Feb
22
2017

FARO-Lösungen zur Inspektion in F&E-Anwendungen in der Automobilindustrie

Die Messtechnologien von FARO werden bei führenden Automobilherstellern eingesetzt, um deren Fertigungsprozesse in verschiedenen Bereichen zu unterstützen, von Forschung und Entwicklung über Vorproduktion, Fertigung, digitale Fabrik bis hin zum Anlagenmanagement.

In diesem kurzen Blog-Beitrag geben wir Ihnen einen Überblick über die Forschungs- und Entwicklungsanwendungen, auf denen Innovationsprozesse beruhen und von denen der Erfolg von Unternehmen im heutigen extrem hart umkämpften Markt abhängt.

Tonmodellherstellung – CNC-Schnittpfade

Wenn der kreative Vorgang der Bestimmung und Festlegung der Form eines Fahrzeugs vor der physischen Fertigung stattfindet, müssen Tonmodelle zur Erzeugung der Daten für CAD- und CAM-Software sowie der CNC-Fräsbahnen zur Bearbeitung des Modells eingesetzt werden.

Die Tonmodellherstellung war einer der ersten Bereiche in der Automobilindustrie, der Scantechnologie in seine täglichen Prozesse integriert hat, um das physische Modell in CAD-Daten zu übertragen, die dann als Grundlage für jede weitere Entwicklung dienen können.

Die konfigurierbaren FARO-Lösungen für optisches Scannen lassen sich problemlos im Arbeitsbereich bewegen. So können sie die gesamte Oberfläche des Modells scannen und in kurzer Zeit alle nötigen Daten zur weiteren Verarbeitung erfassen. Die Scandaten werden außerdem zur Erzeugung der CNC-Fräsbahnen für die nachfolgende Bearbeitung oder für Reverse Engineering genutzt.

 

Modellierung

Mithilfe virtueller Modelle können Designer und Karosseriespezialisten unterschiedliche Designoptionen analysieren und vergleichen. Sowohl einzelne Teile als auch komplette Baugruppen können in der digitalen Umgebung in Bezug auf Geometrie, Abmessungen und Form beurteilt werden.

Die tragbaren 3D-Messsysteme von FARO ermöglichen Entwicklungsingenieuren die Übertragung physischer Muster in CAD-Umgebungen, um virtuelle Modelle für Dimensionsanalyse, numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) und Finite-Elemente-Analyse (FEA) zu erstellen. Tests virtueller Designs können auch zur Auswirkungsanalyse (Failure Mode and Effects Analysis, FMEA) sowie zur Geräusch-, Schwingungs- und Stoßanalyse (Noise, Vibration and Harshness-, NVH-Analyse) durchgeführt werden.

 

Crashtests

Mithilfe von Crashtests werden die Verformungen von Fahrzeugen oder bestimmten Bauteilen ermittelt, die bei einem Aufprall mit einer bestimmten Geschwindigkeit auftreten. Qualität kann hier über Leben und Tod entscheiden, und die Minderung der Unfallwirkung z. B. durch verbesserte Sicherheitssysteme kann den Fahrzeuginsassen das Leben retten.

Mit FARO-Systemen können die Anwender das gesamte Fahrzeug vor und nach dem Aufprall vermessen. Durch einen Vergleich der beiden Scandatensätze können die Ingenieure dann die durch den Aufprall verursachten Verformungen analysieren und beurteilen.

Auch im Forschungs- und Entwicklungszyklus können Tests zum Einsatz kommen, wenn die Hersteller die Qualität passiver Sicherheitssysteme wie Knautschzonen, Überrollbügel und Sicherheitsgurte verbessern möchten. Aber auch Testzentren führen solche Tests durch, um eine objektive Bewertung der Sicherheit von Bauteilen und Fahrzeugen für OEMs bereitzustellen oder um die Einhaltung regulatorischer Vorgaben durch Fahrzeuge und Bauteile zu prüfen und zu zertifizieren.

FARO-Hardware und -Software sind Teil eines effizienten Arbeitsablaufs, in dem Berichte über Verformungen oder Sicherheitszertifikate mit minimalem Aufwand erstellt werden können.

 

Benchmarking – Analyse von Konkurrenzfahrzeugen

Der Begriff „Benchmarking“ bezeichnet den Prozess der Evaluierung von Konkurrenzprodukten – etwa von Bauteilen, Baugruppen oder ganzen Fahrzeugen – durch OEMs. Fahrzeughersteller sind stets auf der Suche nach einem Vorteil, mit dem sie dem Wettbewerb voraus bleiben können.

Statt nur eine bestimmte Anzahl von Messungen an einem Bauteil durchzuführen, ermöglichen die Lösungen von FARO eine vollständige Erfassung des Teils, wobei dessen gesamte Oberfläche digitalisiert und in ein 3D-CAD-Modell umgewandelt werden kann.

Mit den optischen Messsystemen von FARO können die Anwender nahtlose Scans über unterschiedliche Oberflächenmaterialien hinweg durchführen, unabhängig von deren Kontrast, Reflexionseigenschaften oder Komplexität. Auch komplizierte Bauteile können detailliert erfasst werden. Mithilfe der Scandaten lassen sich die Abmessungsmerkmale von Konkurrenzprodukten optimal auswerten. Für die Erfassung einzelner Bauteile ist keine aufwendige Vorprogrammierung notwendig.

 

Cubing-Prüfung

Trotz der Verfügbarkeit von Entwurfsdaten kommen noch immer Festkörpermodelle in Originalgröße zum Einsatz, um die Eigenschaften von Fahrzeugen und einzelnen Bauteilen zu analysieren. Das Cubing dient dazu, Teile und Komponenten zusammenzufügen, um deren Passung zu überprüfen. Nach dem Einbau der Teile in eine Struktur, die der tatsächlichen späteren Konfiguration entspricht, können diese vermessen und ihre Ausrichtung zueinander geprüft und dokumentiert werden.

Das Festkörpermodell beruht auf einem festen Rahmen mit einstellbaren Befestigungen, die eine rasche Konfiguration der Teile und Komponenten des Fahrzeugs ermöglichen. Eine mit FARO-Lösungen durchgeführte Cubing-Prüfung macht Fertigungsprobleme frühzeitig im Entwicklungsprozess eines Fahrzeugs erkennbar, sodass problematische Bauteile leicht identifiziert werden können. Dieses Verfahren ist außerdem zur Unterstützung der Lieferanten sehr wertvoll.

 

Reverse Engineering

Die Herstellung spezieller Zubehörteile oder individuell gefertigter Komponenten kann durch den Einsatz der FARO-Messsysteme als ideale Lösung für das Reverse Engineering der betreffenden Fahrzeuge vereinfacht werden. Die zu bearbeitenden Konstruktionselemente können mithilfe der optischen Lösungen von FARO gescannt werden, um anschließend die CAD-Modelle zu erzeugen, die als Grundlage für die weitere Entwicklung dienen.

Prototypen lassen sich entweder mit herkömmlichen Methoden oder durch 3D-Druck erstellen. Diese können dann in die Ausgangsstruktur eingesetzt und unter Verwendung der FARO-Lösung weiter geprüft werden, um sicherzustellen, dass sie mit den CAD-Konstruktionszeichnungen übereinstimmen. Weitere Änderungen, um die Passung oder das Design zu verbessern, können direkt am physischen Prototyp vorgenommen werden. Dann wird dieser erneut vermessen, um die Änderungen in die CAD-Zeichnung zu integrieren.

Mithilfe der Augmented-Reality-Technologie von FARO lassen sich digital entworfene Komponenten ganz einfach vergleichen – in der virtuellen Umgebung ebenso wie mit realen Teilen oder physischen Modellen zur ersten Entwurfsprüfung und zur Überprüfung der Passung.

 

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