Prozessoptimierung mit optischer 3D-Messtechnik - Meusburger Anwendertreffen Stefan Saalfeld | 05.03.2020 - Events ...
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Meusburger Anwendertreffen Prozessoptimierung mit optischer 3D-Messtechnik Stefan Saalfeld | 05.03.2020
Kontaktdaten Stefan Saalfeld GOM Süd Wilhelm-Röntgen-Straße 11 89340 Leipheim Tel. +49 531 390290 s.saalfeld@gom.com
Agenda 1 GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik 2 Spritzguss-Prozesskette 3 ATOS Grundlagen 4 Live-Vorführung GOM Software 5 GOM CT 6 3D-Testing
GOM Präzise industrielle 3D-Messtechnik
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.
3D-Koordinatenmesstechnik mit ATOS
3D-Koordinatenmesstechnik mit GOM CT
3D-Testing
GOM Software
ATOS ScanBox GOM hat Technologien der automatisierten Messtechnik in 3D-Messmaschinen integriert, die viele verschiedene Anwendungsbereiche und Bauteilgrößen abdecken.
GOM Zentrale und Hubs Zentrale Braunschweig, Germany GOM Hubs ∙ Shanghai, China ∙ Charlotte, USA
GOM Metrology Network 60 Niederlassungen 1.200 Messtechnik- GOM Gruppe mit Kontinuierliches Wachstum auf weltweit Spezialisten 8 eigenen Niederlassungen 600 Mitarbeiter in GOM Gruppe
GOM und ZEISS – Gemeinsame Entwicklung zu einem
Produktivitäts-Enabler
SMT IQR MED COM
Semiconductor Manufacturing Industrial Quality & Research Medical Technology Consumer Markets
Technology
IQS RMS
Carl Zeiss
Carl Zeiss
Industrielle GOM
Microscopy
MesstechnikKombiniertes Portfolio GOM und ZEISS
3D-Koordinatenmesstechnik 3D-Testing Computertomografie
Optische und Multisensor-
KMG‘s Messmaschinen Form & OberflächenOptische Messtechnik gehört zum Standard in der Entwicklung und
Produktion von industriellen Produkten.
GOM Messsysteme sind Teil der industriellen Prozesse weltweit.
Luft- und Raumfahrt Automobilindustrie Konsumgüter Forschung und UniversitätenKundenauszug Spritzguss und Kunststoff 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
GOM ist ein Full-Service Anbieter 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. Software Sensoren / Systeme Anlagen Training
Agenda 1 GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik 2 Spritzguss-Prozesskette 3 ATOS Grundlagen 4 Live-Vorführung GOM Software 5 GOM CT 6 3D-Testing
Zeit für Produkt-Entstehungs-Prozess (PEP)
Materialkennwerte Konstruktion Simulation Formen- & Bauteile Zusammenbau Belastungstests
CAD Werkzeugbau
Der Prozess wird zunehmend zeitlich gestrafft.
Material- Konstruktion Simulation Formen- & Bauteile Zusammenbau Belastungstests
kennwerte CAD WerkzeugbauGOM – präzise industrielle 3D-Messtechnik 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
Qualitätssicherung in der Spritzguss-Prozesskette
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
Materialkennwerte CAD / PMI Simulation Werkzeugbau & Spritzgussteile Serienprüfung Zusammenbau &
Elektrodenfertigung BelastungstestsAgenda 1 GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik 2 Spritzguss-Prozesskette 3 ATOS Grundlagen 4 Live-Vorführung GOM Software 5 GOM CT 6 3D-Testing
Flächenhafte Bauteilvermessung Optischer 3D-Scanner für die dreidimensionale Bauteilvermessung und -inspektion Unabhängig von Objektgröße, Oberflächenbeschaffenheit und Bauteilkomplexität Vollflächige Bauteilbeschreibung und präzise 3D-Koordinaten
3D Form- und Maßanalyse mit ATOS Messablauf in drei einfachen Schritten Schritt 1 Schritt 2 Schritt 3 Digitalisierung Auswertung Prüfbericht/Tabelle
3D-Messdaten für Folgeprozesse
Flächenrückführung
Daten für Folgeprozesse Additive Fertigung
CNC-Bearbeitung
ATOS liefert 3D-Netze (STL)
Auflösung feinster Details
Messung kleiner Radien
Qualitätskontrolle3D-Messdaten für Folgeprozesse
Flächenrückführung
Daten für Folgeprozesse Additive Fertigung
CNC-Bearbeitung
ATOS liefert 3D-Netze (STL)
Auflösung feinster Details
Messung kleiner Radien
QualitätskontrolleGrundkonzept 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)Ausrichtungen
GOM Inspect Professional beinhaltet
Alle Standard-Ausrichtungen
∙ RPS-Ausrichtung
∙ Hierarchische Ausrichtung auf Basis von
Geometrieelementen
∙ Referenzpunkte
∙ Verschiedene Best-Fit-Verfahren Lokale Best-Fit-Ausrichtung RPS-Ausrichtung
∙ Lokales Best-Fit
∙ Globales Best-Fit
∙ Lokale Koordinatensysteme
Kostenlose GOM Inspect Software
Alle Standard-Ausrichtungsfunktionen verfügbar
Kundenspezifische Ausrichtungen
∙ Balanced Beam
∙ Equalized Nested
Unterschiedliche Ausrichtungen können parallel
vorgehalten und verwaltet werdenPunktbasierte 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.
Kostenlose GOM Inspect Software
∙ Maßhaltigkeit
Punktbasierte Inspektion ohne Einschränkungen
∙ Form- und Lage-Toleranzen ausführbar
∙ Ebenheit
∙ Rundheit
∙ Position
∙ NeigungSoll-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
Kostenlose GOM Inspect Software
CAD-basierte Generierung von Regelgeometrien
Alle Inspektionsfunktionalitäten vorhanden
∙ Linien
∙ Ebenen
∙ Kreise
∙ ZylinderForm- 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 Kostenlose GOM Inspect Software ∙ Maximale Material-Bedingung Die GD&T-Analyse kann komplett ausgeführt werden ∙ Positionstoleranz im lokalen Bezug- und Koordinatensystem
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 möglichTrend-, 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 Kostenlose GOM Inspect Software
∙ Cpk Funktionen zur Trendanalyse vollständig integriert
∙ Pp Erzeugen von Trendprojekten
nicht möglich
∙ Ppk
∙ Min
∙ Max
∙ Avg
∙ SigmaReporting
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 Kostenlose GOM Inspect Software
anschaubar Report-Modul komplett integriert
Erstellen von personalisierten Seiten nicht möglichOptisch und taktil in einem System 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
Flexibles Sensorkonzept
Ein Sensorkopf | Modulares Design
Stationär | Mobil
Klein bis groß
Flexibel skalierbare MessfelderMobil – Stationär – Automatisiert
Ein Sensorkopf | Modulares Design
Mobiles Messsystem Stationäres Messsystem Automatisiertes MesssystemAgenda 1 GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik 2 Spritzguss-Prozesskette 3 ATOS Grundlagen 4 Live-Vorführung GOM Software 5 GOM CT 6 3D-Testing
GOM Software live Elektrodeninspektion Werkzeugprüfung Digitaler Zusammenbau
Agenda 1 GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik 2 Spritzguss-Prozesskette 3 ATOS Grundlagen 4 Live-Vorführung GOM Software 5 GOM CT 6 3D-Testing
GOM CT Photogrammetrischer Computertomograph 225-kV-Röntgenquelle 3k-Detektor Messfeld: Ø:240mm H:400mm Photogrammetrische Kalibrierung Temperature Balancing 5-Achs-Kinematik
GOM CT
Agenda 1 GOM – Präzise industrielle 3D-Messtechnik 2 Spritzguss-Prozesskette 3 ATOS Grundlagen 4 Live-Vorführung GOM Software 5 GOM CT 6 3D-Testing
Qualitätssicherung in der Spritzguss-Prozesskette
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
Materialkennwerte CAD / PMI Simulation Werkzeugbau & Spritzgussteile Serienprüfung Zusammenbau &
Elektrodenfertigung BelastungstestsQualitätssicherung in der Spritzguss-Prozesskette
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
Materialkennwerte CAD / PMI Simulation Werkzeugbau & Spritzgussteile Serienprüfung Zusammenbau &
Elektrodenfertigung BelastungstestsDynamische 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
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
Materialprüfung – Zug-, Druck-, Scherversuche 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
Bauteiltests Kunststoffwinkel – Dehnung
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
Hauptformänderung mit CAD ÜberlagerungBauteiltests Papierklammer – Dehnung 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 Lüfter – Verformung 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 3D-Bewegungs- und Beschleunigungsanalyse Lüfterrad von Automobil-Kühlerlüfter ∙ 3D Verschiebung und Verformung ∙ Geschwindigkeit und Beschleunigung ∙ 6DoF Analysen ∙ Schwingungsanalyse Ergebnisse Z-Verformung beim Hochlauf (Temperatur 20°) ∙ 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 Z-Verformung beim Hochlauf (Temperatur 50°)
Bauteiltests Werkzeug – Verformung 3D-Bewegungsanalyse – Maschinenfähigkeitsuntersuchung (MFU) ∙ 3D Verschiebung und Verformung ∙ Geschwindigkeit und Beschleunigung ∙ 6DoF Analysen „Werkzeugatmung“ bei verschiedenen Einspritzparametern Relativbewegung zwischen Werkzeughälften ∙ Einspritzdruck ∙ Zuhaltekraft ∙ Einspritzvolumen © TU Chemnitz ∙ Füllzeit ∙ Massepolster
Bauteiltests Werkzeug – Verformung
© TU Chemnitz
Messaufbau in Situ Bewegung der Werkzeughälften zueinander beim SpritzvorgangBauteiltests Werkzeug – Verformung
Aufdrücken der Werk-
zeughälfte um 2/100
Verschiebung der
Werkzeughälfte „nach
oben“ um 3/100
Zufahren Auffahren
des Werk- Einspritzvorgang des Werk-
Verschiebung X & Y mit CAD Überlagerung zeuges zeugesSie können auch lesen
