Wie 3D-Scantechnologie die Spiralgehäuseprüfung im Turbinenbau revolutioniert

Mit der fortschreitenden Umstellung der globalen Energiebranche auf nachhaltige und erneuerbare Quellen steigt die Nachfrage nach effizienter und zuverlässiger Ausrüstung zur Stromerzeugung, wie beispielsweise Hydraulikturbinen, kontinuierlich. In diesem Zusammenhang ist die Präzision kritischer Komponenten wie des Spiralgehäuses unerlässlich. Selbst geringfügige Maßabweichungen im Gehäuse können zu Fehlausrichtungen, verringerter Effizienz und Betriebsausfällen führen.

Traditionelle Messmethoden stoßen oft an ihre Grenzen, wenn es darum geht, die komplexe Geometrie und den großen Maßstab dieser Komponenten genau zu erfassen. Die 3D-Scantechnologie bietet eine präzise, Echtzeit-basierte und berührungslose Lösung, die es Herstellern ermöglicht, die vollständigen Abmessungen des Spiralgehäuses exakt zu erfassen.

Angesichts der Komplexität und Größe der Spiralgehäuse benötigte der Kunde eine hochpräzise Inspektionslösung, um  die dimensionalen Genauigkeit sicherzustellen, Montageprobleme zu vermeiden und strenge Industriestandards einzuhalten.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, benötigte der Kunde eine Lösung, die in der Lage war:

• Große, komplexe Geometrien genau zu messen.
• Deformationen oder Fehlausrichtungen zu erkennen, zu beheben und zu verhindern, um eine korrekte Passgenauigkeit während der Montage sicherzustellen.
• Echtzeit-Feedback für eine kontinuierliche Qualitätskontrolle und Anpassungen zu liefern.

Herausforderungen traditioneller Messmethoden

Traditionelle Messtechniken wie Lasertracking und mechanische Messgeräte stoßen bei der präzisen Inspektion großer, komplexer Bauteile wie Spiralgehäusen auf erhebliche Einschränkungen. Diese Herausforderungen umfassen:

Begrenzter Messbereich: Konventionelle Methoden haben Schwierigkeiten, großformatige Bauteile genau zu messen, ohne dass eine häufige Neupositionierung erforderlich ist, was zu potenziellen Fehlern beim Datenverknüpfen und einer verringerten Effizienz führen kann.

Anfälligkeit für Umwelteinflüsse: Messungen, die in Produktionsumgebungen durchgeführt werden, können durch Temperaturschwankungen, Vibrationen oder Staub beeinflusst werden, was die Genauigkeit und Konsistenz der Ergebnisse beeinträchtigt.

Unfähigkeit, komplexe Geometrien zu erfassen: Traditionelle Werkzeuge können nur einzelne Punkte messen, wodurch es schwierig wird, die vollständige, komplexe Form des Spiralgehäuses zu erfassen, einschließlich Kurven, Winkel und detaillierter Oberflächenmerkmale.

Zeitaufwendig und arbeitsintensiv: Manuelle Messungen sind langsam und fehleranfällig, was oft mehrere Iterationen und Inspektionen erfordert, was die Produktion verzögert und die Kosten erhöht.

Diese Herausforderungen verdeutlichen den Bedarf an einer fortschrittlicheren, effizienteren und genaueren Lösung, die den Kunden dazu veranlasste, die 3D-Scantechnologie aufgrund ihrer Präzision und Fähigkeit, diese Probleme zu lösen, in Betracht zu ziehen.

Lösung: 3D-Scans zur Prüfung von Spiralgehäusen

Um die Einschränkungen traditioneller Messmethoden zu überwinden, implementierte der Kunde das TrackScan Sharp 3D-Scansystem. Dieses System wurde für großvolumige, hochpräzise Messungen entwickelt und bietet eine effektive Lösung für die Prüfung von Spiralgehäusen mit mehreren entscheidenden Vorteilen:

Mobiles und zuverlässiges Scannen vor Ort

Der TrackScan Sharp eignete sich ideal für die Messung des Spiralgehäuses vor Ort, das aufgrund seiner Größe schwer zu bewegen ist. Die Mobilität des tragbaren 3D-Scansystems ermöglichte dem Kunden präzise Messungen direkt in der Werkstatt durchzuführen, wodurch die Betriebseffizienz verbessert wurde.

Das robuste Design gewährleistete eine stabile Leistung, selbst in herausfordernden Werkstattumgebungen, und blieb unempfindlich gegenüber Vibrationen, Temperaturänderungen oder Lärm. Das dynamische Tracking stellte zudem sicher, dass präzise Messungen auch auf den lebhaften Werkstattböden durchgeführt werden konnten.

Hocheffiziente Messung
Ausgestattet mit einem integrierten Prozessor für Edge-Computing, gab der Tracker des 3D-Scansystems nach der Bildverarbeitung die 3D-Koordinaten in Echtzeit aus. Dies beschleunigte die Datenübertragung und den Messprozess.

Außerdem ist der Messbereich in einer Position größer als bei traditionellen Messmethoden. Mit nur wenigen Neuplatzierungen kann es effizient die Daten großer Bauteile erfassen und die Präzision gewährleisten, indem die Anzahl der Datenabgleichungen reduziert wird. In Kombination mit der hohen Scangeschwindigkeit wurde die Messung in nur 2 Stunden abgeschlossen.

Präzise Datenerfassung

TrackScan Sharp ermöglichte die präzise Erfassung der gesamten Geometrie des Spiralgehäuses, einschließlich komplexer Kurven, filigraner Strukturen, feiner Abweichungen und Lochdurchmesser.

Die fortschrittlichen Algorithmen gewährleisteten eine präzise Messung der Abmessungen und Fertigungstoleranzen. Mit diesem 3D-Scansystem konnte der Kunde präzise Daten erhalten und sicherstellen, dass die hergestellten Teile von hoher Qualität sind.

Abweichungsanalyse
Die Scandaten wurden verarbeitet, um ein detailliertes 3D-Modell der Spiralturbine zu erstellen, das anschließend mit dem ursprünglichen CAD-Modell verglichen wurde. Diese Abweichungsanalyse half dabei, Diskrepanzen zu identifizieren und lieferte wichtige Erkenntnisse für die Qualitätskontrolle.

Die Farbkarte ermöglichte es dem Kunden, dimensionalen Abweichungen frühzeitig zu identifizieren, Mängel zu minimieren und sicherzustellen, dass das Gehäuse während des gesamten Herstellungsprozesses strenge Toleranzen einhielt. Sie hob außerdem spezifische Bearbeitungszugaben an den zu bearbeitenden Oberflächen hervor und gewährleistete so eine präzise Bearbeitung. Darüber hinaus lieferten die hochpräzisen Daten, insbesondere die genauen Lochdurchmesser, eine wertvolle Referenz für die anschließende Montage.

Die Implementierung des TrackScan Sharp 3D-Scansystems löste erfolgreich die Herausforderungen des Kunden und bot eine umfassende und präzise Lösung, die die Genauigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit des Inspektionsprozesses für das Spiralgehäuse erheblich verbesserte.

Die umfassenderen Auswirkungen und Zukunftsaussichten 

Die Integration des TrackScan Sharp 3D-Scansystems hat nicht nur die unmittelbaren Herausforderungen bei der Präzisionsinspektion von Spiralgehäusen bewältigt, sondern auch einen neuen Standard für die Qualitätskontrolle im Großturbinenbau gesetzt. Durch die Möglichkeit der Vor-Ort-Messung, die Verbesserung der Messgenauigkeit, die Reduzierung der Inspektionszeit und die Bereitstellung von Echtzeit-Feedback gewährleistete die Lösung die Herstellung von hochwertigen Turbinenkomponenten für die globalen Kunden des Unternehmens. Das intuitive Feedback unterstützt Hersteller dabei, die Produktionsprozesse in Echtzeit zu überwachen, sodass sie rechtzeitig Anpassungen vornehmen können, um die Fehlerquote zu senken und größere finanzielle Vorteile zu erzielen.

In Zukunft wird erwartet, dass die Anwendung der 3D-Scantechnologie im Turbinenbau weiterhin fortschreiten wird, mit zukünftigen Fortschritten in der Scan-Präzision, -Geschwindigkeit und -Automatisierung. Die Fähigkeit, Abweichungen in Echtzeit zu erkennen und zu korrigieren, wird eine entscheidende Rolle dabei spielen, die Produktionsprozesse weiter zu optimieren und Fehler zu minimieren. Da die Nachfrage nach leistungsstarken, zuverlässigen Turbinensystemen, insbesondere im Bereich der erneuerbaren Energien, wächst, wird die Einführung fortschrittlicher Technologien wie TrackScan Sharp zunehmend entscheidend sein, um die Wettbewerbsfähigkeit aufrechtzuerhalten und den Industriestandards gerecht zu werden.

Die weitverbreitete Einführung der 3D-Scantechnologie wird nicht nur die Produktqualität verbessern, sondern auch zu einer größeren Nachhaltigkeit beitragen, indem sie Produktionsprozesse optimiert, Abfall reduziert und längere Produktlebenszyklen gewährleistet. Während Scantech weiterhin innoviert, sind unsere 3D-Lösungen bereit, eine Schlüsselrolle bei der Gestaltung der Zukunft der Fertigung zu spielen und Industrien dabei zu unterstützen, die Herausforderungen der modernen Welt mit Präzision, Geschwindigkeit und Effizienz zu meistern.