Glänzende 3D-Teile besser messen

Präzise Fräsprozesse erfordern eine exakte Positionierung der Bauteile auf dem Maschinentisch. Taktile Messtaster der Bearbeitungsmaschine ermitteln Position und Lage der Frästeile. Die Fräsprogramme werden entsprechend eingestellt. Für Guss- und Metall 3D-Druckteile sind die integrierten Messtaster jedoch nur bedingt geeignet. Sie können die lagespezifische Position der Freiformflächen im 3D-Raum nicht vollständig erfassen. Die großen Form- und Geometrietoleranzen (+/-0,3mm und mehr je nach Bauteilgröße) von Guss- und 3D-Druckteilen verlangen detaillierte optische Messungen. Diese erfolgen entweder mit einem handgeführten Scanner direkt in der Bearbeitungsmaschine oder auf einem entnehmbaren Nullpunkt-Spannsystemplatten außerhalb der Maschine. Anhand der ermittelten Daten erfolgt eine Feineinstellung des Fräsprogramms an die Bauteillage.

Die Problematik: Nicht nur für 3D-Druckteile sind die Materialkosten hoch, die Aufmaße werden deshalb geringgehalten. Der Fräsprozess muss äußerst präzise erfolgen. Die Erfassung der Freiformflächen ist jedoch komplizierter als bei Standard-Fräsbauteilen. Hinzu kommt, dass Guss- und 3D-Druckteile häufig glänzend sind und teilweise starke Vertiefungen haben. Diese Oberflächen können von vielen Scannern nicht vollständig erfasst werden. Hier hilft es, die Oberflächen mit einem Scanningspray, zum Beispiel von Aesub, zu mattieren.

Mit dem Spray werden glänzende Metallflächen sekundenschnell mattiert und können umgehend gemessen werden. Der Scanner kann die mattierten Oberflächen vollständig erfassen, so dass verlässliche Bauteildaten schneller vorliegen. Insbesondere bei kleinen Serien und der Prototypenfertigung/First Article Inspection helfen Scanningsprays die Messprozesse und damit die Zerspanungsabläufe zu beschleunigen und Ausschuss zu vermeiden. Empfehlenswert sind sublimierende Scanningsprays, die sich nach kurzer Zeit komplett auflösen und somit das nachträgliche Reinigen von Bauteil und Maschine ersparen. Aesub bietet aktuell drei Sprays mit unterschiedlichen Sublimationszeiten an.

Erster Vorteil: Glänzende und reflektierende Oberflächen können schneller gemessen werden; der Bearbeitungsprozess wird beschleunigt. Bauteile werden innerhalb weniger Sekunden mattiert, dadurch entstehen hohe Kontrastwerte, so dass der Messprozess umgehend starten kann. Vorteil 2: weniger Ausschuss. Durch die bessere Datenerfassung wird Ausschuss reduziert bzw. vermieden. Vorteil 3: Scanningsprays sind ideal für Inline-Messung: Denn Bauteile können direkt in der Maschine besprüht werden. Der Bearbeitungsprozess kann zügig fortgesetzt werden. Vorteil 4: die Sprays sublimieren, nachträgliches Reinigen ist nicht nötig. Bearbeitungsmaschine und Elektronik werden nicht beschädigt, da das Spray vollständig sublimiert. Bauteile müssen nach der Messung nicht vom Spray gereinigt werden. Gerade bei Kanälen oder Tiefbohrungen wird das aufwendige Reinigen erspart. Vorteil 5: Die sublimierenden Aesub-Sprays sind pigmentfrei. Das gesundheitsgefährdende Titandioxid ist nicht enthalten.

Mittlerweile gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Scanningsprays, die sich hinsichtlich Schichtstärke, Sublimationszeit, Inhaltsstoffen und Grifffestigkeit unterscheiden. Wichtigste Merkmale sind der gleichmäßige Auftrag und die Sublimationsfähigkeit. Für eine homogene Sprühschicht müssen die Sprays sehr fein sein und sich tropfenfrei auftragen lassen. Bei minderwertigen Sprays sind zuverlässige Messergebnisse aufgrund des ungleichmäßigen Auftrags nicht möglich. Sind die Sprays zu flüssig, bilden sich Tropfen und Pfützen. Sind sie zu dickflüssig, ist der Materialauftrag zu stark. Die Messergebnisse werden dadurch verfälscht. Die Scanningsprays von Aesub lassen sich sehr fein und gleichmäßig auftragen. Je nach Spray- Variante liegt die Schichtdicke zwischen 0,5 und 15 µm.

Herkömmliche Sprays haften hartnäckig auf Bauteilen und angrenzenden Bereichen. Nicht sublimierende Sprays können nicht für Messungen in der Maschine verwendet werden. Das Reinigen der Maschine und des Bauteils wäre - wenn überhaupt möglich - extrem zeitaufwendig. Für Anwendungen an und in der Maschine müssen Scanningsprays sublimierend sein. Die Spray-Varianten von Aesub haben unterschiedliche Sublimationszeiten. Sie werden je nach Bauteilgröße oder erforderlicher Scan-Zeit eingesetzt. Die Sublimationszeiten liegen zwischen 1 und 12 h. Auch die Inhaltstoffe spielen eine wichtige Rolle bei der Verwendung der Scanningsprays. Einige Sprays enthalten Pigmente und das gesundheitsgefährdende Titandioxid. Zum Schutz der Mitarbeiter sollten daher pigmentsfreie Sprays, wie zum Beispiel von Aesub, verwendet werden. Mit Scanningsprays liegen verlässliche Messergebnisse schneller vor. Bearbeitungsprogamme können schneller angepasst werden und damit die Fertigungsprozesse erheblich beschleunigen. Die Handhabung ist einfach. Die Aesub-Sprays können durch Spraydosen oder mit Hilfe einer Sprühpistole aufgetragen werden. Innerhalb weniger Stunden ist die Sprühschicht wieder verschwunden. Die ganze Palette der Sprays und was damit machbar ist, zeigt Aesub auf der Website.