Vorausschauende Instandhaltung im Vergleich zur Realität

Vorausschauende oder erweiterte Wartung zielt darauf ab, Ausfälle zu verhindern, bevor sie auftreten. Aber in der Realität stehen viele Branchen immer noch vor einer kritischen Herausforderung: Was passiert, wenn Teile ausgetauscht werden müssen, die es nicht mehr gibt?

Eine aktuelle Situation in Paris hat dies sehr deutlich gemacht.

Ein wichtiges Förderbandsystem, das die Metro und die RER am Châtelet–Les Halles verbindet, erforderte umfangreiche Wartungsarbeiten. Laut Le Parisien:

“Die vollständige Erneuerung der 2.400 Teile der drei Teppiche wurde daher beschlossen. Eine aufwendige Operation, für die die RATP sechs Monate Arbeit angekündigt hatte. Dies geschah jedoch ohne Berücksichtigung einer unerwarteten Schwierigkeit: Die für die Reparatur benötigten Teile sind auf dem Markt nicht mehr erhältlich.
Es war daher notwendig, neue anfertigen zu lassen. Die Régie wählte einen neuen Lieferanten aus, der die Paletten entwerfen und dann in Serie herstellen musste.”

Jeder in der Branche versteht, wie kritisch diese Situation ist.
Wenn Komponenten nicht verfügbar sind, Produktion, Infrastruktur oder Dienstleistungen können sich verlangsamen – oder ganz zum Erliegen kommen.

Hier werden strukturierte Scan-to-CAD-Workflows unerlässlich.

Die Herausforderung

Eine ähnliche Herausforderung gab es bei einem Unternehmen, das Glas für industrielle Zwecke formt.

Sie mussten wiederherstellen drei mehrteilige Formen zur Glasformung verwendet. Im Laufe der Zeit hatten sich diese Formen weiterentwickelt:

• Risse und sichtbare Schäden
• Verformung an Kanten und Mittelbereichen durch Verschleiß
• Fehlausrichtung zwischen montierten Bauteilen
• Lokale Inkonsistenzen, die funktionale Geometrie beeinträchtigen

Während der virtuellen Montage zeigten die Formen signifikante Abweichungen:

• Eine schwebende Komponente zeigte einen Versatz aufgrund unvollständiger Befestigung
• Die Ränder und zentralen Bereiche waren sichtbar deformiert
• Ein gekrümmtes Profil erschien durch angesammelte Abnutzung und Fehlausrichtung verschoben.
• Planheits- und Geradheitsfehler beeinträchtigten die Gesamtkonsistenz

Die Formen folgten keiner stabilen oder logischen Geometrie mehr.
Das Ziel war nicht nur, sie wiederzugeben – sondern sie wiederherstellen, zu korrigieren und zu stabilisieren, um eine zuverlässige Produktion zu gewährleisten.

Der Lösungspartner

TRISKAN, ein Associate Partner von QUICKSURFACE und autorisierter Demo- und Support-Partner, führte das Projekt unter Einsatz seines seit 2018 aufgebauten Fachwissens in den Bereichen 3D-Scanning, Reverse Engineering und Inspektionsdienstleistungen durch. Als offizieller Partner und Distributor von SCANOLOGY- und 3D EVOK-Lösungen bietet TRISKAN auch die SIMSCAN-3D-Scanner-Produktreihe an.

Marc-Antoine Hejnal, Manager von TRISKAN, leitete den Workflow und setzte seine Expertise in 3D-Lösungen für Inspektions- und Engineering-Anwendungen ein.

Datenerfassung: Hochpräzises Scannen

TRISKAN die Formen digitalisiert mittels der Scanology SIMSCAN.

• Auflösung bis zu 0,025 mm
• Schnelle Erfassung komplexer und abgenutzter Oberflächen
• Hohe Genauigkeit auch bei beschädigter Geometrie

Mithilfe von DEFINSIGHT wurden die Scandaten über eine Plugin-Integration direkt in QUICKSURFACE übertragen, wodurch ein nahtloser Arbeitsablauf gewährleistet wurde.

Dies sorgte für eine zuverlässige digitale Darstellung der Formen und bildete eine präzise Grundlage für den gesamten Scan-to-CAD-Prozess.

Vom Scan zum CAD mit QUICKSURFACE

QUICKSURFACE verarbeitet groß .ply Dateien effizient verarbeiten und durch Reduzierung der Polygonanzahl optimieren, während eine kontrollierte Abweichung beibehalten wird.

Die Rekonstruktion folgte einem strukturierten Arbeitsablauf:

1. Virtuelle Montage von Formteilen

TRISKAN setzte zunächst alle gescannten Formenbauteile in einer digitalen Umgebung zusammen, um ihre reale Konfiguration nachzubilden.

• Ausrichtung basierend auf Primitiven
• Manuelle Ausrichtung Verfeinerung
• Validierung mittels Abweichungsanalyse

Dieser Schritt stellte die genaue Positionierung aller Komponenten sicher und deckte Fehlstellungen auf, die durch Verschleiß und Montagebedingungen verursacht wurden.

2. Globale Geometrie blockieren

Das Team hat die Gesamtstruktur der Formen definiert und die Hauptgeometrie stabilisiert.

Schlüssel QUICKSURFACE Pro Angewandte Werkzeuge und Methoden:

• Abschnitte
• Skizzenhilfe
• Abweichungsanalysator

Diese Phase etablierte eine konsistente Referenzgeometrie und korrigierte globale Inkonsistenzen.

3. Modellierung der Glasformungsgeometrie

TRISKAN rekonstruierte die Funktionsprofile mit Präzision.

In dieser Phase setzte TRISKAN eine Kombination aus QUICKSURFACE-Modellierungswerkzeugen und -techniken ein:

• Präzise Kurven und Profile mit 3D-Skizzen erstellt
• Geometrie durch abschnittsbasierte Rekonstruktion definiert
• Glatte, kontinuierliche Oberflächen durch Sweep- und Loft-Operationen erstellt

Schlüsselanpassungen:

• Korrektur verschobener gekrümmter Profile
• Verfeinerung des Notch-Bereichs zu einer logischeren und symmetrischeren Form
• Erhaltung der funktionalen Geometrie, wo immer möglich

4. Integration von Geometrie in die Formen

Die rekonstruierten Merkmale wurden in die vollständigen Gussformen integriert, um ein kohärentes und funktionales Endmodell zu gewährleisten.

Diese Phase wurde mithilfe einer Kombination aus QUICKSURFACE-Tools und Validierungs-Workflows abgeschlossen:

• Muster für wiederkehrende Elemente
• Boolesche Operationen zum Zusammenführen und Verfeinern von Geometrie
• Abweichungsanalysator zur kontinuierlichen Auswertung anhand der Scan-Daten

Die Abweichungsanalyse spielte in diesem Schritt eine Schlüsselrolle. Sie ermöglichte es TRISKAN, die Genauigkeit der rekonstruierten Geometrie zu überprüfen und sicherzustellen, dass alle integrierten Merkmale innerhalb akzeptabler Toleranzen blieben.

Dies stellte sicher, dass alle Elemente korrekt zusammenpassten und ergab ein vollständiges, produktionsreifes Modell.

Korrektur von Verformungen an Kanten und in der Mitte (Abnutzung?)

2. Versatz des schwimmenden Teils, der nicht vollständig angezogen wurde

3. Korrektur von Verformungen an den Rändern und in der Mitte (Verschleiß?)

4. Das gekrümmte Profil verschob sich, da die Nachbildung zwischen den beiden Blöcken perfekt symmetrisch war, während das reale Teil Verschleiß und Fehlausrichtung aufgrund der virtuellen Montage aufwies

5. Korrektur von Ebenheits-/Geradheitsfehlern

6. Anpassung des Profils auf etwas Logischeres und Symmetrischeres auf Höhe der Kerbe

Ingenieurnotizen

• Gesamtzustand:
  Die Formen waren durch Verschleiß stark deformiert und inkonsistent.
• Modellierungsansatz:
  Das finale CAD repräsentiert eine korrigierte und stabilisierte Version der Formen.
• Funktionserhaltung
  Die kritische Geometrie wurde so gut wie möglich beibehalten.
• Löcher
  Die Positionen der Schraubenlöcher wurden definiert, jedoch sollten die endgültigen Spezifikationen vom Hersteller bestätigt werden.
• Liefergegenstände
  Bearbeitbar .STEP-Dateien weitere Anpassungen zulassen, falls erforderlich.

Das Ergebnis

TRISKAN lieferte vollständig rekonstruierte, produktionsreife CAD-Modelle, die verschleißbedingte Verformungen korrigierten und die korrekte Ausrichtung aller Formenkomponenten wiederherstellten. Durch die Stabilisierung der Geometrie in einer konsistenten und logischen Struktur sind die endgültigen Modelle nun für eine zuverlässige Fertigung geeignet und bewahren gleichzeitig die wesentlichen funktionellen Merkmale, die für die Glasformung erforderlich sind.

Warum QUICKSURFACE

Dieses Projekt zeigt, wie QUICKSURFACE Folgendes ermöglicht:

• Effiziente Handhabung großer Scan-Datensätze
• Genaue Rekonstruktion aus unvollkommener Geometrie
• Kombinierte parametrische und Freiform-Workflows
• Strukturierte, zuverlässige Scan-to-CAD-Prozesse

Anstatt verschlissene Teile zu kopieren, können Ingenieure reparieren Absicht und Funktion.

Gedanken zum Abschluss

Wenn Werkzeuge verschleißen und von ihrem ursprünglichen Zustand abweichen, wird die Wiederherstellung einer stabilen und zuverlässigen Geometrie unerlässlich, um die Produktion aufrechtzuerhalten.

Hier spielen strukturierte Scan-to-CAD-Workflows eine entscheidende Rolle – sie wandeln reale Komponenten in präzise, produktionsreife CAD-Modelle um.

QUICKSURFACE – Vom 3D-Scan zum CAD – Zuverlässig, einfach, leistungsstark