Werkzeugkorrektur mit ZEISS REVERSE ENGINEERING Beispiel: Gehäuse für Tankentlüftungsventil

Die Qualitätsanforderungen an die Hersteller von Kunststoffteilen steigen stetig. Der Einbau fehlerhafter Teile führt zu einem erheblichen Mehraufwand und muss daher grundsätzlich vermieden werden. Beim Engineering und beim Bau der Werkzeugform sind die Qualitätskriterien deswegen kompromisslos einzuhalten. Auf der anderen Seite stehen die Entwickler und Formenbauer meist unter Zeitdruck: Die Timeto-Market ist mitentscheidend für den Erfolg einer Markteinführung.

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ZEISS CT-Lösungen für Werkzeugkorrekturen
ZEISS METROTOM Computed tomography system
ZEISS METROTOM
Erfolg:
  • Effizienter Werkzeugkorrekturprozess
  • Reduzierung des Zeitaufwands
  • Iterationsschleifen deutlich reduziert und verkürzt

Werkzeugkorrektur mit ZEISS REVERSE ENGINEERING

Einflussgrößen für die Qualität

Die Qualität von Kunststoffteilen, die im Kunststoffspritzguss gefertigt werden, hängt von vielen Einflussgrößen ab: von der Spritzgießform, von zahlreichen Prozessparametern und vom verwendeten Kunststofftyp. Unter anderem beeinflusst das Schrumpfverhalten die Ausmaße des gespritzten Teils. Die Schrumpfung steht wiederum in Abhängigkeit zu den anderen genannten Einflussgrößen und lässt sich aus diesem Grund nur annähernd vorhersagen. Bei der Qualitätsprüfung des Spritzgießwerkzeugs
genügt es folglich nicht, das Werkzeug zu messen. Ob eine Spritzgießform gute Ergebnisse liefern wird, lässt sich erst durch Prüfung der damit gefertigten Teile erkennen.

Werkzeugkorrektur mit ZEISS REVERSE ENGINEERING
Die farbchromatische Darstellung in ZEISS REVERSE ENGINEERING zeigt auf einen Blick, wo und wie das Bauteil von den Soll-Daten abweicht.
Die farbchromatische Darstellung in ZEISS REVERSE ENGINEERING zeigt auf einen Blick, wo und wie das Bauteil von den Soll-Daten abweicht. Eine Verschiebung ins blaue Spektrum zeigt ein Untermaß an, eine Verschiebung ins rote Spektrum ein Übermaß

Der Werkzeugkorrekturprozess

Wegen der schwierigen Vorhersagbarkeit  des Spritzgießprozesses müssen Werkzeuge oft mehrmals überarbeitet werden, bis die gespritzten Teile die Qualitätsanforderungen erfüllen. Die Teile sind in jeder Korrekturschleife exakt und vollständig zu messen. Entsprechend diesen Ergebnissen muss das Formwerkzeug jeweils angepasst werden. Die Herausforderungen bei jeder Korrekturschleife:

  • Erfassung möglichst vieler, gleichmäßig verteilter, exakter Messpunkte
  • Übertragung der Messergebnisse auf die CAD-Daten der Werkzeugform
  • Passgenaue Integration der korrigierten Segmente in die Gesamtform

ZEISS METROTOM CT

ZEISS bietet abgestimmte Lösungen, um den gesamten Prozess der Werkzeugkorrektur effizient zu gestalten. Das beginnt bei der Ermittlung der Maßhaltigkeit mit einem ZEISS METROTOM Computertomographen. Dieser erfasst komplett alle inneren und äußeren
Strukturen des Bauteils. Gegenüber dem sonst üblichen Verfahren, bei dem das Bauteil real zerschnitten und die einzelnen Segmente gemessen werden, bietet die Computertomographie große Vorteile:

  • Das Bauteil wird durch die Prüfung nicht zerstört.
  • Der Zeitaufwand reduziert sich auf einen Bruchteil.
  • Das Verfahren ist sicher: Das Risiko einer Verformung im Rahmen des Prüfprozesses ist ausgeschlossen.

Der Informationsgehalt ist höher, weil das gesamte Bauteil erfasst wird und nicht nur einzelne Schnitte. Dadurch kann die Zahl der notwendigen Korrekturschleifen deutlich reduziert werden. Die CT-Geräte von ZEISS sind zudem hochgenau und rückführbar messend.

Für die Werkzeugkorrektur wird nur der blau markierte Bereich berücksichtigt, der für die Passgenauigkeit entscheidend ist.
Für die Werkzeugkorrektur wird nur der blau markierte Bereich berücksichtigt, der für die Passgenauigkeit entscheidend ist.
Farbchromatischer Soll-Ist-Vergleich des ausgewählten Teilbereichs.
Farbchromatischer Soll-Ist-Vergleich des ausgewählten Teilbereichs.

ZEISS REVERSE ENGINEERING

Mit der Software ZEISS REVERSE ENGINEERING lässt sich ausgehend von den Soll-Daten eines Kunststoffbauteils und den von ZEISS METROTOM generierten Ist-Daten direkt das CAD-Modell des Spritzgießwerkzeugs korrigieren. Die Software berichtigt fehlerhafte
Bauteilsegmente im Werkzeugdatensatz und sorgt für den passenden Anschluss der korrigierten Segmente. Dabei detektiert ZEISS REVERSE ENGINEERING aus den CT-Volumendaten die zugrunde liegenden Geometrien. Anschließend werden die berechneten mathematischen Flächen zu einem sogenannten wasserdichten Modell zusammengeführt. Das heißt, es gibt idealerweise zwischen den Flächen keine Lücken und Überlappungen. Vorgegebene Stetigkeitsbedingungen lassen sich mit ZEISS REVERSE ENGINEERING besonders komfortabel und zuverlässig sicherstellen.

Schneller zum Produkt

Durch die schnelle, aussagekräftige Aufnahme des Ist-Zustands mit ZEISS METROTOM und die effiziente Werkzeugkorrektur mit ZEISS REVERSE ENGINEERING können Iterationsschleifen bei der Werkzeugkorrektur deutlich verringert und verkürzt werden – bei höchsten Qualitätsmaßstäben.

Das perfekte Spritzgusswerkzeug

ZEISS Software ermöglicht Unternehmen aus der Kunststoffbranche, deutlich früher mit der Produktion zu starten.

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