3D-Vermessung eines beschädigten Laufrads für ein großes Kühlsystem
Für einen Pumpenlieferanten untersuchte MartCad ein beschädigtes Laufrad aus dem Kühlsystem einer Verbrennungsanlage.
Das Laufrad hatte sich während des Betriebs teilweise von der Antriebswelle gelöst und den Saugmund berührt. Da es sich um ein kostspieliges Bauteil handelte, wollte der Kunde nicht unmittelbar einen Austausch veranlassen. Zunächst sollte objektiv nachgewiesen werden, ob eine Reparatur technisch vertretbar war.
Die zentrale Frage lautete daher nicht nur, wo sich die Beschädigungen befanden, sondern vor allem, ob das Laufrad nach der Reparatur gegenüber einem neuen Saugmund noch ausreichend Freigang aufweisen würde.
Mithilfe von 3D-Scanning und geometrischer Analyse wurde das gesamte Laufrad digital erfasst und der Abstand zwischen den Schaufelspitzen und dem theoretischen Saugmund untersucht.
Projektübersicht
Fragestellung: Kann das beschädigte Laufrad repariert und erneut eingesetzt werden?
Risiko: Ein zu geringer Abstand zwischen den Laufradschaufeln und dem Saugmund kann zu erneutem Kontakt und weiteren Schäden führen.
Vorgehensweise: vollständiger 3D-Scan des Laufrads, Bestimmung von Zentrum und Rotationsachse, Analyse der Schaufelspitzen und Vergleich mit einem theoretisch neuen Saugmund.
Ergebnis: objektive Messdaten, auf deren Grundlage der Kunde beurteilen konnte, ob eine Reparatur technisch und wirtschaftlich sinnvoll war.
Hintergrund des Projekts
Das Laufrad war Bestandteil eines großen Kühlsystems einer Verbrennungsanlage. Während des Betriebs hatte sich das Bauteil teilweise von der Antriebswelle gelöst. Dadurch kam das Laufrad mit dem Saugmund in Kontakt, wodurch die Schaufelspitzen beschädigt wurden.
Eine rein visuelle Prüfung reichte nicht aus, um die Reparaturfähigkeit zu beurteilen. Auch nach einer Instandsetzung beschädigter Bereiche musste nachgewiesen werden, dass sich das Laufrad nach der Montage mit ausreichendem Freigang drehen kann.
Der Kunde wollte daher wissen:
- wo die größten geometrischen Abweichungen vorhanden waren;
- welche Schaufelspitzen beschädigt oder verformt waren;
- wie groß die radialen Abweichungen bezogen auf das Zentrum waren;
- wie viel Abstand gegenüber einem neuen Saugmund verbleiben würde;
- ob eine Reparatur eine realistische Alternative zum vollständigen Austausch darstellte.
Die technische Herausforderung
Ein Laufrad besteht aus komplexen, gekrümmten Flächen. Seine Geometrie lässt sich daher nicht zuverlässig allein mit einzelnen manuellen Messungen beurteilen.
Die wichtigste Herausforderung bestand darin, die vollständige Geometrie zu erfassen und den kleinsten Abstand zwischen den Laufradschaufeln und dem theoretischen Saugmund zu bestimmen.
Dabei waren folgende Punkte entscheidend:
- die präzise Bestimmung von Zentrum und Rotationsachse;
- die Messung des Radius vom Zentrum bis zu jeder Schaufelspitze;
- die Sichtbarmachung lokaler Verformungen und Beschädigungen;
- die Berechnung des Abstands über den gesamten Umfang;
- die Darstellung der Ergebnisse in klaren Messbildern und Farbabweichungsdarstellungen.
Vorgehensweise
1. Vorbereitung des Laufrads
Das Laufrad wurde zunächst sorgfältig gereinigt. Schmutz, Ablagerungen und lose Verunreinigungen können die Scandaten beeinflussen und mussten daher entfernt werden.
2. Vollständiger 3D-Scan
Mit einem optischen 3D-Scansystem wurde die vollständige Form des Laufrads digital erfasst. Dadurch entstand ein detailliertes Polygonmodell der vorhandenen Geometrie.
Weitere Informationen zu dieser Messmethode finden Sie auf unserer Seite 3D-scannen .
3. Bestimmung von Zentrum und Rotationsachse
In der Messsoftware wurden das Zentrum des Laufrads und die theoretische Rotationsachse bestimmt. Diese Referenzen bildeten die Grundlage für alle radialen Messungen.
4. Analyse der Schaufelspitzen
Für jede Schaufelspitze wurde der Radius vom Zentrum aus gemessen. Dadurch wurde sichtbar, welche Schaufeln abwichen und wo die größten Beschädigungen oder Verformungen vorhanden waren.
5. Vergleich mit dem theoretischen Saugmund
Die tatsächliche Geometrie des Laufrads wurde mit der theoretischen Form eines neuen Saugmunds verglichen. Dadurch ließ sich der verfügbare Abstand zwischen den Schaufelspitzen und dem Saugmund über den gesamten Umfang bestimmen.
Weitere Informationen zu geometrischen Vergleichen und Prüfungen finden Sie auf 3D meten .
Ergebnisse
Die 3D-Messung machte den tatsächlichen geometrischen Zustand des Laufrads objektiv sichtbar.
Beschädigte Bereiche sichtbar gemacht
Die Messungen zeigten, welche Schaufelspitzen und Bereiche von der erwarteten radialen Form abwichen. Dadurch ließ sich gezielt bestimmen, wo eine Instandsetzung erforderlich war.
Verfügbarer Abstand nachgewiesen
Der Abstand zwischen den Laufradschaufeln und dem theoretischen Saugmund wurde über den gesamten Umfang analysiert. Dadurch wurde sichtbar, wo ausreichend Freigang vorhanden war und wo möglicherweise ein Risiko für erneuten Kontakt bestand.
Objektive Grundlage für die Reparaturentscheidung
Die Messergebnisse lieferten dem Kunden eine technische Grundlage, um zu beurteilen, ob das Laufrad nach der Reparatur erneut eingesetzt werden konnte oder ob ein Austausch erforderlich war.
Digitale Referenz für zukünftige Prüfungen
Das 3D-Modell und die Messdaten wurden für zukünftige Prüfungen, Reparaturen und Vergleiche dokumentiert.
Fazit
Mit der 3D-Messung wurde nicht nur die Beschädigung des Laufrads dokumentiert, sondern vor allem nachgewiesen, wie viel Abstand gegenüber dem theoretischen Saugmund verblieb.
Damit erhielt der Kunde eine objektive technische Grundlage, um zu beurteilen, ob eine Reparatur machbar und vertretbar war. Die Messdaten zeigten, wo eine Instandsetzung erforderlich war und wo das Risiko eines erneuten Kontakts bestand.
Diese Fallstudie zeigt, wie 3D-Scanning und geometrische Analyse eingesetzt werden können, um ein kostspieliges Industriebauteil nicht auf Grundlage von Annahmen, sondern anhand messbarer Daten zu beurteilen.
Häufig gestellte Fragen
Warum ist bei einem beschädigten Laufrad ein 3D-Scan erforderlich?
Ein Laufrad besitzt komplexe gekrümmte Flächen. Mit einem 3D-Scan wird die vollständige Geometrie erfasst, sodass nicht nur Einzelmaße, sondern auch lokale Verformungen und Abweichungen beurteilt werden können.
Wie wird der Abstand zwischen dem Laufrad und dem Saugmund bestimmt?
Die tatsächliche 3D-Geometrie des Laufrads wird mit der theoretischen Form des Saugmunds verglichen. Anschließend wird der kleinste Abstand zwischen beiden Flächen über den gesamten Umfang berechnet.
Kann eine 3D-Messung zeigen, ob eine Reparatur möglich ist?
Die Messung liefert objektive geometrische Informationen über Beschädigungen, Verformungen und den verfügbaren Abstand. Auf dieser Grundlage kann der Kunde beurteilen, ob eine Reparatur technisch vertretbar ist.
Welche Daten werden nach der Messung geliefert?
Je nach Auftrag kann MartCad ein 3D-Modell, Messbilder, Farbabweichungsdarstellungen und einen Messbericht mit den relevanten Abständen und Abweichungen liefern.
Schäden oder Verschleiß an einem kostspieligen Bauteil objektiv beurteilen lassen?
MartCad unterstützt beim 3D-Scannen, Vermessen und Analysieren komplexer Industriebauteile. So erhalten Sie messbare Informationen für Reparatur, Austausch oder weitere technische Ausarbeitung.
