Einblick in einen Fertigungsablauf der nächsten Generation: River City Metal Fabrication setzt Artec Leo für präzise Feldmessungen ein

In der Schwerindustrie ist Präzision von größter Bedeutung, und sie zu erreichen, kann eine echte Herausforderung sein. In Anlagen wie Stahlwerken und Raffinerien verändern sich Rohrleitungssysteme, Rutschen, Trichter und Vorratsbehälter im Laufe der Zeit unter dem Einfluss von Anpassungen vor Ort, Reparaturen und spontanen Behebungen. Das Ergebnis ist irgendwann eine Infrastruktur, die kaum noch den ursprünglichen Zeichnungen entspricht. Für Fertigungsbetriebe, die Komponenten ersetzen oder modifizieren sollen, können derartige Diskrepanzen zu kostspieligen und zeitaufwändigen Fehlern führen.

Führung übernehmen, um den Standard immer weiter anzuheben

Ein solche Herausforderung musste River City Metal Fabrication, ein familiengeführtes Unternehmen für Metallverarbeitung aus Baton Rouge, Louisiana, meistern. Seine über hundertjährige Erfahrung hatte dem Betrieb einst zu einem hervorragenden Ruf verholfen, und es wird seither von gewerblichen und industriellen Kunden für seine hochwertigen Metallverarbeitungsarbeiten geschätzt. Und um der eigenen Reputation auch in Zukunft gerecht werden zu können, waren präzise Messungen vor Ort, die die realen Gegebenheiten widerspiegelten, ein unerlässlicher Baustein.

Candace Forbes, Vice President des Unternehmens, wurde selbst schnell mit diesem Aspekt konfrontiert, als sie im Betrieb eine aktivere Führungsrolle übernahm. Zahlreiche der von Forbes und ihrem Team betreuten Projekte umfassten die Herstellung von Ersatz-Lüftungskanälen oder die Fertigung von Metallbauteilen in komplexen Industrieanlagen, unter anderem in einem nahegelegenen Stahlwerk der Firma Nucor.

„Die Lüftungskanäle und Schächte waren schon so oft vor Ort zugeschnitten worden“, erklärte Forbes. „Sie waren im Grunde genommen verpfuscht, und man konnte keine genauen Maße mehr nehmen.“

Vor der Einführung der 3D-Scanner hatte sich das Team ausschließlich auf traditionelle Messmethoden verlassen. Für einfache Projekte war dieser Ansatz zwar praktikabel, doch bei komplexen Systemen mit Korrosion, unregelmäßigen Veränderungen und verdeckten Bauteilen reichte er nicht aus. Konventionelle Messmethoden, wie visuelle Schätzung, manuelle Notizen oder Maßbänder, erwiesen sich als nicht zuverlässig genug, sodass im Betrieb gefertigte Teile bei der Montage vor Ort nachbearbeitet werden mussten.

Diese Erkenntnis veranlasste Forbes, sich mit 3D-Scannern auseinanderzusetzen.

Das richtige Gerät für die passende Herausforderung

Forbes verbrachte fast ein Jahr mit der Recherche zu 3D-Scanning-Technologie. Da sie aus der Fertigungsindustrie und nicht aus dem Bereich der digitalen Entwicklung kommt, betrachtete Forbes den Prozess aus praktischer Sicht – aus ihrer Sicht musste der Scanner in anspruchsvollen Industrieumgebungen zuverlässig funktionieren. Denn im Gegensatz zu Reinräumen in Laboren sind Stahlwerke staubig, heiß und voller schwerer Maschinen, und das oft auf engstem Raum oder in erhöhten Bereichen.

Im Rahmen ihrer Recherche konnte Forbes verschiedene handgeführte Scanner testen, darunter ein System, das für das Scannen Zielmarken, einen Laptop und einen vollständigen Aufbau erforderte. Ein Händler kam sogar persönlich zu Nucor, um das Gerät vorzuführen. Die Vorführung offenbarte jedoch schnell ein gravierendes Problem – nämlich genau das, welches Forbes von vornherein vermeiden wollte.

Der Aufbau dauerte etwa 45 Minuten, was in einem geschäftigen Industriebetrieb schlichtweg nicht praktikabel sein würde. Benötigt wurde vielmehr einen Scanner, der schnell, tragbar und einfach vor Ort zu bedienen war. Und hier kam Artec Leo ins Spiel, ein vollständig kabelloser 3D-Scanner mit integrierter Bildverarbeitung und Touchscreen.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Candace Forbes

Allein schon die kabellose Funktionalität des Scanners löste die meisten der von Forbes identifizierten Probleme: Leo benötigte keine externen Markierungen oder Zielmarken, wodurch das Anbringen von Referenzaufklebern an schwer zugänglichen Stellen entfiel. Er konnte Daten intern speichern. Und dank dem Akkubetrieb konnte er überall im Werk eingesetzt werden, ohne dass zusätzliche Geräte oder Kabel im Weg sein würden.

Forbes erhielt ihren Leo schließlich über Digitize Designs, einen Artec 3D Ambassador in den USA. Die Zusammenarbeit mit Bo Helmrich half dem Team, die richtige Entscheidung zu treffen und mit der neuen Technologie loszulegen. Diese Wahl erwies sich als wahrhaft bahnbrechend.

„Ich habe meinen Artec 3D-Scanner speziell für Projekte von Nucor Steel, dem größten Stahlproduzenten des Landes, angeschafft“, sagte Forbes. „Der Scanner ermöglicht es mir, Leckagen und Materialverschleiß zu erkennen, komplexe Geometrien zu erfassen, Maße zu überprüfen und Fertigungsabläufe zu optimieren. So kann ich Nucor einen präzisen, zuverlässigen und effizienten Service bieten.“

Draußen im Feld

Bei River City Metal Fabrication erfolgt das Scannen direkt vor Ort. Forbes fährt üblicherweise mit Artec Leo zum Werk, um die zu ersetzenden oder zu modifizierenden Anlagenteile zu erfassen. Die meisten Projekte umfassen die Digitalisierung komplexer Bauteile wie Kanäle, Rutschen, Trichter, Vorratsbehälter und Flansche. All diese Strukturen sind mit herkömmlichen Methoden nur schwer präzise zu vermessen.

Beim Arbeiten mit Leo schaltet Forbes den Scanner einfach ein und beginnt umgehend mit der Erfassung der Objektgeometrie, ähnlich wie bei einer Videoaufnahme. Ein entscheidender Vorteil ist die Geschwindigkeit: Dank Echtzeit-Feedback auf dem Touchscreen zeigt Leo die Scanqualität an und hilft dem Nutzer, stets den richtigen Abstand einzuhalten.

Bei symmetrischen Teilen muss Forbes nicht einmal das gesamte Objekt scannen. Nachdem sie eine Hälfte digitalisiert hat, teilt sie die Daten mit dem CAD-Experten des Teams, der sie später bearbeiten und das vollständige Modell erstellen kann. Dieses Verfahren reduziert die Scan-Zeit vor Ort und liefert gleichzeitig die für die Fertigung benötigten hochpräzisen Daten.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Candace Forbes

Leo wurde im Stahlwerk Nucor umfassend eingesetzt, wo Forbes alles scannt – von einzelnen Flanschen bis hin zu großen Abschnitten industrieller Rohrleitungen. In einem Projekt scannte sie ein riesiges Rutschensystem mit einer Länge von fast 122 Metern, das sich über mehrere Etagen des Werks erstreckte. „Ich habe es Etage für Etage gescannt – sechs Ebenen“, sagte Forbes. „Anschließend haben wir alles zusammengefügt.“ Trotz der Komplexität solcher Industrieumgebungen war die Leistung des Scanners bemerkenswert konstant und zuverlässig.

Von der Verarbeitung bis zur Fertigung

Sobald alle notwendigen Daten erfasst sind, beginnt der nächste Arbeitsschritt. Forbes führt die erste Verarbeitung in Artec Studio durch, indem sie Scans bereinigt, ausrichtet und ein Polygonnetz generiert. Bei umfangreichen Projekten, wie beispielsweise mehrstufigen Rutschensystemen, werden mehrere Scanabschnitte zusammengeführt, um ein vollständiges 3D-Modell zu erstellen. Glücklicherweise kann Artec Studio aber auch mit großen Datensätzen problemlos umgehen.

Nach Abschluss der Verarbeitung in Artec Studio werden die Dateien exportiert und an den CAD-Ingenieur von River City weitergeleitet. Bei großen Datensätzen kann das Team ShareFile nutzen, um diese vom Einsatzort ins Büro zu übertragen. Je nach Projekt kann die Arbeit anschließend in Geomagic oder SolidWorks fortgesetzt werden.

Geomagic wird üblicherweise für Aufgaben im Reverse-Engineering eingesetzt, wenn Scandaten in nutzbare Oberflächen und Referenzgeometrien umgewandelt werden müssen. Die fertigen digitalen Zwillinge können anschließend in SolidWorks, wo fertigungsfertige Konstruktionen entstehen, importiert werden. Nicht zuletzt dank der reibungslosen Integration solcher Software kann das Fertigungsteam von River City nach Fertigstellung des 3D-Modells Bauteile herstellen und sich dabei absolut sicher sein, dass diese nach dem Einbau perfekt passen werden.

Das Ergebnis? Höhere Genauigkeit, schnellere Bearbeitung

Bei River City Metal Fabrication hat die Einführung der 3D-Scanner die Projektabwicklung grundlegend verändert. Anstatt sich auf ungefähre Messungen zu verlassen und wiederholt vor Ort sein zu müssen, arbeitet das Team nun mit präzisen digitalen Zwillingen der vorhandenen Anlagen. Der so optimierte Workflow garantiert kürzere Bearbeitungszeiten und ein deutlich verbessertes Arbeiten im Kollektiv, wodurch Genauigkeitsprobleme bei Fertigung, Nachbearbeitung und Installation auf ein Minimum reduziert werden.

Für Forbes gehen die Vorteile jedoch über die Effizienz hinaus, denn die empfindet den gesamten Arbeitsablauf insgesamt als äußerst zufriedenstellend: In der Fertigungshalle beobachtet Forbes, wie sich der gesamte Lebenszyklus eines Projekts entfaltet, vom Scannen des Originalgeräts und der Konstruktion des Ersatzteils über die Fertigung der Teile bis hin zur fertigen Installation.

Auch die Kunden bemerken den Unterschied. Dank dieser Zuverlässigkeit und Präzision hat River City mit seiner Arbeit einen bleibenden Eindruck bei Kunden auch in den anspruchsvollsten Industriezweigen hinterlassen. „Die Mitarbeiter von Nucor waren unglaubliche Partner“, sagt Forbes. „Sie haben mir anvertraut, qualitativ hochwertiger Arbeit zu liefern, und dieses Vertrauen hat mich angespornt, die Messlatte immer höher zu legen. Als Frau kann es in dieser Branche herausfordernd sein, doch die Zusammenarbeit mit Teams, die auf Fähigkeiten und nicht auf Vorurteile achten, macht einen entscheidenden Unterschied.“

Eine Frau, die ein neues Kapitel einleitet

Unter Forbes' Führung beweist River City Metal Fabrication, dass selbst in den härtesten Industrieumgebungen richtige Entscheidungen und eine neue Perspektive eine ganze Branche voranbringen. In einer Branche, in der weibliche Führungskräfte nach wie vor selten sind, ist Forbes‘ Weg absolut bemerkenswert: Denn sie treibt den technologischen Wandel in einem Familienunternehmen voran oder zeigt dabei, wie Entschlossenheit, gepaart mit der richtigen Technologie, die Möglichkeiten der modernen Metallverarbeitung neu bestimmen kann.