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Die industrielle Computertomografie (CT) hat sich in den vergangenen drei Jahren als Analysewerkzeug in der Qualitätskontrolle etabliert und bewährt. Durch die Summe all ihrer Fähigkeiten – die Untersuchung der Materialien eines Bauteils als auch dessen vollständige geometrische Analyse – wird die CT so zu einem universellen Werkzeug der industriellen Qualitätskontrolle.
Firma Metris AG als innovativer und kompetenter Dienstleister im Bereich der Mehrkoordinatenmesstechnik hat diese Entwicklung erkannt und den Einstieg in die Welt der CT erfolgreich gemeistert. «Dank den herausfordernden Aufgaben unserer Kunden konnten wir auf diesem Gebiet in den letzten Jahren weitrei- chende Kompetenzen aufbauen », sagt Roger Eggenberger, Geschäftsführer von Metris.
Einblick in den Arbeitsbereich des Computertomografen. Technologie, die beeindruckt
Vermessungslabors auf höchstem Niveau
Vor zweieinhalb Jahren ist das 2002 gegründete Unternehmen in das grenznahe Dorf Au im St.Galler Rheintal gezogen. In den auf höchstem Niveau ausgestatteten Vermessunglabors und Büros arbeitet ein engagiertes Team von aktuell 11 Mitun- ternehmer präzise an Projekten aller Art. Das fängt bei der Messung von Serien- und Musterteilen an und hört bei der Digitalisierung von Werkstücken noch lange nicht auf.
Die Kunden kommen aus allen Wirtschaftszweigen, wie zum Beispiel der Werk- zeugherstellung, Druck & Spritzguss-Erzeugung, dem industriellen Design oder dem Fahrzeug- und Flugzeugbau sowie dem medizinischen Bereich. Hochpräzise Messtechnik ist aus der industriellen Fertigung – egal welcher Produkte – nicht mehr wegzudenken.
Als einen Höhepunkt in der Unternehmensgeschichte darf der Empfang des zweiten Preises anlässlich der KMU Primus Verleihung 2007 der St.Galler Kan- tonalbank erwähnt werden (der erste Platz ging an Schöller Textil; Dritter wurde Isofloc AG).
CT-Anlage, Design und Qualität von Zeiss
Weltweit erster Messdienstleister mit einem Metrotom
Vor drei Jahren wurde Metris als Pilotkunde für ein Metrotom-Messgerät der Firma Carl Zeiss angefragt. Die Zusage war damals ein gewagtes Unterfangen, welches sich heute aber als eines der bedeutendsten in der Geschichte der Firma Metris herausstellt, urteilt Eggenberger im Nachhinein.
Warum gerade ein Unternehmen mit vier Mitunternehmer? «Dies sicherlich daher, weil sich Carl Zeiss über die Jahre seit der Gründung ein hervorragendes Bild unserer innovativen und kompetenten Dienstleistungen im Bereich der Mehrkoor- dinatenmesstechnik machen konnte», ist der Geschäftsführer überzeugt.
Der Begriff MetroTomografie setzt sich aus Metrologie und Tomografie zusam- men. Basierend auf dem Prinzip der Röntgentechnologie macht MetroTomografie das Messen dort möglich, wo bisher nur stark eingeschränkt geprüft werden konnte: im Inneren von hochkomplexen Bauteilen. Damit eröffnen sich ungekannte Möglichkeiten in der industriellen Qualitätssicherung.
Das Messvolumen beträgt 300x300 mm. Die Prüfbarkeit eines Materials hängt vom Prinzip der kumulierten Materialstärken ab. Kunststoffe etwa sind bis zu einer Materialstärke von 250 mm tomografierbar, Leichtmetalllegierungen wie Alumi- nium oder Magnesium bis 120 mm Materialstärke. Sogar Stahl lässt sich bei einer Materialstärke bis zu 10 mm tomografieren. Die reine Defektkontrolle funktioniert auch noch bei 15 bis 18 mm Stärke.
Prüfkörper zur Geräteüberwachung nach ISO 17025 und Flächendetektor für die Bildgebung
Auswertung von Daten tomografierter Teile
Die Software VGStudio MAX von Volume Graphics übernimmt den grund- legenden Schritt der Aufbereitung der dreidimensionalen Voxeldaten. Das System bietet Materialanalysen (Risse, Einschlüsse, Porosität, usw.) und geometrische Auswertungen zum Beispiel von Wandstärken oder komplett montierten Bau- gruppen (Positions-, Funktionskontrolle). Zusätzlich erlaubt die Software Soll-Ist- Vergleiche mit Volumendaten aus dem CAD-System, die Messung von Form- und Lagetoleranzen sowie die Konvertierung in Oberflächendatenformate (z.B. Ist- Daten für Rapid Prototyping).
Akkreditierung nach ISO 17025
Die Akkreditierung nach ISO 17025 ist im Fokus der Unternehmensziele für das aktuelle Jahr. Mit Hochdruck arbeiten die Mitunternehmer an den Normvorgaben. Bei dieser Akkreditierung werden nicht nur die Abläufe geprüft, sondern vor allem die fachliche Kompetenz und das Arbeitsumfeld ermittelt. «Mit diesem weiteren Meilenstein wollen wir unsere Position im Schweizer Markt stärken und ausbauen sowie die Marktdurchdringung in den europäischen Raum weiterverfolgen», so die
Zielsetzung von Eggenberger.
Ausbau der Dienstleistungen
Mit dem bereits eingeschlagenen Weg von Engineering-Dienstleistungen inner- halb der Metris AG (Entwicklung von Werkzeugen/Reverse Engineering usw.) und einer Akquisition eines über die Landesgrenze hinaus bekannten Engineering- Unternehmens per Ende 2008 verfolgt Metris das Ziel, auch in diesem Dienstleis- tungssektor der erste Ansprechpartner ihrer Kunden zu sein.
Mit Rapid Prototyping schliesst das Unternehmen den Entwicklungs- und Pro- duktionszyklus eines Produktes und kann – von der Entwicklung bis zum Messprotokoll eines Serienteiles – als kompetenter Dienstleister im Markt auf- treten. Verbunden mit dem Ausbau der Dienstleistungen ist es das erklärte Ziel, auch die Distanz zu den Kunden mit neuen Standorten zu verkleinern. Die Mitarbeit mit dem Hause Carl Zeiss hat übrigens ihre Fortsetzung: Auch bei der Entwicklung des neuesten Metrotom ist Metris mit dabei.
Anwendung der industriellen Computertomografie
Drastische Senkungen von Entwicklungszeiten und -kosten von nahezu 40 Prozent – und dies nicht nur in der Theorie. Die Erfolgsstory eines Pionierkunden zeigt das Einsparpotenzial und die Vorteile für den Kunden auf. Die Hirschmann Automoti- ve, mit Hauptsitz in Rankweil (AT) und Produktionsniederlassungen in CZ und RO sowie Länderbüros in USA und IT, erwirtschaftete 2008 mit zirka 1550 Mitarbeitern einen Umsatz von 110 Millionen Euro. Hirschmann Automotive ist kompetenter Partner für innovative Lösungen im Bereich der automotiven Steckverbindungstechnik für die unterschiedlichsten Anwendungen in sicherheits- relevanten und hoch beanspruchten Bereichen im Fahrzeug. Statt wie bis anhin mit dem ersten «Schuss» eine Vollvermessung (inkl. Erstmusterprüfbericht) der Teile über alle Kavitäten durchzuführen, wird neu nach der CT aller Teile ein Soll-Ist-Vergleich erstellt. Diese Daten stehen jeweils nach bereits zwei Tagen zur Verfügung. Aufgrund dieser Resultate werden die nötigen Korrekturen für das Werkzeug berechnet und die «deformierten» CAD-Daten entsprechend an- gepasst. Nach der Korrektur und einem weiteren Soll-Ist- Vergleich wird im Anschluss die Vollvermessung durchgeführt.
Anfangs stand Hirschmann der CT Technologie und dem revolutionären Vorgehen misstrauisch gegenüber. Aber die Erfolge zeigen es: Die Anwendung dieser dazumal unbekannten Möglichkeiten hat das Unternehmen um Meilen nach vorne katapultiert. Bezogen auf dieses Praxisbeispiel ergeben sich für Hirschmann als Kunden folgende Vorteile:
8+4+2 pol. Steckergehäuse
■ Zeitersparnis/Kostenreduktion
Mit der herkömmlichen Messmethode (optisch – taktil) sind in der Vergangenheit für 10000 Masse (acht Kavitäten mit 1250 Messpunkten) 480 Stunden aufge- wendet worden. Mit diesem durch die Metris AG entwickelten Verfahren ergibt sich ein Aufwand von 220 Stunden. Das bedeutet eine Reduktion um mehr als die Hälfte der Stunden.
■ Flexibilität
Durch den Erwerb der VG Studio MAX-Software ist Hirschmann nun in der Lage – je nach Kapazitäten im hauseigenen Messlabor – Ausmessungen (Soll-Ist- Ver- gleiche und Erstmusterprüfberichte) selbstständig durchzuführen.
Zusätzlich können bei Bedarf – zu einem x-beliebigen Zeitpunkt – mit wenig Aufwand (einige Mausklicks) nachträglich weitere Messungen gemacht werden. Die Ergebnisse sind jederzeit sehr gut nachvollziehbar.
Werkzeug
■ Qualität
Mit der CT wird die aktuell höchste Messgenauigkeit erreicht. Zusätzlich können Material- und / oder Spritzgussfehler ohne Zerstörung des Teiles festgestellt wer- den. Auch für Reklamationsbehandlungen kann die CT Technologie verwendet werden. Dies war auch der Auslöser für die bis heute sehr erfolgreiche Zusam- menarbeit mit der Firma Metris.
■ Sehr hohe Reproduzierbarkeit
Auch Jahre später ist es möglich, mit den damals digitalisierten Daten ein CAD- Modell – mittels Reverse Engineering-Technik – zu erstellen. Dieses Vorgehen ist anwendbar im Bereich der Kunststoffspritztechnik und dem Aluminiumdruckguss und kann die Durchlaufzeit und Kosten um die Hälfte reduzieren.
 
Soll-Ist-Vergleich (1. Durchlauf)
Besuchen Sie uns an der Fakuma. Wir freuen uns auf Ihren Besuch an unserem Stand (Halle A4, Stand 4218).
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Metris AG