Was die Computertomografie (CT) für die Fertigungsoptimierung bringt

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Die Analyse und das Vermessen von Bauteilen

Die Analyse von Bauteilen erfolgt am digitalen Modell des Prüfobjektes. Hier können unterschiedliche Materialien ein- und ausgeblendet werden und es können digitale Schnitte in beliebigen Ebenen durchgeführt werden. Das Modell kann man sich sowohl dreidimensional anschauen, als auch in einem 2D-Schnitt.

Beispiel: Übersteckung des Han 3A
Hybrid: Beim Han 3A Hybrid handelt es sich um einen industrietauglichen RJ45 Ethernet-Datensteckverbinder mit Powerkontakten für hybride Applikationen (Bild 1).

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Im Rahmen der Freigabeprüfung wird eine ausreichende Übersteckung der Kontakte kontrolliert, um die Zuverlässigkeit der Verbindung zu gewährleisten. Klassisch werden hierfür Schliffe angefertigt. Zum einen muss ein Schliff zur Kontrolle der Übersteckung der Powerkontakte durchgeführt werden (Bild 3a). Außerdem muss die Auslenkung des RJ45 Steckers in den verschiedenen Ebenen der Feder des RJ45 Steckers kontrolliert werden (Bild 3b).

Mithilfe des Computertomografen lässt sich dieses Verfahren deutlich vereinfachen. Der Steckverbinder wird im gesteckten Zustand eingescannt und ein digitales Modell des Verbinders wird erzeugt. Anschließend können Schliffe in beliebigen Ebenen durch das Modell gelegt werden. Bild 4a zeigt einen Schnitt durch das 3D-Modell und Bild 4b die 2D-Ansicht des gesteckten Steckverbinders in einer Schnittebene.

Die Analyse von Lunkern und Fehlstellen

Lunker und Fehlstellen im Werkstoff weisen ein anderes Röntgenabsorbtionsverhalten auf als das Vollmaterial. Deswegen kann eine CT-Analyse verwendet werden, um Lunker und Fehlstellen in Bauteilen zu finden. Diese können anschließend farbkodiert – entsprechend ihrer Größe – in dem digitalen Modell angezeigt werden. Eine Lunkeranalyse kann sowohl von Kunststoff als auch von Metallbauteilen durchgeführt werden.

Beim Unternehmen wurde diese Möglichkeit zur Optimierung von Prozessparametern in Hinblick auf die Größe, Anzahl und Verteilung von Lunkern genutzt.

Aus dem digitalen Modell des Prüfobjektes lässt sich die Oberflächenkontur extrahieren. Diese kann für eine Vermessung des Bauteils verwendet werden. Durch die Kontur lassen sich Schnitte legen, so dass eine Vermessung im Schnitt analog zu einer konventionellen Vermessung möglich ist. Im Schnittbild können geometrische Elemente definiert werden und dadurch die Maße entsprechend der Zeichnung bestimmt werden. Die Definition der Maße erfolgt manuell über das Schreiben eines Messprogramms.

Es ergeben sich mehrere Vorteile im Vergleich zu einer konventionellen Vermessung. Bei einer konventionellen Vermessung müssen Schliffe aufwändig angefertigt werden und beim Schleifen des Prüfobjekts kann sich dieses verziehen. Bei der CT-Vermessung lassen sich beliebig viele digitale Schliffe ohne Mehraufwand anfertigen. So ist es z.B. möglich, den vertikalen Verlauf eines Kammermaßes durch Schliffe in unterschiedlichen Höhen nachzuvollziehen.

Hierzu muss lediglich das Messprogramm in einer Ebene definiert werden. Anschließend kann der Ort der Schliffebene mittels einer Schleife verschoben werden. Des Weiteren kann das Messprogramm, wenn es einmalig fertig gestellt wurde, durch einfaches Austauschen der Kontur wiederverwendet werden. Dies ist besonders nützlich bei der Vermessung von Bauteilen mit mehreren Kavitäten. Es ermöglicht aber auch eine schnelle Vermessung zur Fertigungsüberwachung oder beim Betriebsmittelersatz von Werkzeugen.

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