Reverse Engineering vertikalen Kühlwasserpumpe

3D-Scan - GOM ATOS 5

Kundenanforderung:

Für alte Kühlwasserpumpen existieren oft keine 3D-Planungdaten. Genau vor diesem Problem stand einer unserer Kunden, der Optimierungen an der Pumpe inklusive Teilneubau vornehmen wollte.

Der Auftrag lautete, die Vermessung von mehreren Pumpenbauteilen und den parametrischen Aufbau des dazugehörigen CAD-Modells. Das CAD-Modell soll voll parametrisch und für den Kunden weiter bearbeitbar werden, um die Herstellung der weiterentwickelten Pumpenbauteile zu ermöglichen.

Die Kühlwasserpumpe ist vertikale Rohrpumpe und ist im eingebauten Zustand 6 Meter lang. Die Kühlwasserpumpe ist eine von mehreren Pumpen, die die Kühlwasserversorgung eines Kraftwerks sicherstellt. Das Kühlwasser für das Kraftwerk wird aus einem nahegelegenen Fluss entnommen. 

Die vertikale Rohrpumpe besteht aus 8 größerer Pumpenbauteile die weiterentwickelt und optimiert werden sollen, daher wurde bei der geforderten Präzision die Methode des Reverse Engineering zur Datengenerierung gewählt. Des Weiteren bietet das 3D-Modell die Präferenz, das Design der Pumpenbauteile optimal auf die geforderte Funktionalität hin abzustimmen.
 

 

"Unsere Anforderungen bei der Optimierung der vertikalen Rohrgehäusepumpe erfordern ein präzises 3D-Modell auf Basis von Scandaten. Mit der angebotenen Lösung der sigma3D GmbH ist dieses optimal gelungen.“

- GVT - Gesellschaft für Vakuum-Technik mbH,  Philipp Feld, Projektleiter -

Messaufgabe:

Zunächst wurde die Rohrpumpe in ihre Einzelteile zerlegt. Da der 3D-Scan jede Verunreinigung erfasst, werden die Oberflächen der Bauteile gereinigt und für den 3D-Scan vorbereitet. 

Die Vermessung der Pumpenbauteile erfolgt über eine Kombination von zwei Messsystemen. Als erstes wird auf dem Bauteil ein Messpunktraster bestimmt. Die Messpunkte werden mit Messmarken signalisiert. Mit einem Photogrammetriesystem der Firma Hexagon AICON ETALON GmbH erfolgt die Koordinierung der Messmarken. Die Messmarken bilden die Basis für die Orientierung der Einzel-Aufnahmen der ScanKamera ATOS 5 der Firma Carl Zeiss GOM Metrology GmbH.

Bei jeder Einzelmessung projiziert die ScanKamera ein Streifenmuster mit einem digitalen Projektor auf die Objektoberfläche. Dieses Streifenmuster wird dann von zwei Kameras erfasst. Die Software ATOS berechnet innerhalb von Sekunden die 3D-Koordinaten von bis zu 12 Millionen Objektpunkten pro Messung. Dabei werden die Messmarken aus der Photogrammetriemessung automatisch erkannt und die Einzel-Aufnahme in das Bauteilkoordinatensystem transformiert. Anschließend werden die Objektpunkte zu einem Polygonalmodell vermascht. Das Ergebnis ist ein 3D-Datensatz im stl-Format. 

Mithilfe einer ScanKamera und dem Polygonalmodell, als Grundlage für den Reverse Engineering Prozess, wurde ein parametrische 3D-Solid-Modell für jedes Pumpenbauteil erstell

Ergebnis:

Das erzeugten 3D-Modelle auf Basis der physischen Pumpenbauteilen sind ein vollwertiges Konstruktionsergebnis. Die Bauteilgeometrie ist durch den parametrischen Aufbau der CAD-Daten im Anschluss noch modifizierbar, was dem Kunden längerfristig Modelliermöglichkeiten gibt.

Des Weiteren kann der Kunde mit dem geschaffenen 3D-Modell, das Design der Pumpenbauteile optimal auf die geforderte Funktionalität hin abstimmen, sowie im Anschluss 2D-Fertigungszeichnungen für die Neufertigung ableiten.