Shopfloor-taugliche 3D-Inspektion für die Triebwerksinstandhaltung
Im Rahmen des Projekts ScanExpress setzt MTU Aero Engines auf das HP-FX System von 3D.aero, um Oberflächendefekte an Triebwerksteilen direkt im Shopfloor präzise dreidimensional zu erfassen. Ziel war es, Inspektionsprozesse deutlich zu beschleunigen und gleichzeitig die Qualität der Befundung zu verbessern.
Zeitaufwendige Befundung kleinster Defekte
In der Triebwerksinstandhaltung müssen täglich zahlreiche Oberflächenanomalien bewertet werden. Wurden potenzielle Schäden festgestellt, erfolgte die Analyse bisher häufig über manuelle Abdrücke, die anschließend im Labor mikroskopisch untersucht wurden. Dieser Prozess war zeitintensiv und führte zu Verzögerungen von mehreren Tagen im Instandhaltungsablauf.
Anforderung an eine präzise Messung im Produktionsumfeld
Gesucht wurde ein Messverfahren, das kleinste Defekte zuverlässig erfasst, einfach zu bedienen ist und ohne Laborauswertung direkt im Shopfloor eingesetzt werden kann. Gleichzeitig sollte die Lösung reproduzierbare Ergebnisse liefern und sich nahtlos in bestehende Abläufe integrieren lassen.
Steven Piorun
MTU-Fachreferent für zerstörungsfreie Prüfverfahren
Wir erkannten, dass die Weißlicht-Interferometrie das genaueste, vielseitigste und in verschiedene Richtungen ausbaufähigste System darstellt – und dass eine Lösung des Kooperationspartners 3D.aero aus Hamburg für die Problemstellung und die Anforderungen passen könnte.
Quelle: © MTU Aero Engines, Aeroreport "ScanExpress: So werden Defekte an Triebwerksteilen in 3D gescannt"
HP-FX als Lösung mit Weißlichtinterferometrie
Das HP-FX ist ein robotergestütztes 3D-Messsystem auf Basis der Weißlichtinterferometrie. Die Technologie ermöglicht die µm-genaue Vermessung von Oberflächen und die Erzeugung hochauflösender 3D-Datensätze aus realen Bauteilgeometrien.
Präzise 3D-Daten unabhängig vom Material
Bei der Messung überlagert sich das von der Bauteiloberfläche reflektierte Licht mit dem Licht eines Referenzspiegels. Aus diesen Interferenzeffekten entsteht eine digitale Punktwolke, die die reale Oberfläche exakt abbildet.
Ein entscheidender Vorteil für die Triebwerksinstandhaltung ist die Unempfindlichkeit gegenüber reflektierenden Materialien, wie sie bei metallischen Oberflächen häufig auftreten.
Flexible Anwendung mit Cobot und intuitiver Software
Das HP-FX kann manuell als kollaborativer Roboter geführt oder automatisiert betrieben werden. Dadurch lassen sich auch größere Bauteile flexibel vermessen, unabhängig von festen Messstationen.
Die integrierte Software übernimmt die Messausführung, bestimmt Referenzflächen automatisch und ermöglicht eine direkte Auswertung und Dokumentation der Ergebnisse.
Weißlichtinterferometrie
Weißlichtinterferometrie ist eine optische Messtechnik zur dreidimensionalen Oberflächenvermessung. Sie nutzt Interferenzeffekte, die durch die Überlagerung von reflektiertem Licht und Licht eines Referenzspiegels entstehen, um eine digitale Punktewolke der Bauteiloberfläche zu erzeugen. Weißlichtinterferometrie ist präzise und unempfindlich gegenüber reflektierenden Oberflächen – ideal für die Triebwerksinstandhaltung.© MTU Aero Engines
Cobots
Cobots sind Industrieroboter, die zusammen mit Menschen arbeiten. Cobots sind so konstruiert, dass sie in einem gemeinsamen Arbeitsumfeld ohne Käfige bzw. Schutzeinrichtungen arbeiten können und den Menschen bei komplexen Aufgaben assistieren.© MTU Aero Engines
MTU Award für die beste neue Technologie im Unternehmen
Derzeit ist ein HP-FX-System bei der MTU Maintenance Hannover in der Demontage im Einsatz, ein weiteres wird aktuell im Befundbereich industrialisiert und man ist im Austausch mit den anderen MRO-Standorten auf der ganzen Welt, um potenzielle Anwendungsfälle zu bewerten. „Im Schnitt gewinnt das Unternehmen einen Tag Durchlaufzeit“, so Walter.Bereits jetzt hat das neue Messsystem Maßstäbe bei der dreidimensionalen Messung von Oberflächen gesetzt:
Für die gemeinsame Einführung mit 3D.aero erhielt das Entwicklerteam den MTU-Award in der Kategorie „Technology and Future“, einen Innovationspreis des Unternehmens, der herausragende Leistungen von Mitarbeiter:innen würdigt.
© MTU Aero Engines
Tomas Domaschke
Gründer und Product Expert HP-X
Wir haben es geschafft, die Messung mit Interferometrie sehr agil für die angepassten MTU-Anforderungen zu erschließen, also uns Schritt für Schritt angenähert. Diese Agilität, die in der technischen Entwicklung nicht selbstverständlich ist, hat uns schnell zu einem guten Ergebnis geführt, das nun die Grundlage für weitere Innovationen sein kann.
Schnellere Inspektion und belastbare Entscheidungen
Durch den Einsatz von HP-FX werden Oberflächendefekte ab einer Tiefe von 20 µm direkt im Shopfloor erfasst. Die Inspektionszeit reduziert sich erheblich, während gleichzeitig aussagekräftige 3D-Daten für die Befundung zur Verfügung stehen.
Validierte industrielle Einsatzfähigkeit
Im Rahmen der Systemzulassung wurde das HP-FX messtechnisch validiert und für den konkreten Anwendungsfall freigegeben. Damit ist sichergestellt, dass das System zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse liefert.
Mehrwert für die Triebwerksinstandhaltung
Der Use Case zeigt, wie HP-FX Inspektionsprozesse beschleunigt, die Dokumentationsqualität verbessert und eine präzise Entscheidungsgrundlage für die Triebwerksinstandhaltung schafft, mit Potenzial für einen standortübergreifenden Einsatz.