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05.06.2018

3D-Korrekturverfahren für Werkstücke

FormCorrect erweitert Messsoftware

Spritzgießwerkzeuge beziehungsweise Vorgabedaten für den 3D-Druck werden auf Basis der Werkstückgeometrie erstellt. Obwohl man dazu aufwendige Simulationen des Fertigungsprozesses heranzieht, treten prozessbedingt systematische Geometrieabweichungen auf. Ursachen sind unter anderem Abweichungen bei den Fertigungsparametern, unzureichende Qualität der Simulation von Schwindungsprozessen, inhomogene Füllung des Werkzeugs sowie ungleichmäßige Abkühlprozesse.

Die Werth Messtechnik GmbH, Gießen, hat die neue Funktion FormCorrect in die Messsoftware WinWerth integriert. Mit der Erweiterung soll das Spritzgießwerkzeug oder das CAD-Modell für den 3D-Druckprozess so verändert werden können, dass das fertige Werkstück innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt.

  • Funktionsprinzip und Ergebnisse von FormCorrect: Abweichung der mit TomoScope gewonnenen Messdaten zum Werkstück-CAD-Modell (© Werth)

    Funktionsprinzip und Ergebnisse von FormCorrect: Abweichung der mit TomoScope gewonnenen Messdaten zum Werkstück-CAD-Modell (© Werth)

  • Am Werkstück-CAD-Modell gespiegelte Abweichungen (© Werth)

    Am Werkstück-CAD-Modell gespiegelte Abweichungen (© Werth)

  • Automatisch bestimmte Stützstellen zur Berechnung der korrigierten Fläche (© Werth)

    Automatisch bestimmte Stützstellen zur Berechnung der korrigierten Fläche (© Werth)

  • Abweichungen der korrigierten Fläche zum originalen Werkstück-CAD-Modell, diese entspricht den hieraus ermittelten Korrekturen am Werkzeug (© Werth)

    Abweichungen der korrigierten Fläche zum originalen Werkstück-CAD-Modell, diese entspricht den hieraus ermittelten Korrekturen am Werkzeug (© Werth)

  • Verbleibende Abweichungen nach Korrektur des Werkzeug-CAD-Modells, Werkzeugänderung und erneuter Fertigung (© Werth)

    Verbleibende Abweichungen nach Korrektur des Werkzeug-CAD-Modells, Werkzeugänderung und erneuter Fertigung (© Werth)

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Produktentwicklungszeiten verkürzen

Bisher führt man Korrekturen an Werkzeugen für das Spritzgießen weitgehend manuell durch. Hierzu wird die Abweichung zwischen Soll und Ist durch Messen eines Testwerkstücks bestimmt. Die Korrektur erfolgt dann entweder durch manuelle Eingaben am CAD/CAM-System oder durch die partielle manuelle Neuerstellung der CAD-Modelle mit einer Software zur Flächenrückführung.

Mit FormCorrect soll die genaue Werkstückgeometrie durch eine weitgehend automatische Korrektur des CAD-Modells erreicht werden. Direkt in der Messsoftware werden die Abweichungen zwischen dem ursprünglichen CAD-Modell und den Messdaten eines Testwerkstücks ermittelt und am CAD-Modell gespiegelt. Hieraus generiert die Software ein korrigiertes Modell, mit dem die systematischen Fertigungsabweichungen kompensiert werden soll. Auf dieser Grundlage ist eine Vorschau der verbleibenden Abweichungen eines korrigierten Werkstücks möglich. Eine aufwendige Flächenrückführung, die spezielle Qualifikationen erfordert, entfällt laut Hersteller.

Die Geometrieänderungen können sowohl am Werkstück-Modell als auch direkt am Werkzeug-Modell realisiert werden. Ausgehend vom korrigierten Werkstück-Modell wird eine neue Simulation des Fertigungsprozesses durchgeführt und ein Datensatz für die Nachbearbeitung des Werkzeugs generiert. Die Simulationsparameter sind hierbei dieselben wie beim Herstellen des ersten Musterwerkstücks. Mit FormCorrect soll aufgrund der Präzision häufig nur eine Korrekturschleife erforderlich sein, sodass die Kosten des Entwicklungsprozesses reduziert werden können.

Vorteile durch den Einsatz von Messsoftware

Durch die Integration in die Software sollen sich die Änderungen des CAD-Modells auf der Basis messtechnisch üblicher Ausrichtverfahren realisieren lassen. Die Koordinatensysteme können beispielsweise über Bezugselemente, mithilfe der Mehr-Punkt-Ausrichtung (MPA) oder einer Gaußeinpassung gesetzt werden. Damit ist FormCorrect flexibel mit anwendungsspezifischen Ausrichtungen einsetzbar, die den funktionalen und fertigungsbedingten Anforderungen entsprechen, so der Hersteller.

Die Möglichkeit einer nahezu vollständigen Automatisierung des Korrekturprozesses reduziert den Bedienereinfluss und erhöht den Bedienungskomfort. Das Ergebnis ist ein korrigiertes CAD-Modell, das laut Pressemitteilung mit praktisch allen bestehenden CAD/CAM-Systemen der Anwender kompatibel ist.

Vereinfachte Anwendung

Im Gegensatz zur üblichen Flächenrückführung soll die Anwendung wesentlich vereinfacht werden. Anhand einer farbcodierten Abweichungsdarstellung zwischen Soll und Ist wählt der Anwender die zu korrigierenden Bereiche durch Anklicken am CAD-Modell aus. FormCorrect berechnet mathematisch unbegrenzte oder durch Randkurven begrenzte Einzelflächen. Auch sollen die Übergänge zwischen verschieden Flächen automatisch erzeugt und die korrigierten Flächen so in den Flächenverbund des CAD-Modells eingepasst werden können.

Die Basis für FormCorrect bilden die Messdaten. Diese lassen sich durch eine Erfassung der Werkstück-Geometrie mit TomoScope-Geräten generieren. Durch Einsatz von Computertomografie kann das Werkstück vollständig erfasst und auf dieser Grundlage das CAD-Modell korrigiert werden. Die hohe Messpunktedichte ermöglicht eine hohe Auflösung der Korrektur. Aus der hohen Präzision und der rückgeführten Genauigkeit der Messergebnisse ergibt sich mit vertretbarem Aufwand eine gute Produktqualität, so das Unternehmen. (ys)

Weiterführende Information
  • Erschienen in Kunststoffe 04/2018

    Exzentrisch und „multi“ messen

    Steigerung von Effizienz und Bedienkomfort für hochauflösende Messungen

    Zur hochauflösenden Darstellung von Teilbereichen eines Werkstücks gibt es die Region-of-Interest-Tomografie. Beim konventionellen ROI-Verfahren ist die Flexibilität jedoch eingeschränkt. Zwei Weiterentwicklungen bieten sich da an.   mehr

    Werth Messtechnik GmbH

  • Erschienen in Kunststoffe 02/2018

    Computertomografie-Software Werth OnTheFly-CT

    Hohe Taktraten, kurze Messzeit

    Die Computertomografie erfasst Werkstück inklusive Hinterschnitte und Innengeometrien. Für fertigungsbegleitende Messungen war die Methode jedoch oftmals zu langsam. Nun wird eine Software vorgestellt, mit der viel Messzeit einspart werden kann.   mehr

    Werth Messtechnik GmbH

Unternehmensinformation

Werth Messtechnik GmbH

Siemensstr. 19
DE 35394 Gießen
Tel.: 0641 7938-0
Fax: 0641 7938-719

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