Schiffsingenieurwesen: 3D-Scanlösung für die Inspektion von Turbinenschaufeln und die Produktentwicklung

Die Schiffbaubranche spielt eine entscheidende Rolle im globalen Transport und Handel und konzentriert sich auf die Konstruktion, Entwicklung und Produktion von Booten, Schiffen und anderen maritimen Fahrzeugen. Innerhalb dieses Sektors ist die Herstellung von Komponenten für Schiffsmotoren, wie beispielsweise Turbinenschaufeln, von besonderer Bedeutung.

Das Rotorblatt ist die wichtigste aerodynamische Komponente der Turbine und hat erheblichen Einfluss auf ihre Effizienz. Es ist wichtig, die Blatteigenschaften während der Entwurfsphase gründlich zu prüfen. Die Rotorblätter werden sorgfältig konstruiert, um den Luftstrom zu optimieren und die Effizienz zu maximieren. Ihre Form und ihr Profil sind so konzipiert, dass auf der einen Seite ein Hochdruckbereich und auf der anderen Seite ein Niederdruckbereich entsteht.

Hersteller von Schiffskomponenten
Unser Kunde ist ein führender Akteur im Bereich des Schiffbauingenieurwesens und spezialisiert auf Forschung und Entwicklung schiffbezogener Produkte. Sein Hauptangebot umfasst Hochleistungs-Turbinenschaufeln für Schiffsmaschinen. Dennoch sieht sich unser Kunde erheblichen Herausforderungen bei der Inspektion und Qualitätskontrolle gegenüber, insbesondere im Bereich des Scannens und Messens von Turbinenschaufeln.

Merkmale der zu inspizierenden Turbinenschaufeln
Die von unserem Kunden hergestellten Turbinenschaufeln bestehen typischerweise aus Aluminium und weisen einzigartige geometrische Eigenschaften auf, mit einer Dicke von 1 bis 2 mm sowie scharfen Kanten, die präzise dargestellt werden müssen. Diese Merkmale sind entscheidend für die Sicherstellung der Gesamtqualität der Endprodukte.

Herausforderungen bei der Messung komplexer Turbinenschaufeln
Die Messung von Turbinenschaufeln stellt aufgrund ihrer dünnwandigen und komplex verdrehten Oberflächen erhebliche Herausforderungen dar. Die glänzende Aluminiumoberfläche verursacht Lichtreflexionen, die eine genaue Datenerfassung beeinträchtigen können. Feine Details wie Bearbeitungsspuren und scharfe Kanten erschweren den Prozess zusätzlich. Beispielsweise hatte der Hersteller zuvor Schwierigkeiten, die geneigten Flächen der Schaufeln präzise zu erfassen, was dazu führte, dass statt der gewünschten scharfen Kanten abgerundete Kanten entstanden.

Darüber hinaus haben sich die herkömmlichen Scan-Methoden, die unser Kunde verwendet, als unzureichend erwiesen, was zu unvollständiger Datenerfassung und Ungenauigkeiten, insbesondere bei der Positionierung von Bohrungen, führte. Die ältere Rotlichtlasertechnologie erforderte häufig eine Pulverbeschichtung, um die Scanqualität zu verbessern. Diese Situation unterstreicht den Bedarf an fortschrittlicheren Messlösungen für diese komplexen Bauteile.

SCANOLOGY 3D-Lösungen für Produktentwicklung und Inspektion
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, haben wir unsere fortschrittliche Scanlösung SIMSCAN 42 eingeführt.

Der SIMSCAN ist ein tragbarer, handflächengroßer 3D-Laserscanner, der speziell für die Erfassung schwer zugänglicher Bereiche und enger Räume entwickelt wurde. Mit einem robusten Gehäuse aus Vollmetall bietet er zuverlässige Leistung und wurde mit renommierten Auszeichnungen wie dem German Red Dot Award und dem China Design Silver Award geehrt.

Der SIMSCAN überzeugt durch hochwertiges 3D-Scannen, das es Anwendern ermöglicht, sowohl komplexe Details in engen Bereichen als auch großflächige Bauteile schnell und präzise zu erfassen. Darüber hinaus bietet SCANOLOGY den kabellosen SIMSCAN-E an, der die Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit erhöht und ihn somit zu einem idealen Messinstrument im Metrologie-Bereich für vielfältige Anwendungen macht.

Die 3D-SCANOLOGYnologie von SCANOLOGY unterstützt den Anwender dabei, vollständige und präzise 3D-Daten von Turbinenschaufeln für Produktentwicklung und Inspektion zu erhalten. Das 3D-Scannen ermöglicht es dem Unternehmen, schnell genaue digitale Modelle bestehender Teile zu erstellen. Dies beschleunigt den Prototyping-Prozess, sodass Teams Entwürfe auf Grundlage präziser Daten iterieren können, ohne bei Null beginnen zu müssen.

Hochmoderne 3D-SCANOLOGYnologie liefert zudem detaillierte Messungen der Bauteile und ermöglicht so eine umfassende Qualitätsbewertung. Durch den Vergleich der gescannten Daten mit den Konstruktionsmaßen erkennt der Hersteller in Echtzeit Defekte oder Abweichungen, wodurch sichergestellt wird, dass nur Produkte, die den Qualitätsstandards entsprechen, ausgeliefert werden.

Der 3D-Scanner in Kombination mit fortschrittlicher Software bietet zahlreiche Vorteile:

Erhöhte Präzision: Die blaue Lasertechnologie verbessert die Scan-Genauigkeit erheblich und ermöglicht die präzise Erfassung feiner Details, einschließlich scharfer Kanten und komplexer Geometrien, mit einer Genauigkeit von bis zu 0,020 mm.

Materialverträglichkeit: Der handgeführte 3D-Laserscanner SIMSCAN 42 verfügt über erweiterte Einstellungen, darunter eine einstellbare Belichtung und einen Hellmodus, die es ihm ermöglichen, glänzende bearbeitete Oberflächen effektiv zu scannen, ohne dass zusätzliche Beschichtungen erforderlich sind.

Effektives Scannen von Löchern: Im Vergleich zu Wettbewerbsgeräten verfügt der SIMSCAN über einen kürzeren Kamerabstand von 130 mm, wodurch ein steilerer Blickwinkel beim 3D-Scannen von engen Räumen ermöglicht wird. Dieses Design erlaubt es dem SIMSCAN, präzise und vollständige Daten in schwer zugänglichen Bereichen wie tiefen Rillen zu erfassen, sodass Anwender effektiv vollflächige Daten erhalten können.

Dank der Fähigkeit, auch nahe Entfernungen und komplexe Geometrien zu scannen, gewährleistet der SIMSCAN eine umfassende Datenerfassung, selbst in versteckten oder schwer zugänglichen Bereichen.

Eigenschaft dünnwandiger Bauteile: Durch die Anpassung der Punktdichte-Einstellungen kann das Gerät Details von dünnen Kanten und Ecken effektiv erfassen und erfüllt somit die Anforderungen des Kunden an Produktentwicklung und Qualitätssicherung.

Effizienz: Dank einer Messrate von bis zu 2,8 Millionen Messpunkten pro Sekunde kann jedes Teil in etwa 10 Minuten gescannt werden, was eine schnelle Datenerfassung ohne Qualitätsverlust ermöglicht.

Scan-Ergebnisse und Analyse
Die mit dem SIMSCAN 42 erzielten Ergebnisse waren für den Kunden bahnbrechend. Der verbesserte Scanprozess lieferte nicht nur vollständige Datensätze, sondern stellte auch sicher, dass die geometrischen Details, insbesondere die scharfen Kanten und komplexen Designs der Turbinenblätter, präzise erfasst wurden. Diese neu gewonnene Präzision ermöglicht zuverlässiges Reverse Engineering und Qualitätsbewertungen und stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber früheren Methoden dar.

Fazit
Die Integration der 3D-Scantechnologie von SCANOLOGY hat die Inspektionsprozesse unseres Kunden revolutioniert, langjährige Herausforderungen gelöst und die Gesamteffizienz gesteigert. Während die Schiffsingenieurbranche sich weiterentwickelt, wird die Nutzung innovativer Messlösungen wie des SIMSCAN 42 entscheidend sein, um die Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten und höchste Produktqualität zu gewährleisten. Durch diese Zusammenarbeit ist unser Kunde besser gerüstet, den Anforderungen des modernen Schiffbaus gerecht zu werden und ebnet den Weg für eine neue Ära der präzisen Technik im maritimen Sektor.