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Reverse Engineering für Werkzeuge der Stanz- und Umformtechnik

Faktoren wie hohe Stanzgeschwindigkeiten, dickere Bleche, fehlende Schmierung oder falsche Werkstoffe führen bei Folgeverbundwerkzeugen oder Transferwerkzeugen zu erhöhtem Verschleiß, Beschädigungen und schlussendlich zum Werkzeugbruch. Die Folge sind Produkte außerhalb der vorgegebenen Toleranz, Produktionsausfälle und teure Standzeiten. Diese werden noch teurer wenn dann auch noch entsprechende Konstruktionsdaten fehlen um Ersatzteile zu fertigen. Mit der Kombination aus modernster 3D Messtechnik und Reverse Engineering haben wir ein Verfahren entwickelt mit dem Werkzeuge aus der Stanz- und Umformtechnik effektiv kontrolliert, korrigiert und optimiert werden können. Ob einzelne Stempel oder komplexe Folgeverbundwerkzeuge, mit unserer tiefgreifenden Erfahrung im Reverse Engineering und der Werkzeugkonstruktion liefern wir Ihnen Werkzeugdaten die Ihren Ansprüchen entsprechen. Nachfolgend erfahren Sie welche Möglichkeiten und Potentiale unser Verfahren für Ihren Produktionsprozess bietet.

Möglichkeiten für Reverse Engineering bei Formwerkzeugen:

  1. Anpassung von Werkzeugdaten an den Ist-Stand
  2. Rekonstruktion von nicht vorhandenen Werkzeugdaten
  3. Werkzeugkorrektur und Optimierung

1. Anpassung von Werkzeugdaten an den Ist-Stand

Werkzeuge in der Stanz- und Umformtechnik werden im laufenden Prozess oft angepasst um eine möglichst fehlerfreie Produktion zu erreichen. Insbesondere Änderungen von Freiformflächen lassen sich kaum in den Datenstand des Werkzeugs übernehmen. Daraus resultieren veraltete CAD Daten die nicht mehr dem Ist-Stand entsprechen.

Im ersten Schritt werden zunächst alle relevanten Bereiche des Bauteils mittels optischer 3D Messtechnik digitalisiert. Im Falschfarbenvergleich werden vollflächig alle Abweichungen zwischen 3D Scan (Ist) und dem Original Datenstand (Soll) angezeigt. So wird die reale Geometrie des Werkzeugs kontrolliert und der Umfang für die nötigen Anpassungen ermittelt.

Auf Grundlage von hochaufgelösten 3D Scandaten rekonstruieren wir die aktuellen Geometrien und bauen sie in die Original CAD-Daten ein. Mit der Flächenrückführung können die Anpassungen vollumfänglich über alle formgebenden Flächen durchgeführt werden, oder sich nur auf einzelne Bereiche beschränken.

Als Resultat erhalten Sie einen aktualisierten Datenstand mit deutlich geringeren Abweichungen zum Ist-Stand. Die neuen CAD-Daten können Sie in Ihren digitalen Fertigungsprozess einpflegen, weitere konstruktive Optimierungen einbringen und Ersatzteile fertigen.

3D Scan - Lochposition - Maschinenbauteil
3D Scan Maschinenbauteil

Schritt 5: Flächenrückführung

Bei solchen Bauteilen ist eine parametrische Konstruktion mit Regelgeomtrien in den meisten Fällen das sinnvollste Vorgehen. Das heißt es werden Längenmaße, Radien, Winkel, Durchmesser etc. auf- oder abgerundet. Dadurch kommt es zwar zu Abweichungen zwischen CAD und Ist-Stand. Jedoch wird so eine “perfekte“ Konstruktion erstellt. Durch die klar definierten Geometrien lässt sich so auch eine Zeichnungsableitung erstellen. Weiterer Vorteil einer parametrischen Konstruktion sind die umfänglichen Informationen die in der Konstruktionshistorie (Strukturbaum) in der jeweiligen CAD Software weitergegeben werden können. Dadurch lässt sich nachträglich jede einzelne Geometrie schnell und einfach ändern – vorausgesetzt der Konstrukteur hat sauber gearbeitet.

Flächenrückführung Maschinenbauteil

Schritt 6: Qualitätsnachweis der Flächenrückführung (Falschfarbenvergleich)

Bei dem sogenannten Falschfarbenvergleich oder auch Soll-Ist-Vergleich wird das 3D Scan Modell gegenüber dem von uns erstellten CAD Modell ausgerichtet. Die Abweichungen beider Modelle werden vollflächig in einem Farbschema dargestellt. Bei komplexen Bauteilen werden für einzelne Geometrien Falschfarbenvergleiche erstellt. So wird im laufenden Prozess eine exakte Rekonstruktion sichergestellt. Ein finaler Falschfarbenvergleich dient als Qualitätsnachweiß für unseren Kunden. Zwangsläufig kommt es bei der parametrischen Flächenrückführung zu Abweichungen gegenüber dem Ist-Stand. In diesem Fall wurde der Verwendungszweck durch die Konstruktion mit Regelgeomtrien erfüllt. Größere Abweichungen an den unbearbeiteten Gussoberflächen konnten vernachlässigt werden.

Falschfarbenvergleich Maschinenbauteil
Inspektionsschnitt Qualitätsnachweis der Flächenrückführung
Häufig gestellte fragen

FAQ: Ersatzteilbeschaffung für alte Maschinen

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Durch unsere langjährige Erfahrung in der Werkzeugkonstruktion und insbesondere in der Flächenrückführung können wir in den meisten Fällen auch stark verschlissene oder sogar gebrochene Bauteile rekonstruieren. Durch unterschiedliche Techniken kann die ursprüngliche Geometrie und die Logik einer Konstruktion nachvollzogen und ins CAD übertragen werden. Beschädigung wie Löcher, Dellen oder Risse werden bereits in den Messdaten entfernt. Abgebrochene Teile werden einzeln digitalisiert und in der Software zusammengefügt.

Für Maschinenteile bei denen es auf hohe Präzision ankommt, erstellen wir Flächenrückführungen mit einer Genauigkeit von 0,01mm. Einzelne Bereiche im Bauteil wie Führungselemente oder Lochabstände können noch exakter rekonstruiert werden. Je nach Bedarf kann die exakte Flächenrückführung nur auf die relevanten Teilbereiche beschränkt werden. Weniger relevante Bereiche wie unbearbeitete Gussoberflächen können hingegen im Bereich 0,5mm rekonstruiert werden. Somit werden Aufwand und Kosten reduziert und dennoch exakte Rekonstruktion erreicht. Als Qualitätsnachweis erstellen wir bei jeder Flächenrückführung einen Falschfarbenvergleich. In diesem sehen Sie jede Abweichung zwischen Rekonstruktion (Soll) und dem Iststand.

Eine pauschale Aussage über die Kosten für eine Rekonstruktion von Maschinenteilen kann nicht getroffen werden. Die wesentlichen Einflussfaktoren sind Komplexität sowie der geometrische Aufbau des Bauteils.
Bei komplexen Geometrien mit uneinsichtigen Bereichen wird die optische Erfassung erschwert. Zudem ist die Flächenrückführung von Freiformflächen aufwendiger als bei Bauteilen mit Regelgeometrien. Diese Kriterien beeinflussen den Aufwand und somit auch die Kosten. Um Ihnen eine möglichst kosteneffiziente Lösung zu liefern, beraten wir Sie im Erstgespräch zu den Möglichkeiten und Potentialen. So können wir Ihnen Konstruktionsdaten liefern die exakt auf Ihr Vorhaben angepasst sind.

Die Fertigung von Maschinenteilen gehört nicht zu unserem Portfolio. Unsere Grundkompetenzen sind die optische Messtechnik und die Flächenrückführung.  Auf dieser Grundlage erstellen wir für Sie möglichst qualitativ hochwertige Konstruktionsdaten, mit denen Sie Ihre eigenen Ersatzteile fertigen können. Sollten Sie in Ihrem Haus keine Möglichkeit für eine Fertigung haben, bieten wir Ihnen ein breites Netzwerk an langjährigen Partnern mit entsprechendem Know-how in den Gebieten Werkzeugfertigung, Blechumformung, Spritzguss und Rapid Prototyping.

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