Werkstoff
Aluminiumlegierung vergleichbar mit 7075-T6, passend zu vereinbarten Festigkeits- und Bearbeitungsanforderungen.
Repräsentative Reverse-Engineering-Fallstudie · Industriekompressoren
Reverse Engineering eines Verdichterlaufrads: vom beschädigten Muster zur digitalen 0,02-mm-Basis
Ein Laufrad der zweiten Stufe mit gerissenen und teilweise fehlenden Schaufeln wurde zur Grundlage eines kontrollierten Ersatzteilprogramms aus 3D-Scanning, Rekonstruktion der Konstruktionsabsicht, Fünfachsbearbeitung und Prüfung.
Die Herausforderung
Verdichterstillstand und mehr als sechs Monate OEM-Wartezeit.
Ein kritischer Zentrifugalverdichter eines US-Industriegaswerks wurde nach ungewöhnlichen Vibrationen abgeschaltet. Die Prüfung zeigte mehrere beschädigte Eintrittskanten am Laufrad der zweiten Stufe; zwei Schaufeln waren teilweise abgebrochen. Der Originalhersteller konnte Ersatz anbieten, nannte jedoch mehr als sechs Monate Lieferzeit.
Die kundenspezifische Bestandskonstruktion hatte weder verfügbares CAD noch wiederbeschaffbare Originalzeichnungen. Die Suche nach Gebrauchtteilen blieb ohne brauchbare Alternative; lokale Werkstätten lehnten die Fertigung ohne Zeichnungen ab. Der Kunde sandte das beschädigte Laufrad an Mechonus zur Rekonstruktion und Ersatzteilfertigung.
Werkstoff und Spezifikation
Anforderungen vor der Fertigung definieren.
Vorgegeben waren eine Aluminiumlegierung vergleichbar mit 7075-T6, zwölf Teile einschließlich Reserve, dynamische Auswuchtgüte G1.0 und Rauheit Ra ≤ 0,8 μm. Diese Anforderungen wurden zusammen mit der rekonstruierten Geometrie vor Freigabe geprüft.
Geometrieerfassung
Industrielles Blaulicht-Scanning mit durchschnittlichem Ziel-Punktabstand von 0,02 mm zur detaillierten Schaufel- und Nabenerfassung.
Oberfläche und Auswuchtung
Ra ≤ 0,8 μm und dynamische Auswuchtgüte G1.0 für den Ersatzteilprozess festgelegt.
Lieferung
12 Laufräder einschließlich Reserve, STEP-Daten, kontrollierte Zeichnungen und vereinbarte Prüfunterlagen.
Der Ansatz
Zuerst Funktion messen, dann Sollgeometrie rekonstruieren.
Verdichterbauteile erfordern vollständige Geometrieerfassung und ausdrückliche Engineering-Entscheidungen für alle Bereiche mit Schäden, Verschleiß oder fehlenden Daten.
01
Geometrie erfassen, ohne Schäden zu kopieren
Das Laufrad wurde gereinigt, optisch vorbereitet und aus mehreren Richtungen mit einem industriellen Blaulichtsystem gescannt. Der mittlere Ziel-Punktabstand von 0,02 mm unterstützte die dichte Erfassung von Druck- und Saugseite, Nabenkanälen und Schaufelwurzeln.
- Rohscan- und Messdaten für die Prüfung aufbewahrt
- Annahmen vor Fertigungsfreigabe dokumentiert
- CAD, Zeichnungen und Prüfanforderungen revisionskontrolliert
02
Betriebsschäden und Konstruktionsabsicht trennen
Zwei Schaufeln hatten teilweise Kantenverluste; mehrere Eintrittskanten zeigten rissbedingte Schäden. Wiederkehrende Schaufelmerkmale, Nabe und intakte Bereiche wurden verglichen, um Sollbeziehungen wiederherzustellen. Fehlende Abschnitte entstanden anhand benachbarter Schaufelformen und dokumentierter Annahmen.
- Rohscan- und Messdaten für die Prüfung aufbewahrt
- Annahmen vor Fertigungsfreigabe dokumentiert
- CAD, Zeichnungen und Prüfanforderungen revisionskontrolliert
03
Editierbares CAD und prüfbare Definition aufbauen
Geomagic Design X überführte die Scannachweise in editierbares parametrisches CAD. Das freigegebene Modell wurde zusammen mit funktionalen Bezügen, Bohrungspassungen, Schaufelformanforderungen und Auswuchtplan an die Fünfachs-CNC-Programmierung übergeben.
- Rohscan- und Messdaten für die Prüfung aufbewahrt
- Annahmen vor Fertigungsfreigabe dokumentiert
- CAD, Zeichnungen und Prüfanforderungen revisionskontrolliert
Detaillierter Engineering-Ablauf
Acht kontrollierte Schritte vom Muster zur Wiederbestellung.
Jeder Schritt erzeugt einen konkreten technischen Nachweis. So wird aus einem beschädigten Bestandsbauteil ein kontrollierter Fertigungsdatensatz statt einer einmaligen visuellen Kopie.
- 01
Mustereingang und Schadenskartierung
Laufrad fotografieren, Schaufeln nummerieren und Risse, gebrochene Eintrittskanten, Reibspuren und Handhabungsschäden erfassen. Bohrung, Passfedernut, Rückseite, Nabe und Gegenwelle dokumentieren, bevor die Reinigung den Oberflächenzustand verändert.
ErgebnisSchadenskarte und Musterregister - 02
Bezugsstrategie und Scanvorbereitung
Rotationsachse aus Bohrung und Bezugsflächen bestimmen; reflektierendes Aluminium mit Mattierungsspray und Referenzmarken vorbereiten. Überlappende Ansichten für Schaufelwurzeln, enge Kanäle sowie Druck- und Saugflächen planen.
ErgebnisBezugsplan und Scanaufbauprotokoll - 03
3D-Erfassung aus mehreren Ansichten
Hochdichte Netzdaten aus mehreren Richtungen erfassen, zur Nabenachse ausrichten und Überlappungen prüfen. Gezielte manuelle oder KMG-Messungen bestätigen unzugängliche oder passungskritische Merkmale.
ErgebnisAusgerichtetes STL-Netz und kritische Maße - 04
Netzverarbeitung und Schadenstrennung
Rauschen entfernen, ohne Schaufelkanten zu glätten; Löcher und Bruchzonen klassifizieren und wiederkehrende Schaufeln mit intakten Nachbarn vergleichen. Scanfüllung allein definiert keine fehlende aerodynamische Geometrie.
ErgebnisVerschleiß- und Fehlgeometriekarte - 05
Schaufel-, Naben- und Strömungspfadrekonstruktion
Leitschnitte, Schaufelkurven und Nabenflächen parametrisch aufbauen. Schaufelmuster, Eintritts- und Austrittskanten, deckseitige Beziehungen sowie Bohrungs- und Befestigungsmerkmale um funktionale Bezüge rekonstruieren.
ErgebnisEditierbares CAD und Rekonstruktionsannahmen - 06
Zeichnung, Werkstoff und Auswuchtung
Kritische Maße, Oberflächen, Bohrungspassung, Werkstoffzustand, Prüfpunkte und dynamische Auswuchtmethode festlegen. Der Kunde prüft CAD, Zeichnung und offene Annahmen vor Fertigungsfreigabe.
ErgebnisFreigegebenes CAD, Zeichnung und Kontrollplan - 07
Fünfachs-Erstmusterfertigung
Bearbeitungsfolge schützt Bohrung und Bezugsmerkmale: Schaufelvolumen schruppen, Flächen mit kontrollierten Werkzeugwegen schlichten und Kanten entgraten. Wo vorgeschrieben, Aufmaß für abschließende Auswuchtkorrektur erhalten.
ErgebnisErstmuster und Laufkarte - 08
Prüfung, Auswuchtung und Freigabe
Bezüge, Bohrung, Nabe, Schaufelprofilpunkte und Oberfläche gegen die freigegebene Definition prüfen. Auswuchtverfahren durchführen, Ergebnisse mit dem Kunden bewerten und den freigegebenen Datensatz für Wiederbestellungen einfrieren.
ErgebnisFAI/KMG-Bericht, Auswuchtprotokoll und freigegebene Basis
Fertigung und Verifikation
Erstmusterfreigabe, dann wiederholbare Versorgung.
Nach Kundenfreigabe des CAD wurden die Laufräder fünfachsig CNC-bearbeitet, fertiggestellt, geprüft und gemäß Projektanforderung dynamisch ausgewuchtet.
Projektergebnis
- Rekonstruiertes CAD mit Scandaten verglichen; kontrollierte Gesamtabweichung ≤ 0,02 mm
- Fünfachs-CNC-Ersatzlaufräder aus dem freigegebenen Datenpaket gefertigt
- Dynamische Auswuchtung gemäß G1.0-Projektanforderung erreicht
- Erstmusterpassung vor Chargenfreigabe validiert
- STEP-Modell, Prüfbericht und revisionskontrollierte Daten für Folgeaufträge aufbewahrt
“Nach dem Neustart lief der Verdichter ruhig. Mechonus hat nicht nur das beschädigte Muster nachgebaut, sondern uns einen kontrollierten Ersatzteilweg ohne OEM-Wartezeit gegeben.”Instandhaltungsleiter, Industriegaswerk
Vom Kunden autorisierte Veröffentlichung
Diese Fallstudie wurde mit Kundengenehmigung veröffentlicht. Kundenname, Standort und ausgewählte technische Details wurden anonymisiert. Senden Sie für ein ähnliches Projekt Ihre Bauteildaten über unsere Website; unser Engineering-Team erstellt eine erste Bewertung innerhalb von 24 Stunden.
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