Maßhaltigkeit & CMM: 3D-Koordinatenmesstechnik & 3D-Scans nach ISO 1101
Metrologie im 3D-Druck: Taktile KMG-Messtechnik (CMM nach ISO 10360), optische Streifenlichtscanner (GOM ATOS), Form- und Lagetoleranzen nach ISO 1101, Falschfarbenvergleich.
Die dimensionelle messtechnische Qualitätsprüfung entscheidet über die Freigabe jedes gefertigten Bauteils im Maschinenbau und in der Luftfahrt. Während taktile 3D-Koordinatenmessgeräte (KMG / CMM) mit Rubin-Tastkugeln für höchste Präzision bei Passungen, Bohrungsabständen und Form- und Lagetoleranzen nach DIN EN ISO 1101 (Rundheit, Zylindrizität, Koaxialität) im Submikrometerbereich sorgen, erfassen optische 3D-Streifenlichtscanner (Blaulicht-Scanner wie Zeiss/GOM ATOS) die gesamte Freiformgeometrie vollflächig. Ein digitaler Soll-Ist-Falschfarbenvergleich visualisiert Schwindung und thermischen Verzug über das gesamte Bauteil.
- Taktile KMGs messen Form- und Lagetoleranzen (Koaxialität, Rechtwinkligkeit) mit Genauigkeiten unter 1.5 µm.
- Optischer Blaulicht-3D-Scan erfasst Millionen Messpunkte pro Sekunde für vollflächige CAD-Soll-Ist-Vergleiche.
- Falschfarben-Abweichungsanalysen decken Bauteilverzug, Durchbiegung und asymmetrische Schwindung sofort auf.
- Prüfprotokolle nach DIN EN ISO 10360 und VDI/VDE 2634 für Erstmusterprüfberichte (EMPB / PPAP).
Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich
ISO/ASTM 52900| Messsystem | Taktiles KMG (Portal-CMM) | Optischer 3D-Streifenlichtscanner | Lasertracker / Messarm |
|---|---|---|---|
| Genauigkeit | Höchste Präzision (0.5 - 2 µm) | Sehr hoch (10 - 25 µm) | Moderat (25 - 50 µm) |
| Datendichte | Diskrete Einzelpunkte / Kreise | Vollflächige Punktewolke (Mesh) | Punkte / Kurvenzüge |
| Messzeit | 15 - 45 Minuten (punktbasiert) | 3 - 10 Minuten (flächenhaft) | 10 - 30 Minuten |
| Freiform-Eignung | Eingeschränkt (Tasterradius) | Hervorragend (beliebige bionische Formen) | Sehr gut für Großteile |
| Prüfbericht-Fokus | Maßtabellen & Form/Lage (GD&T) | Vollflächige 3D-Falschfarbenkarte | Bauraum- und Rahmenprüfung |
Taktile Präzisionsmessung von Passungen und Gewinden
In klimatisierten Messräumen (Güteklasse 1 nach VDI/VDE 2627 bei exakt 20.0 °C) tastet die CMM Funktionsflächen ab. Die Messsoftware errechnet Ausgleichselemente (Gauß-Kreise, Tschebyscheff-Elemente) und prüft Parameter nach dem Geometrischen Produktspezifikationssystem (GPS). So wird nachgewiesen, ob eine nachgefräste Lagerbohrung ihre Zylindrizität von 0.008 mm und Rechtwinkligkeit zum Bezugsflansch einhält.
Optische Digitalisierung und Best-Fit-Transformation
Streifenlichtscanner projizieren feine Streifenmuster aus blauem LED-Licht auf das Bauteil. Zwei hochauflösende Kameras erfassen die Verformung der Streifen nach dem Triangulationsprinzip. Das resultierende polygonale STL-Geflecht wird über Best-Fit- oder RPS-Referenzpunkte exakt mit dem Original-CAD-Modell überlagert. Abweichungen im Zehntelmillimeterbereich werden als Farbskala (Grün = im Maß, Blau = Untermass, Rot = Aufmass) visualisiert.
Kompensation von Verzug durch Vorhaltemaße im CAD
Der 3D-Scan schließt den Kreis zur Konstruktion: Zeigt der Falschfarbenvergleich, dass ein Freiformflügel durch thermische Schwindung reproduzierbar um 0.35 mm nach oben federt, wird das CAD-Modell in der Slicing-Software invers um exakt diesen Betrag vorgekrümmt (Morphing). Nach dem nächsten Druckjob federt das Bauteil exakt in die Nennkontur (Maßabweichung < 0.05 mm).
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Wie werden stark spiegelnde oder schwarze Metalloberflächen gescannt?
Welche Allgemeintoleranzen gelten für rohe AM-Teile ohne Nacharbeit?
Können Innengeometrien mit CMM gemessen werden?
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