Zur Kopie eines mechanischen Bauteils benötigt man 3D-Scan, das Reverse-Engineering und die additive Fertigung. Im Vortrag erkläre ich dem gesamten Prozess.

Die Rapid.Tech und FabCon 3.D Messe in Erfurt

In diesem Jahr fand die 15. internationale Fachmesse und Konferenz „Rapid.Tech“ und „FabCon 3.D“ statt. In Erfurt kamen 5.000 Besucher und Aussteller aus der 3D-Druck-Szene zusammen. Ich war geehrt, dass man mir die Chance gegeben hat, auf dieser spannenden Konferenz sprechen zu dürfen.

Einem Fachpublikum habe ich die verschiedenen Schritte erklärt, die es für das kopieren von Bauteilen braucht. Wenn man etwas mit einem 3D-Scanner aufnimmt, dann erhält man nicht sofort einen Datensatz, der sich drucken oder fräsen lässt. Stattdessen erhält man eine STL-Datei (Punktewolke) die zunächst in einer Software „übersetzt“ werden muss, damit man mit den Daten in einer CAD-Software arbeiten kann. Dieser Prozess nennt sich “Reverse-Engineering” oder “Flächenrückführung”.

 

Swann Rack auf der Bühne bei der FabCon 3.D 2018.

Swann Rack auf der Bühne bei der FabCon 3.D 2018.

Schritt 1: Die Erstellung des 3D-Scans

Es gibt zahlreiche 3D-Scan Techniken. Eine Methode ist die Photogrammetrie; ideal für Teile die 200 cm oder größer sind. Die Genauigkeit ist nicht so gut, aber dafür ist ein sehr günstiges Verfahren, welches sich vor allem für das Scannen größerer Objekte und mit Farbe eignet.

Eine zweite Methode ist die Streifenprojektion. Sie empfiehlt sich für Bauteile im Größenbereich zwischen 5cm bis 300cm und erreicht eine sehr hohen Genauigkeit von +/- 0,05 mm.

Die dritte Methode ist das CT-Scannen. Will man sehr kleine Bauteile extrem hochaufgelöst und präzise scannen, dann ist ein CT-Scann die richtige Wahl.

Swann Rack hält einen Vortrag über das Reverse-Engineering.

Swann Rack hält einen Vortrag über das Reverse-Engineering.

Schritt Zwei: Das Reverse-Engineering

Nach dem 3D-Scan kommt das Reverse-Engineering. Die Umwandlung der Scan-Daten in ein CAD-Format, die Konvertierung einer STL-Datei in eine STEP-Datei.

Für das Reverse-Engineering verwendet man entweder einen automatischen oder einen manuellen Prozess. Das kommt auf den Anwendungsfall und die Qualität des 3D-Scans an.

Der aufwändigste Prozess ist parametrischen-Flächenrückführung. Bei dieser werden die 3D-Scandaten manuell in ein CAD Format überführt. Manuelle Rekonstruktionen bieten immer ein Höchstmaß an Funktionalität, weil sich jedes Parameter des CAD-Modells anpassen lässt.

Swann Rack geht auf erklärt wie man ein Bauteil kopiert.

Swann Rack geht auf erklärt wie man ein Bauteil kopiert.

Dritter Schritt: Der 3D-Druck & CNC-Fräsen

Der finale Arbeitsschritt ist die Fertigung. Je nach Form und gewünschten Eigenschaften des Bauteils entscheidet man sich für die additive Fertigung (3D-Druck) oder das CNC-Fräsen.  Für das Zahnrad in meiner Präsentation habe ich das BinderJet-3D-Druck Verfahren (BJ) verwendet.

Mein schickes Umhänge-Schild für den Messe-Eintritt auf die Fabcon.

Mein schickes Umhänge-Schild für den Messe-Eintritt auf die Fabcon.

Ihre Druckdaten für den 3D-Scan