Die Zeit, die einem Kunststoffteile herstellenden Unternehmen zur Verfügung steht, um neue Bauteile zu entwickeln und diese zur Produktion freizugeben, wird immer kürzer. Für diese Unternehmen ist jedoch die Phase von der Produktidee bis zur Markteinführung entscheidend. In der Regel sind ihre gesamten Prozesse darauf ausgerichtet, und so wurde die Reduzierung der Time-to-Market bei neuen Kunststoffbauteilen als strategisches Ziel definiert.
Dem Trend, die Time-to-Market bei Kunststoffteilen zu verkürzen, steht die immer größer werdende Komplexität der Bauteile entgegen. Sehr häufig werden viele kleine interne und externe Merkmale für diese Bauteile gefordert, die messtechnisch schwer zu erfassen sind.
Trotz umfangreichen Simulationsberechnungen des Kunststoffspritzprozesses sind häufig mehrfache Überarbeitungen der Spritzgussform notwendig. Aufgrund der aufwändigen messtechnischen Auswertungen sind diese Korrekturschleifen sehr zeitaufwändig. Die messtechnische Auswertung von Kunststoffbauteilen kann durch optische oder taktile Koordinatenmessgeräte bewerkstelligt werden. Hier gibt es jedoch einige Herausforderungen zu überwinden, die bei Verwendung der Computertomografie (CT) nicht vorkommen.
Die zur optisch / taktilen Auswertung notwendige Aufspannung kann zu Deformationen der Bauteile und somit zu Fehlmessungen führen. Bei Verwendung der Computertomografie werden Bauteile nur auf Styropor gelagert und somit nicht deformiert. Zudem macht die Auswertung mit dem CT ein Umspannen der Bauteile überflüssig, was wiederum Zeit einspart.
Eine besondere Herausforderung stellen innenliegende Merkmale in engen räumlichen Gegebenheiten dar. Optisch wie auch taktil sind diese Merkmale nicht erreichbar und somit nicht messbar. Abhilfe schafft hier das Aufschneiden des Bauteils. Vor dem Aufschneiden wird dieses mit Gießharz ausgegossen. Nach Aushärten des Harzes wird das Bauteil an entsprechender Stelle geschnitten und die Oberfläche vor dem Messen poliert. Dieser Vorgang wiederholt sich entsprechend der Anzahl der zu erfassenden Messpunkte. Unter Umständen müssen für die Bewertung eines Bauteils mehrere Bauteile vergossen und zerstört werden. Dieser Vorgang ist sehr zeitaufwändig.
Bei einem mehrkavitäten Werkzeug muss der Vorgang für jede Kavität durchgeführt werden. Durch das Vergießen, Schneiden und Polieren ist zusätzlich zur eigentlichen Messtechnik ein Zeitbedarf von mehreren Stunden bis Tagen notwendig. Mit der ZEISS-Computertomografie wird die gesamte Präparationszeit eingespart, und der durchschnittliche zerstörungsfreie Messvorgang dauert 30 bis 45 Minuten.
Die ermittelten messtechnischen Abweichungen werden dem Werkzeugbau zur Verfügung gestellt. Mit der ZEISS-Software „Reverse Engineering“ werden die Werkzeug-CAD-Daten unter Verwendung der invertierten Abweichungen korrigiert. Ein entscheidender Vorteil der ZEISS-Software ist die Verwendung einer großen Anzahl von Korrekturwerten, die dem Werkzeugbauer vom CT zur Verfügung stehen. In Randbereichen oder in Bereichen, an denen sich andere Geometrien an die korrigierte Fläche anschließen, wird über Stetigkeitsbedingungen sichergestellt, dass sich die korrigierten Flächen exakt einpassen.
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH www.zeiss.de/imt
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