3D-Qualitätsprüfung von Lagergehäusen für Vier-Takt-Motoren
Hochkomplexe Motorenlagergehäuse mit rotierenden Teilen im Drehzahlbereich von bis zu 10.000 1/min.: Hier wird Präzision im Millimeterbereich gefordert!
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Die Firma Weber Motor in Markdorf gehört zur Weber Gruppe und ist seit über 40 Jahren kompetenter Partner in der Entwicklung und Fertigung von Motorkomponenenten, Motorsystemen, Komplettmotoren und Faserverbundbauteilen für ihre Kunden weltweit.
Das Unternehmen sieht Qualität als Erfolgsfaktor für die Wettbewerbsfähigkeit, weshalb der gesamte Produktionsprozess hohen Ansprüchen gerecht werden muss. In der Produktion von Aluminium-Rohteilen für leistungsstarke Vier-Takt-Motoren lässt sich die Einhaltung dieser Qualitätsforderungen durch einen CAD-Vergleich mit Hilfe des flexiblen 3D-Digitalisier- und Messsystems smartSCAN 3D-HE von Breuckmann realisieren.
Zielsetzung und Messobjekt
Das in diesem Projekt zu vermessende Lagergehäuse wird im Sandguss-Verfahren hergestellt und erfüllt vielfältige Funktionen: So werden hier Kurbelwelle sowie die Ausgleichswelle in Gleitlager aufgenommen und das Drucköl an die entsprechenden Lagerstellen geführt.
Des Weiteren dient das Gehäuse sowohl der Aufnahme der Druckölpumpe mit Begrenzungsventil als auch der resultierenden Zündkräfte des Verbrennungsmotors (axial und radial); außerdem wird es als Abdeckung für den Kettenschacht von Steuertrieb und Zahnräder verwendet. Das Lagergehäuse aus Aluminium stellt somit ein wichtiges A-Teil dar; abhängig vom Anwendungsgebiet erreichen die darin aufgenommenen Motorenteile Drehzahlbereiche bis 10.000 1/min.
Aufgrund der höheren möglichen Formab-weichungen des angewandten Gussverfahrens müssen die Gehäuse vermessen und auf mögliche Abweichungen von den Vorgaben überprüft werden.
Angesichts der vorliegenden komplexen Rohteil-Geometrie ist die Oberflächen-Erfassung mit einer Koordinatenmessmaschine jedoch zu zeitintensiv und arbeitsaufwändig, da neben umfangreichen Programmierarbeiten auch höherer Aufwand für die Erstellung der Zeichnung sowie der Dokumentation eingeplant werden muss. Hier bietet sich ein Soll-/ Ist-Vergleich mit den präzisen 3D-Daten des smartSCAN 3D-HE als ideale zeit- und ressourcensparende Alternative an.
Messsystem und –aufbau
Für die Prüfung der Rohteile kommt das Breuckmann-Messsystem smartSCAN 3D-HE mit einem kleinen Messfeld zum Einsatz.
Zur teilweise automatisierten Erfassung wird zusätzlich ein Drehteller verwendet.
- Abweichung des vermessenen Gehäuses von den Solldaten (3D-Falschfarbenvergleich)
Arbeitsablauf
Im Scanprozess werden zunächst die Einzelaufnahmen des Lagergehäuses mit Hilfe der Breuckmann-Software OPTOCAT erstellt, ausgerichtet und zu einem einheitlichen Dreiecksnetz verbunden.
In einem zweiten Schritt werden die so erzeugten Daten mit einer Inspektionssoftware ausgewertet (im vorliegenden Fall Polyworks / InspectorTM von Innovmetric Software Inc.), um die Geometrie zu beurteilen. Tiefe Rippenstrukturen sind oft mit den Standard-Triangulationswinkeln von flächenhaft messenden optischen Sensoren nicht präzise zu erfassen. Die flexible Sensor-Konfiguration der smartSCAN 3D-Baureihe erlaubt Scanprozesse mit Triangulationswinkeln von 30°, 20° und 10°, wodurch auch schwierig zu erfassende Objektbereiche detailgenau gemessen werden.
Ergebnis
Die hochpräzisen Daten des smartSCAN 3D-HE unterstützen die Firma Weber Motor bei der Einhaltung ihrer hohen Qualitätsnormen. Zur Kontrolle der Gehäuseproduktion verfügt der Gießer über einen 3D-Datensatz mit entsprechend zugelassener Formabweichung nach DIN 1680 GTA. Nach dem Abguss wird das Lagergehäuse mit dem smartSCAN 3D-HE digitalisiert und gegen die vorliegenden CAD-Referenzdaten verglichen. Das aufwändige Arbeiten mit dem Messtaster einer Koordinatenmessmaschine ist nicht erforderlich: Jede noch so kleine Formabweichung lässt sich nicht nur schneller, bequemer und besser erkennen, der Digitalisierungs-prozess mit anschließendem Datenvergleich spart zudem Zeit und Kosten.
Die direkt interpretierbaren Messergebnisse werden umgehend zur Optimierung der Prozessparameter herangezogen. Damit unterstützt das smartSCAN 3D-HE die Produktionsabteilung in ihrer konstanten Effizienz bei der Herstellung qualitativ hochwertiger Lagergehäuse.
Wir bedanken uns bei der Weber Motor GmbH für die freundliche Unterstützung bei der Erstellung dieses Berichts.
