Qualitätsicherung : 1zu1 misst Bauteile künftig mittels Computertomografie

„Wir fokussieren zunehmend auf filigrane, detailreiche Bauteile in kleinen und mittelgroßen Serien bis zu 50.000 Stück. Das erfolgt im Spritzguss und im 3D-Druck mit der hochauflösenden Selektiven-Lasersinter-Technologie Fine Detail Resolution (FDR)“, erzählt 1zu1-Geschäftsführer Wolfgang Humml. Bei minimalen Bauteilgrößen von 5 Millimetern und komplexen, innenliegenden Geometrien wie Kanälen oder Druckluftkammern ist Qualität der entscheidende Faktor. „Wir können sehr feine, hochpräzise Strukturen in Serie herstellen. Durch das digitale Abbild des Bauteils liefern wir unseren Kunden nun auch den absoluten Qualitätsnachweis“, erklärt Humml. Mit der 500.000-Euro-Investition in den Computertomografen kann 1zu1 erstmals das gesamte Volumen der Objekte prüfen – und das mit einer Auflösung von 3000 x 2500 Pixel, also beinahe in 4K-Qualität.

Die Wahl von 1zu1 fiel auf das neu am Markt verfügbare Modell exaCT L 150 des deutschen Messtechnikunternehmens Wenzel. Die rund zwei Meter hohe und zwei Meter breite Anlage ist mit 150-Kilovolt-Röhrenspannung, Detektorauflösung und dem Messvolumen von 300 Millimeter Höhe und 150 Millimeter Durchmesser exakt auf die Bedürfnisse von 1zu1 abgestimmt. Als einer der weltweit ersten Abnehmer fungiert 1zu1 als wichtiger Referenzkunde für Wenzel. „Der Markt kennt so eine Leistungsfähigkeit noch nicht. Wir sind stolz, das Potenzial der Anlage ausreizen zu dürfen“, sagt Humml.

Näheres über das Messen mit Computertomografie: Computertomografie: Dreidimensional in die Zukunft.

Die neue Technologie erlaubt bisher unmögliche Einblicke in das Innenleben der Bauteile. „Der Computertomograf erkennt jede Unebenheit, jedes Staubkorn. Die Daten sind mehr als doppelt so exakt wie bei der optischen Messung“, verrät 1zu1-Messtechnikexperte Marco Hermann. Mit einer Genauigkeit von fünf Tausendstel Millimetern (0,005 mm = 5 μm) kommt die Volumenmessung nahe an die taktile Messung heran.

Je nach Bauteil dauert der Messvorgang zwischen zehn und 20 Minuten. Die Auswertung erfolgt über Software und Farbvergleich. Ab 2022 sollen die letzten gefertigten Teile aller Spritzguss-Serien bei 1zu1 mittels Computertomografie geprüft und analysiert werden. „Unsere Kunden erhalten für jede Charge einen detaillierten Messbericht. Damit heben wir unsere Qualitätskontrolle auf ein neues Level“, betont Geschäftsführer Humml.

Bei der industriellen Computertomografie wird das auf einer individuellen Styropor-Vorrichtung platzierte Bauteil von einer Röhre mit Röntgenstrahlen durchleuchtet und auf einen Detektor projiziert. Durch die Drehung in minimalen Abständen werden sämtliche Ansichten erfasst. Aus einer Vielzahl an Projektionen ergibt sich nach dem Rendering ein dreidimensionales Modell. „Im Gegensatz zur optischen 3D-Messung werden alle Daten aufgenommen – auch innenliegende Strukturen. So erhalten wir erstmals ein vollständiges Bild des Objekts“, erklärt Marco Hermann.

Selbst transparente Bauteile lassen sich nun problemlos messen. Bei der optischen Messung musste noch eine hauchdünne Kalkschicht via Spray aufgetragen werden. „Wir sparen uns die Vor- und Nachbehandlung sowie Messverfälschungen und blinde Flecken auf der Messkarte“, so Hermann. Ein weiterer Vorteil ist die freie Platzierung der Bauteile im Messbereich. Je näher bei der Röhre, desto höher die Auflösung. Umgekehrt erlaubt die Anlage bei maximaler Entfernung Multimessungen von bis zu 20 Teilen.

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