Innovativer, präziser und schneller zum fertigen Bauteil
Die 1zu1 Prototypen GmbH & Co KG mit Sitz in Dornbirn, Österreich wurde 1996 durch die Geschäftsführenden Gesellschafter Hannes Hämmerle und Wolfgang Humml gegründet.
Heute hat das Unternehmen 160 Mitarbeiter, gehört seit Mitte November der international tätigen Prototal-Gruppe an und produziert Prototypen, Kleinserien- und Serienteile für Kunden aus aller Welt und für jede erdenkliche Branche. In der Fertigung setzt 1zu1 die wichtigsten 3D-Druck-Verfahren wie Lasersintern und Stereolithografie ein. Bei der Entwicklung neuer Bauteile geht 1zu1 für seine Kunden gerne an die Grenzen des Machbaren in Puncto Komplexität und Präzision. Dabei kommt der Messtechnik eine außerordentlich wichtige Rolle zu, um feinste Details und engste Form- und Lagetoleranzen zu messen und zu prüfen.
Seit elf Jahren nutzt 1zu1 bereits optische Messlösungen und erstellt mehrere hundert Messberichte pro Jahr. „Wir kennen die Grenzen der optischen Messtechnik sehr genau“, erklärt Geschäftsführer Wolfgang Humml. „Vor dem Hintergrund, dass die von uns hergestellten Bauteile immer komplexer und kleiner werden, war für uns klar, dass wir in der Messtechnik den nächsten, innovativen Schritt setzen wollen und dass die Vergleiche der 3D-Messergebnisse zu den 3D-Datensätzen besser und genauer werden müssen.“ Bei der Suche nach einer neuen Messlösungwaren mehrere Kriterien wichtig.
Im Vordergrund stand die Genauigkeit des Messergebnisses über das gesamte 3D-Teil und nicht nur für den Bereich, welcher mit der optischen Messtechnik erfasst werden kann. Hier hat die industrielle Computertomographie klare Vorteile. Im Vergleich zu taktilen oder optischen Messmaschinen können mit dem Computertomographen (CT) auch innen liegende Merkmale mit hoher Präzision zerstörungsfrei gemessen werden. Insbesondere bei Messaufgaben transparenter Bauteile sowie Teilen mit hochglänzender Spiegeloberfläche hat die optische Messtechnik klar ihre Grenzen. Ein Messen ohne vorherige Behandlung mit einem Laser-Scanning-Entspiegelungsspray ist bei solchen Teilen nicht möglich. Zudem ist die geforderte Messgenauigkeit mit einem Sprayauftrag nicht erreichbar. Einweiterer großer Vorteil der industriellen Computertomographie liegt in der Geschwindigkeit der Scans und Auswertung. So können tausende Messpunkte binnen Sekunden vermessen werden. Zudem bietet die Durchführung sogenannter Paletten-Scans (mehrere Bauteile in einem Scan) eine Verkürzung der Prozesszyklen und eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit.
Nach einem umfangreichen Auswahlprozess entschied sich 1zu1 für das CT-System exaCT L mit150kV von der WENZEL Metrology GmbH aus Wiesthal. „Entscheidend für den Kaufwaren letztlich die garantierte Messunsicherheit von +/- 5 µm, die überzeugende CT-Vermessung unserer fünf Benchmark Problemteile und die beeindruckende Oberflächen-Abbildungsgenauigkeit ohne softwaremäßige Glättung“, führt Humml aus. „Die Messergebnisse waren für uns so beeindruckend, dass wir gerne die erste gebaute Maschine mit dieser Konfiguration bestellt haben und wir glücklich sind, dass die Anlage bei uns in Betrieb ist. Die Scanzeiten der Anlage sind beeindruckend schnell, so dass wir in den ersten drei Betriebswochen ca. 120 Scans in Normalarbeitszeit machen konnten.“ Die hohe Effizienz der CT-Lösung ermöglicht schnellere Entwicklungszeiten und spart damit auch für den Endkunden Zeit und Kosten.
Darüber hinaus hat die CT-Lösung vonWENZEL die kleinste Stellfläche in ihrer Klasse mit 150kV und bietet zudem ein Scanvolumen von 400 mm in der Höhe und 235 mm im Durchmesser. „Der Wunsch nacheinem möglichst großem Messvolumen bei vergleichsweise kleiner Maschinenbauart war ein weiteres wichtiges Anforderungskriterium“, betont Humml. Neben der kleinen Stellfläche und dem großen Scanvolumen bietet das exaCT L einen weiteren großen Vorteil – der Transport und Aufbau verlangt keine Durchbrüche von Türen und Gängen, was eine schnelle und reibungslose Installation ohne Mehraufwand sichert. Auch in Puncto Systemgewicht ist der exaCT L Klassenbester, mit nur 2.650kg, was eine Flexibilität der Aufstellplätze ermöglicht.
Der exaCT L ist die jüngste Entwicklung der umfangreichen exaCT-Baureihe von WENZEL. Das System gewann Ende 2020 auf der Grundlage einer weltweiten Marktanalyse für industrielle Computertomographie den ‚Global New Product Innovation Award 2020‘ von Frost & Sullivan. "Das exaCT L verfügt über eine überlegene Röntgenleistung in Kombination mit einem schnellen Detektor, so dass es Objekte und Defekte schnell messen kann", so Mariano Kimbara, Senior Industry Analyst bei Frost & Sullivan. "WENZEL hat mit einer intuitiven Benutzerführung,die mit intelligenter Software alle Messparameter automatisiert und damit einen robusten Kundennutzen bietet, einen wichtigen Schritt in den Markt gemacht.“Drei unabhängige Verfahrachsen sorgen für große Flexibilität und ermöglichen hohe Geschwindigkeiten und kurze Mess- und Prüfzeiten.
Aufgrund des hohen Qualitätsbewusstseins hat 1zu1 zahlreiche Mess- und Prüfaufgaben für seine Kunden zu lösen: Obmaßliche Auswertungen, Kompensation von Schwund und Verzug, Prüfung auf Einschlüsse und Verunreinigungen, geometrische Prüfungen, Baugruppenanalysen (Multiscan) und Prozessüberwachungen (Messreihen), die Mess- und Prüfberichte werden immer kundenfreundlich und verständlich dargestellt.
Dabei setzt 1zu1 auf Technologien wie 3D-Druck, Kunststoff Vakuum- und Spritzguss sowie die mechanische Fertigung. Ein Großteil der Investition von 1zu1 fließt dabei in die Additive Fertigung. Hier gehört das Unternehmen zur Weltspitze und ist seit 2020 Pilotkunde und Entwicklungspartner neuer 3D-Druck-Technologien für EOS, einem der weltweitführenden Anbieter von Anlagen für den industriellen 3D-Druck.
Die industrielle Computertomographie und die Additive Fertigung sind zwei vergleichsweise junge Technologien, die sich hervorragend miteinander verbinden lassen. Während „Additive Manufacturing“ neue Strukturen erlaubt, erfolgt die Qualitätsabsicherung dieser neuartigen Produkte durch ein CT. Auf Basis dieser Ergebnisse werden Korrekturdaten generiert, welche sowohl die Maßhaltigkeit ,als auch die mechanische Stabilität von 3D-gedruckten Teilen entscheidend verbessern können. Besonders die komplexen Formen welche durch den 3D-Druck entstehen, stellen für herkömmliche Messsysteme oft Schwierigkeiten da. Lediglich die CT-Technologie ermöglicht hier eine zerstörungsfreie Materialanalyse und Maßhaltigkeitsprüfung.
„An WENZEL schätzen wir die kompetente Beratung und die Fähigkeit im Verkauf zuzuhören und unsere Bedürfnisse und hohen Anforderungen zu verstehen. Unser direkter Ansprechpartner, Bernd Fleckenstein, hat uns zu jeder Zeit der Entscheidung das Gefühl vermittelt, dass wir beim richtigen Hersteller sind“, schwärmt Wolfgang Humml. Überzeugend sei für ihn als Geschäftsführer auch die Vorabnahme der Anlage gewesen, die von Dr. Uwe Hilpert, Produktmanager CT bei WENZEL, begleitet wurde und der fundiert und kompetent die Messung jedes einzelnen Bildpunktes auf dem ultraschnellen 7,5 Mega-Pixel-Detektor erklären konnte.
„Die CT-Schulung wurde bei uns vor Ort in Dornbirn ebenfalls von Herrn Dr. Hilpert durchgeführt. Nach einer Woche intensiver Schulung und Einführung tief in die CT-Technik waren unsere Messtechniker zwar ‚schnitzelfertig‘, aber von der ersten Messaufgabe weg bestens für den Betrieb der Anlage gerüstet. So machen Investitionen Freude und schaffen einen Mehrwert für uns und unsere Kunden“, resümiert Geschäftsführer Humml.
Der industrielle Computertomograph exaCT L ist ein universell einsetzbares Prüf- und Messmittel um Bauteile sowie Fertigungsprozesse zu optimieren. Die Messlösung arbeitet höchst Effizient mit signifikantem Mehrwert für den Kunden. Schneller Entwicklungszeiten sparen Zeit und Kosten. Ist eine Analyse bzw. Prüfung innerer Strukturen nötig, können diese durchgeführt werden, ohne das Bauteil zu zerstören. Auch dies führt zu wesentlich schnelleren Scanzeiten und zu geringerem Aufwand. Mit nur einem Scan können aus den generierten Daten messtechnische Auswertungen und Analysendurchgeführt werden. Die zuverlässigen Messergebnisse werden kundenfreundlichund verständlich dokumentiert. – Dazu ein Gedanke zum Thema Sicherheit: Auch bei weniger komplexen Konsumgütern, die in großen Stückzahlen verkauft werden, kann es zu Ausfällen kommen, die ebenso teure Auswirkungen auf den Rückruf und den Ruf des Unternehmens haben. Die Archivierung der Messergebnisse ermöglicht eine erneute Analyse im Falle eines Fehlers, um eine schnelle Korrektur zu ermöglichen oder eine mögliche Klage zu widerlegen.
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