Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Reverse Engineering

Nachgebaut statt nachbestellt

Wenn spezielle oder maßgefertigte Maschinentechnik kaputt geht, kann es schwierig werden. Denn oft sind Ersatzteile nicht mehr erhältlich oder der Hersteller ist sogar vom Markt verschwunden. Um die Maschine oder Anlage dennoch wieder in Betrieb zu nehmen, lassen sich Bauteile mit 3D Reverse Engineering nachkonstruieren.

Bild: Norrenbrock Technik GmbH & Co. KG

Bild: Norrenbrock Technik GmbH & Co. KG

Unternehmen erheben Daten, um ihre Maschinen und Anlagen besser zu überwachen, Wartungen zu planen und so Kosten einzusparen. Doch wie verhält es sich, wenn es zu einem Defekt kommt und planmäßige Instandhaltungsmaßnahmen nicht mehr rechtzeitig durchgeführt werden können? Zur Nachfertigung von Elementen benötigen Konstrukteure Zeichnungen oder 3D-Modelle der entsprechenden Komponenten. Oft liegen diese jedoch nicht vor, weil der Hersteller vom Markt verschwunden ist, oder es sich um eine Sonderanfertigung handelt. Das Verfahren 3D Reverse Engineering zur Flächenrückführung oder Nachkonstruktion von Einzelteilen und größerer Komponenten schließt diese Lücke. Dabei wird ein Objekt mittels 3D-Scan exakt abgebildet und auf dieser Grundlage rekonstruiert.

Vom Original zum digitalen Modell

Im Gegensatz zur funktionellen Nachempfindung bildet das Reverse Engineering ein Objekt über einen 3D-Scan detailgetreu ab. Dabei werden in mehreren Stufen präzise Datensätze bereitgestellt, die der Produktion als Basis dienen. Hierfür extrahiert ein handgeführter 3D-Scanner die konstruktionsrelevanten Merkmale eines Original-Bauteils. Mit seinen Sensoren nimmt der Scanner Objekte sowie deren Umgebung aus unterschiedlichen Winkeln und in verschiedenen Farben auf. Auf das zu scannende Bauteil gerichtet, lassen sich per Knopfdruck neben Strukturen und Zuständen auch individuelle Verhaltensweisen erfassen. Mit einer Wiederholgenauigkeit von unter 0,02 Millimetern können Lasersensoren so bis zu 88.000 Punkte pro Sekunde aufzeichnen. Um die Geometrie so präzise wie möglich zu erfassen, lässt sich dieser Vorgang sowohl optisch als auch taktil durchführen. Dabei beschränkt sich der Prozess nicht auf Einzelteile, sondern kann auch größere Segmente abbilden. Sind die Geometrien unregelmäßig, lassen sie sich über das Scanverfahren digital aufbereiten.

Mit der Cloud verbunden

Über eine Echtzeitvisualisierung lassen sich erfasste Bereiche parallel zur Aufnahme prüfen, um den Verlust von Informationen während der Datenerfassung zu vermeiden. Die permanente Verknüpfung mit einem Tablet oder Laptop ermöglicht laufend, die sogenannten Punktwolkendaten darzustellen. Über die Speicherung auf einem PC können diese Daten anschließend etwa im STL-Format in Programmen wie Catia, NX oder Solidworks weiterverarbeitet werden. Nach dem Erfassen können Punktwolken mit anderen verbunden werden. Über Cloud-Anbindung lassen sich bearbeitete Scan-Daten unternehmensintern austauschen. Außerdem beginnt mit der Erstellung der notwendigen CAD-Datensätze der eigentliche Reverse Engineering-Prozess. Dieser stellt die Schnittstelle zwischen der erzeugten Punktwolke und der Erstellung eines CAD-Modells mit Objekt- und Flächeneigenschaften dar. Neben geometrischen Eigenschaften simuliert das virtuelle Modell auch physikalische Aspekte wie die Dichte oder den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Bauteils. Zudem berücksichtigt es Oberfläche, Struktur und optische Materialeigenschaften des Originals. Der so beschriebene Körper lässt sich virtuell wiegen und verformen. So können selbst komplexe Fragen zur Fertigung anhand des virtuellen Abbilds am Bildschirm beantwortet werden. Das spart Zeit und hilft dabei, Produktionsfehler zu vermeiden. Auf Basis des so erzeugten CAD-Modells wird im Anschluss der Prototyp des rekonstruierten Bauteils gefertigt.

Bild: Norrenbrock Technik GmbH & Co. KG

Bild: Norrenbrock Technik GmbH & Co. KG

Hohe Ansprüche

Dabei beachtet das Reverse Engineering auch die Interaktionsstellen mit korrespondierenden Elementen, damit Bauteil und Maschine auch nach der Rekonstruktion reibungslos funktionieren. Wenn eine ausgefallene Maschine mittels Reverse Engineering schneller wieder läuft, spart das Zeit und somit Geld. So nimmt die Nachkonstruktion eines Zahnrads beispielsweise nur wenige Stunden in Anspruch: 45 Minuten dauert der Scan und die Konstruktion weitere 90 Minuten. Darin enthalten sind die Erstellung der CAD-Datensätze und die Darstellung. Abgeschlossen wird das Reverse Engineering durch die Fertigung des Bauteils, die beim Zahnrad noch einmal circa zwei Stunden in Anspruch nimmt. Um die Qualität und Interaktionsfähigkeit eines Bauteils mit anderen Objekten abzusichern, wird vor der Fertigung ein Soll-Ist-Vergleich anhand des Prototyps durchgeführt. Dabei dienen der erneute 3D-Scan des Prototyps und die anschließende digitale Überführung der Messdaten ins CAD-System zum eingehenden Geometrievergleich zwischen Soll- und Ist-Teil. Anhand dieser Messdaten wird ein Erstmusterprüfbericht erstellt, der die Toleranzen zwischen Originalteil und Nachbau definiert. Er dient als Nachweis, dass das rekonstruierte Bauteil die geforderten Qualitätsanforderungen erfüllt. Auf diese Weise lassen sich auch ursprüngliche Herstellungstoleranzen und damit eine qualitative Verschlechterung der rückgeführten Daten minimieren. Auf dieser Grundlage kann im Anschluss der Fertigungsprozess abgeschlossen und das Bauteil unter Berücksichtigung aller Qualitätskriterien hergestellt werden. Besonders bei speziellen technischen Komponenten und Bauteilen lohnt sich die Rekonstruktion einzelner Objekte oft schon ab der Stückzahl Eins.

Flexible Umsetzung

Mobile Systeme für Reverse Engineering erlauben es, standortunabhängig zu agieren. Besonders bei großen Bauteilen, die nachkonstruiert werden sollen, kann das der entscheidende Vorteil sein: Defekte Teile können direkt vor Ort entfernt und durch Reverse Engineering nachkonstruiert werden, bevor das fertige Element in die Maschine eingesetzt wird.


Das könnte Sie auch interessieren:

Bosch Rexroth hat mit ActiveCockpit eine interaktive Kommunikationsplattform im Portfolio, die Fertigungsdaten in Echtzeit aus verschiedenen Systemen und Datenquellen verarbeitet und visualisiert. Der Einsatz bei Bosch Thermotechnik in Wetzlar zeigt, dass die Lösung Transparenz in die Lagerlogistik bringen kann.‣ weiterlesen

Die Anpassungsmöglichkeiten eines ERP-Systems entwickeln sich immer mehr zum Unterscheidungsmerkmal aktueller Systeme. Doch welche Möglichkeiten für die individuelle Ausprägung gibt es - und welche Vor- und Nachteile bieten sie?‣ weiterlesen

Novayre Solutions SL und dessen RPA-Plattform Jidoka gehören nun zu Appian. Mit dem Erwerb will das amerikanischen IT-Unternehmen seine Prozessautomatisierungsplattform um Werkzeuge für Robotic Process Automation ergänzen.‣ weiterlesen

Nutzer von Citrix-Systemen sollten unbedingt die aktuell bekannt gewordene Sicherheitslücke per Workaround schließen. Das meldet das BSI erneut, nachdem sich die Zahl der bekannt gewordenen Cyberangriffe über diese Schwachstelle häufen.‣ weiterlesen

Jörg Jung leitet beim ERP-Hersteller Infor seit mehr als zwei Jahren als verantwortlicher Geschäftsführer die Regionen Zentral- und Osteuropa. In diesem Zeitraum konnte der Softwareanbieter sein Geschäft fast verdoppeln, merkte Jung im Gespräch mit der IT&Production an. Vor allem der Absatz mit Cloud-Lösungen scheint zu brummen: In den letzten zwei Jahren sei der Umsatz mit den Multi-Tenant-Lösungen weltweit um den Faktor zehn gestiegen.‣ weiterlesen

Rockwell Automation hat den israelischen Cybersecurity-Anbieter Avnet Data Security übernommen. Das Unternehmen bietet seinen Kunden Services wie Risikobewertungen, Penetrationstests, Netzwerk- und Sicherheitslösungen sowie Schulungen zur Verschmelzung von IT und OT unter dem Gesichtspunkt der Cybersecurity an. ‣ weiterlesen

In der Werkshalle von morgen sind nur noch die Außenwände fest verbaut. Maschinen und Anlagen bewegen sich frei und kommunizieren miteinander. Wichtige Voraussetzung hierfür: Eine dezentrale Versorgungs- und Dateninfrastruktur. Mit dem intelligenten Boden hat Bosch Rexroth ein solches System entwickelt - und dabei Lösungen von Weidmüller verbaut.‣ weiterlesen

In einer Industrie 4.0 stellen vernetzte Maschinen nicht nur Produkte her, sie generieren auch massenhaft Daten. Mit einem ERP-System als Informationsdrehscheibe lassen sich diese Produktionsdaten mit anderen Geschäftsbereichen verknüpfen und so die Wertschöpfung ankurbeln.‣ weiterlesen

Per Radiofrequenzidentifikation lassen sich Waren entlang der gesamten Lieferkette nachverfolgen - oder gleich lückenlos ihren Zustand dokumentieren. Erst RFID-Technologie ermöglicht viele Anwendungen, die mit Industrie 4.0 verbunden werden.‣ weiterlesen

Der ERP-Anbieter Proalpha hat einen Wechsel an der Unternehmensspitze bekanntgegeben. Eric Verniaut übernimmt das Amt des CEO.‣ weiterlesen

Die Siemens AG hat die AIT GmbH übernommen. Das Stuttgarter Unternehmen bietet Softwarelösungen auf der Basis von Microsoft .NET Plattformen an.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige