlagen3
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Optischer 3D-Scanner für die dreidimensionale Bauteilvermessung und -inspektion
Unabhängig von Objektgröße, Oberflächenbeschaffenheit und Bauteilkomplexität
Vollflächige Bauteilbeschreibung und präzise 3D-Koordinaten
Flächenhafte Bauteilvermessung
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Messablauf in drei einfachen Schritten
3D Form- und Maßanalyse mit ATOS
Schritt 1Digitalisierung
Schritt 2Auswertung
Schritt 3Prüfbericht/Tabelle
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3D-Messdaten für Folgeprozesse
ATOS liefert 3D-Netze (STL)
Auflösung feinster Details
Messung kleiner Radien
CNC-Bearbeitung
Daten für Folgeprozesse
Qualitätskontrolle
Additive Fertigung
Flächenrückführung
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3D-Messdaten für Folgeprozesse
ATOS liefert 3D-Netze (STL)
Auflösung feinster Details
Messung kleiner Radien
CNC-Bearbeitung
Daten für Folgeprozesse
Qualitätskontrolle
Additive Fertigung
Flächenrückführung
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Grundkonzept Inspektionssoftware
Auswerte-Workflow
Soll-Daten(CAD/STL = Musterteil, Messpläne, FTA)
Ist-Daten
(Meshes, Punktewolken)
Ausrichtung Ist-Daten gegen Soll-Daten
(RPS, 3-2-1, Best-Fit)
Vergleich/Prüfung
(Fläche, Schnitte, Koordinaten, Form/Lage, Toleranzen)
Prüfberichte
(Diagramme, Tabellen, Freier Viewer)
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Ausrichtungen
GOM Inspect Professional beinhaltet
Alle Standard-Ausrichtungen
∙ RPS-Ausrichtung
∙ Hierarchische Ausrichtung auf Basis von Geometrieelementen
∙ Referenzpunkte
∙ Verschiedene Best-Fit-Verfahren
∙Lokales Best-Fit
∙Globales Best-Fit
∙ Lokale Koordinatensysteme
Kundenspezifische Ausrichtungen
∙ Balanced Beam
∙ Equalized Nested
Unterschiedliche Ausrichtungen können parallel vorgehalten und verwaltet werden
Kostenlose GOM Inspect Software
Alle Standard-Ausrichtungsfunktionen verfügbar
Lokale Best-Fit-Ausrichtung RPS-Ausrichtung
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Punktbasierte Inspektion
Auswertungsfunktion auch für Punktewolken anwendbar
Bestimmung von Abständen
Vergleich der Punkte zum CAD-Modell
Erzeugung mehrere Geometrieelemente durch Anwendung der Konstruktions-funktionen
Überprüfung erzeugter Elemente bzgl.
∙ Maßhaltigkeit
∙ Form- und Lage-Toleranzen
∙ Ebenheit
∙ Rundheit
∙ Position
∙ Neigung
Kostenlose GOM Inspect Software
Punktbasierte Inspektion ohne Einschränkungen ausführbar
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Soll-Ist-Vergleich
Polygonnetz beschreibt Freiformflächen und Regelgeometrien
Abgleich erfolgt durch
∙ Flächenvergleich mit Zeichnung
∙ Direkt mit CAD-Datensatz
Software realisiert
∙ 3D-Analyse von Oberflächen
∙ 2D-Analyse von Schnitten und Punkten
CAD-basierte Generierung von Regelgeometrien
∙ Linien
∙ Ebenen
∙ Kreise
∙ Zylinder
Kostenlose GOM Inspect Software
Alle Inspektionsfunktionalitäten vorhanden
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Form- und Lage-Analyse
Stellt funktionalen Aspekt des Bauteiles in Vordergrund
∙ Im Gegensatz zur reinen Maßanalyse
Entsprechende GD&T-Elemente sind
∙ Planarität
∙ Parallelität
∙ Zylindrizität
∙ Position
Normgerechte Betrachtungsweisen sind möglich
∙ Zweipunktmaße
∙ Maximale Material-Bedingung
∙ Positionstoleranz im lokalen Bezug- und Koordinatensystem
Kostenlose GOM Inspect Software
Die GD&T-Analyse kann komplett ausgeführt werden
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CT-Datenimport
Import und Analyse von CT-Daten in GOM Inspect
∙ Native Formate: *.vgi, *.vgl, *.pcr, *.exv, *.rek
Import von CT-Datenformaten per Drag & Drop
Die Software identifiziert unterschiedliche Materialien
Import von einzeln gescannten Materialien
Import von Datensätzen mit mehreren Objekten, die gleichzeitig mit einem CT aufgenommen wurden
Kostenlose GOM Inspect Software
Import und Analyse von CT-Daten möglich
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Trend-, SPC- und Deformationsanalyse
Parametrik ermöglicht
∙ Umsetzung der Trendanalyse für Mehrfachauswertung
∙ Statistische Prozesskontrolle (SPC)
∙ Deformationsanalyse
Vollflächige Auswertung von mehreren Teilen/Stufen innerhalb eines Projekts möglich
Funktionalitäten für die Ermittlung statistischer Analysewerte wie
∙ Cp
∙ Cpk
∙ Pp
∙ Ppk
∙ Min
∙ Max
∙ Avg
∙ Sigma
Kostenlose GOM Inspect Software
Funktionen zur Trendanalyse vollständig integriert
Erzeugen von Trendprojekten nicht möglich
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Reporting
Berichterstellung mit
∙ Snapshots
∙ Bildern
∙ Tabellen
∙ Diagrammen
∙ Texten
∙ Grafiken
Ergebnisse auf Benutzeroberfläche darstellen/bearbeiten
Messergebnisse in PDF exportierbar
Kundenspezifische Vorlagen wiederverwendbar
Jede im Report gespeicherte Szene im 3D-Fenster anschaubar
Kostenlose GOM Inspect Software
Report-Modul komplett integriert
Erstellen von personalisierten Seiten nicht möglich
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GOM Taster kombiniert flächenhafte und Einzelpunkt Messung
∙ Schneller Prozess, da alle Messungen mit einem System
∙ Alle Auswertungen (flächenhaft und taktil) direkt in der ATOS Software
Optisch und taktil in einem System
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Flexibles Sensorkonzept
Ein Sensorkopf | Modulares DesignStationär | Mobil
Flexibel skalierbare Messfelder
Klein bis groß
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Ein Sensorkopf | Modulares Design
Mobil – Stationär – Automatisiert
Mobiles Messsystem Stationäres Messsystem Automatisiertes Messsystem
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Agenda
GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik1
Spritzguss-Prozesskette2
ATOS Grundlagen3
GOM CT5
3D-Testing6
Live-Vorführung GOM Software 4
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GOM Software live
Elektrodeninspektion
Werkzeugprüfung
Digitaler Zusammenbau
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Agenda
GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik1
Spritzguss-Prozesskette2
ATOS Grundlagen3
Live-Vorführung GOM Software 4
3D-Testing6
GOM CT5
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Photogrammetrischer Computertomograph
225-kV-Röntgenquelle
3k-Detektor
Messfeld: Ø:240mm H:400mm
Photogrammetrische Kalibrierung
Temperature Balancing
5-Achs-Kinematik
GOM CT
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Agenda
GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik1
Spritzguss-Prozesskette2
ATOS Grundlagen3
Live-Vorführung GOM Software 4
GOM CT5
3D-Testing6
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GOM-Lösungen vereinfachen komplexe Messaufgaben in der Produktentwicklung und Produktion
∙ Verkürzung der Entwicklungszeiten
∙ Erhöhung der Produktqualität
∙ Verbesserung der Qualitätssicherung über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes
Qualitätssicherung in der Spritzguss-Prozesskette
Materialkennwerte CAD / PMI Simulation Werkzeugbau & Elektrodenfertigung
Spritzgussteile Serienprüfung Zusammenbau & Belastungstests
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GOM-Lösungen vereinfachen komplexe Messaufgaben in der Produktentwicklung und Produktion
∙ Verkürzung der Entwicklungszeiten
∙ Erhöhung der Produktqualität
∙ Verbesserung der Qualitätssicherung über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes
Qualitätssicherung in der Spritzguss-Prozesskette
Materialkennwerte CAD / PMI Simulation Werkzeugbau & Elektrodenfertigung
Spritzgussteile Serienprüfung Zusammenbau & Belastungstests
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Dynamische Belastungstests an Kunststoffteilen
3D Bewegungs- und Verformungssensor
∙ Oberflächendehnung / Digitale Bildkorrelation
∙ 3D-Verschiebungen, -Geschwindigkeiten und -Beschleunigung
Materialprüfung
∙ Bestimmung von Materialeigenschaften
Bauteiltests
∙ Crash- & Impacttests
∙ Dauerbelastungs-/Ermüdungstests
∙ Strukturtests und -schwingungen
∙ Werkzeugmaschinenanalyse (MFU)
∙ Verifikation von FE-Simulationen
Dynamisches Verhalten von Komponenten
Material- und Bauteilprüfung
∙ Flächenhafte und punktbasierte Auswertungen
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Materialprüfung – Zug-, Druck-, Scherversuche
Materialkennwerte
∙ Fließkurve
∙ E-Modul
∙ N-Wert
∙ R-Wert
∙ Schermodul
∙ …
Parameter für virtuelle Entwicklung
∙ Elastische Dehnung
∙ Plastische Dehnung
∙ Dehnung bis zum Bruch
∙ Einschnürung
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Materialkennwerte
∙ Fließkurve
∙ E-Modul
∙ N-Wert
∙ R-Wert
∙ Schermodul
∙ …
Ergebnisse
∙ 100% Dehnung und mehr
∙ Systemskripte als Template hinterlegt (keine eigene Programmierung erforderlich)
Kontrolle und Optimierung von
∙ Zuverlässige Eingangsparameter für Simulation
∙ Bessere Simulationsergebnisse
∙ Zielführende und schnellere Produktentwicklung
Materialprüfung – Zug-, Druck-, Scherversuche
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Oberflächendehnung Kunststoffwinkel
∙ Haupt- und Nebenformänderung
∙ Dehnung in X und Y, Scherung
∙ Dickenabnahme
∙ Dehnraten für alle Dehnungen
Ergebnisse
∙ Zweimalige Belastung (pneumatischer Druck)
∙ Beulung (Stellen mit höchster Dehnung)
∙ Versteifung zeichnen sich im Dehnungsbild ab
Kontrolle und Optimierung von
∙ Vorhersage von Materialversagen
∙ Verifikation mit der FEM Simulation
∙ Sichere und schnelle Produktentwicklung
Bauteiltests Kunststoffwinkel – Dehnung
Hauptformänderung mit CAD Überlagerung
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Oberflächendehnung Kunststoff-Papierklammer
∙ Haupt- und Nebenformänderung
∙ Dehnung in X und Y, Scherung
∙ Dickenabnahme
∙ Dehnraten für alle Dehnungen
Ergebnisse
∙ Viermalige Belastung (manueller Hebel)
∙ Dehnunsspannung (Stellen mit höchster Dehnung)
∙ 3D Visualisierung, Bildserien, Punkte,…
∙ Diagramme, Statistikdaten, Exporte,…
Kontrolle und Optimierung von
∙ Vorhersage von Materialversagen
∙ Verifikation mit der FEM Simulation
∙ Sichere und schnelle Produktentwicklung
Bauteiltests Papierklammer – Dehnung
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3D-Bewegungs- und Beschleunigungsanalyse
Lüfterrad von Automobil-Kühlerlüfter
∙ 3D Verschiebung und Verformung
∙ Geschwindigkeit und Beschleunigung
∙ 6DoF Analysen
∙ Schwingungsanalyse
Verformungsmessung an rotierendem Bauteil
∙ Hochlauf auf 1.800 U/min
∙ Temperaturbeaufschlagung
Bauteiltests Lüfter – Verformung
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3D-Bewegungs- und Beschleunigungsanalyse
Lüfterrad von Automobil-Kühlerlüfter
∙ 3D Verschiebung und Verformung
∙ Geschwindigkeit und Beschleunigung
∙ 6DoF Analysen
∙ Schwingungsanalyse
Ergebnisse
∙ Stehendes Bild durch getriggerte Messung (6 Lüfterblätter, 1 Messung / Umdrehung)
∙ Ca. 1mm Verformung bei 20°C & 1.800 U/min
∙ Ca. 2mm Verformung bei 50°C & 1.800 U/min
Optimierung von
∙ Ursachenanalyse (Geräusche, Schwingungen)
∙ Bauteilauslegung und -festigkeit
∙ Material / Materialkombinationen
∙ Befestigungskonzepten
Bauteiltests Lüfter – Verformung
Z-Verformung beim Hochlauf (Temperatur 20°)
Z-Verformung beim Hochlauf (Temperatur 50°)
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3D-Bewegungsanalyse – Maschinenfähigkeitsuntersuchung (MFU)
∙ 3D Verschiebung und Verformung
∙ Geschwindigkeit und Beschleunigung
∙ 6DoF Analysen
„Werkzeugatmung“ bei verschiedenen Einspritzparametern
Relativbewegung zwischen Werkzeughälften
∙ Einspritzdruck
∙ Zuhaltekraft
∙ Einspritzvolumen
∙ Füllzeit
∙ Massepolster
Bauteiltests Werkzeug – Verformung
© TU Chemnitz
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Bauteiltests Werkzeug – Verformung
© TU Chemnitz
Messaufbau in Situ Bewegung der Werkzeughälften zueinander beim Spritzvorgang
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Bauteiltests Werkzeug – Verformung
Zufahren
des Werk-zeuges
Auffahren
des Werk-zeuges
Einspritzvorgang
Aufdrücken der Werk-zeughälfte um 2/100
Verschiebung der Werkzeughälfte „nach oben“ um 3/100
Verschiebung X & Y mit CAD Überlagerung
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