Virtual Clamping

Bauteile im digitalen Einbauzustand bewerten – flexibel, reproduzierbar und ohne komplexe Spannvorrichtungen

Wenn der freie Zustand nicht dem späteren Einbauzustand entspricht

Flexible, dünnwandige oder großflächige Bauteile können im frei liegenden Zustand eine andere Geometrie aufweisen als später im Einbau. Eigengewicht, Materialspannungen und definierte Befestigungsbedingungen beeinflussen Form und Lage des Bauteils.

Klassische Messkonzepte bilden diesen Zustand häufig mit mechanischen Spannvorrichtungen nach. Diese müssen konstruiert, gefertigt und bei Änderungen gegebenenfalls angepasst werden.

Virtual Clamping verlagert diesen Schritt in die digitale Auswertung:Zunächst werden die für den späteren Einbau relevanten Lagerungs- und Befestigungsbedingungen festgelegt. Das Bauteil wird anschließend optisch und möglichst frei von zusätzlichen äußeren Einflüssen erfasst. Auf Basis der Messdaten und der zuvor definierten Randbedingungen wird der spätere Einbau- oder Spannzustand virtuell nachgebildet.

Besonders interessant, wenn...

der freie Zustand nicht dem Einbauzustand entspricht

  • Bauteile flexibel oder dünnwandig sind
  • Varianten und Änderungen häufig vorkommen
  • mechanische Spanntechnik hohen Aufwand verursacht

Ihre Vorteile bei PROTOS-3D

Virtual Clamping mit Erfahrung von Anfang an

Wir beschäftigen uns seit der frühen Einführung intensiv mit Virtual Clamping und verbinden heute Messtechnik, FEM-Know-how und unsere eigene PRAFS-Entwicklung zu einem durchgängigen Prozess.

Erfahrung seit den Anfängen

Praxiswissen aus mehreren Jahren Virtual-Clamping-Anwendung.

FEM-Know-how im eigenen Haus

Erfahrung mit Modellerstellung, Randbedingungen und Bewertung.

PRAFS aus eigener Entwicklung

Flexible Bauteilaufnahme optimal mit Virtual Clamping kombinierbar.

Gesamtprozess aus einer Hand

Von der 3D-Erfassung bis zur virtuellen Auswertung.

Vom Prüfkonzept zur Bewertung im Einbauzustand

Virtual Clamping nutzt die vollständig erfasste 3D-Geometrie als Grundlage für eine FEM-Berechnung. Die dafür relevanten Auflage-, Fixier- und Spannbedingungen müssen bereits vor der Messung definiert bzw. bekannt sein. Das Bauteil wird anschließend unter geeigneten, möglichst einflussarmen Bedingungen optisch erfasst. Auf Basis der Messdaten und der zuvor festgelegten Randbedingungen wird der resultierende Einbauzustand virtuell berechnet.

So lässt sich die Geometrie nicht nur im frei gemessenen Zustand, sondern unter den Bedingungen bewerten, die für die spätere Funktion tatsächlich relevant sind.

01

Randbedingungen definieren

Einbau-, Auflage-, Fixier- und Spannbedingungen vor der Messung festlegen.

02

3D Erfassung

Bauteil optisch und möglichst frei von zusätzlichen äußeren Einflüssen digitalisieren.

03

Virtuell spannen

Messdaten mit den definierten Randbedingungen FEM-basiert in den Einbauzustand überführen.

04

Geometrisch auswerten

Form, Lage und funktionsrelevante Bereiche bewerten.

Weniger mechanische Spanntechnik.

Mehr Flexibilität in der Auswertung.

Definierte Einbaubedingungen

Die Auswertung orientiert sich am relevanten Einbauzustand statt ausschließlich am frei liegenden Bauteil.

Weniger Vorrichtungs- und Änderungsaufwand

Je nach Anwendung können bauteilspezifische Spannkonzepte vereinfacht und Änderungen digital berücksichtigt werden.

Reproduzierbare Auswertebasis

Einheitlich definierte Randbedingungen verbessern Vergleichbarkeit und Nachvollziehbarkeit wiederkehrender Bewertungen.

Was Virtual Clamping in der Auswertung sichtbar macht

Virtual Clamping ermöglicht die geometrische Bewertung eines Bauteils unter den zuvor definierten Einbaubedingungen. Dadurch lassen sich Abweichungen beurteilen, die im frei gemessenen Zustand allein nicht vollständig aussagekräftig wären.

Im Fokus stehen beispielsweise Form und Lage, Fugen und Übergänge, lokale Verzüge sowie Anschluss- und Passbereiche. Welche Merkmale tatsächlich relevant sind, richtet sich nach der jeweiligen Funktion und Prüfaufgabe.

FORM & LAGE   ·   FUGEN   ·   ÜBERGÄNGE   ·   VERZUG   ·   PASSBEREICHE

Virtual Clamping im Zusammenspiel mit PRAFS

In Verbindung mit PRAFS von PROTOS-3D lässt sich Virtual Clamping in automatisierte optische Messabläufe integrieren. PRAFS übernimmt die reproduzierbare Aufnahme und Positionierung des Bauteils und schafft damit die Grundlage für eine vollständige 3D-Erfassung.

Auf Basis der zuvor definierten Randbedingungen wird der gewünschte Einbauzustand anschließend softwareseitig berechnet und geometrisch ausgewertet.

Bei wiederkehrenden Prüfungen und unterschiedlichen Bauteilvarianten kann so insbesondere der mechanische Rüstaufwand reduziert werden.

Besonders sinnvoll bei flexiblen und variantenreichen Bauteilen

Virtual Clamping spielt seine Stärken vor allem bei dünnwandigen oder großflächigen Komponenten aus, deren Geometrie vom Einbauzustand beeinflusst wird. Auch bei hoher Variantenvielfalt und kurzen Änderungszyklen können digital definierte Randbedingungen den Aufwand für bauteilspezifische Spannlösungen reduzieren.

Häufige Fragen zu Virtual Clamping

Was ist Virtual Clamping?

Virtual Clamping ist ein digitales Verfahren, mit dem ein definierter Spann- oder Einbauzustand eines Bauteils mittels FEM-Berechnung auf Basis von 3D-Messdaten simuliert wird.

Vor der Messung werden die relevanten Randbedingungen wie Auflagen, Fixierungen oder Spannpunkte festgelegt. Anschließend wird das Bauteil optisch erfasst. Auf Grundlage der Messdaten und der zuvor definierten Randbedingungen wird berechnet, wie sich das Bauteil im vorgesehenen Einbauzustand verhält.

Vor allem für flexible, dünnwandige oder großflächige Bauteile sowie für Anwendungen mit hoher Variantenvielfalt oder häufigen Änderungen.

Nicht grundsätzlich. Ob eine Vorrichtung reduziert oder vollständig ersetzt werden kann, hängt von Bauteilgeometrie, Materialeigenschaften, Randbedingungen und der jeweiligen Prüfaufgabe ab.

PRAFS sorgt für die reproduzierbare Aufnahme und Positionierung des Bauteils in der optischen 3D-Messung. Virtual Clamping ergänzt diesen Prozess um die digitale Abbildung des späteren Einbauzustands.

Ja. Vor der Umsetzung kann geprüft werden, ob sich Bauteilgeometrie, Materialverhalten, Randbedingungen und Qualitätsanforderungen zuverlässig mit Virtual Clamping abbilden lassen.

Bauteile so bewerten, wie sie später eingesetzt werden

Virtual Clamping erweitert die optische 3D-Messtechnik um die Möglichkeit, Bauteile nicht nur im frei gemessenen Zustand, sondern unter definierten Einbaubedingungen zu bewerten.

Gerade bei flexiblen Komponenten, hoher Variantenvielfalt und wiederkehrenden Prüfaufgaben entsteht daraus ein praxisnaher Ansatz, der mechanischen Aufwand reduzieren und die geometrische Bewertung näher an die spätere Einbausituation bringen kann.

Sie möchten wissen, ob sich Virtual Clamping für Ihre Bauteile eignet?

Wir prüfen die technische Machbarkeit anhand Ihrer konkreten Messaufgabe.