Zwei Koordinatenmessmaschinen - eine ZEISS CONTURA und eine TESA MICRO-HITE 3D - begleiten den gesamten Prozess: Erstmuster, fertigungsbegleitende Kontrolle und das Maßprotokoll, das mit dem Los ausgeliefert wird.
Eine Zahl ohne Messunsicherheit ist keine Messung, sondern eine Schätzung. Jedes Messmittel hat seine eigene Unsicherheit, und sie wird von der geprüften Toleranz abgezogen: Der Bereich, in dem ein Bauteil als gut erklärt werden darf, ist enger als der Bereich in der Zeichnung. Die Auswahl von Toleranz und Unsicherheit zeigt, was dem Prozess bleibt.
Berechnung nach ISO 14253-1, mit symmetrischer erweiterter Messunsicherheit. Die Eingabewerte sind frei wählbar; es sind keine Firmenangaben.
Ein genau an der Toleranzgrenze gemessenes Bauteil kann tatsächlich außerhalb liegen - um den Betrag der Messunsicherheit. Die Norm ISO 14253-1 löst das über einen Sicherheitsbereich: Angenommen wird nur, was mindestens um die Messunsicherheit innerhalb der Toleranz liegt. Sorgfalt kostet: Ein Teil der Toleranz geht endgültig verloren, und zwar auf der Seite des Lieferanten.
Die Werkstattkonvention verlangt ein Messmittel, das um ein Mehrfaches genauer ist als die geprüfte Toleranz - genannt werden meist Verhältnisse zwischen 4:1 und 10:1. Unter 4:1 verbraucht die Messung so viel von der Toleranz, dass gute Teile abgelehnt und Grenzteile angenommen werden. Die Zahl oben zeigt genau, wo das Verhältnis liegt.
Ein ernst gemeintes Maßprotokoll nennt nicht nur den Messwert: Es nennt auch, womit gemessen wurde, bei welcher Temperatur und mit welcher Unsicherheit. Ohne diese drei lässt sich die Zahl nicht mit einer Messung beim Kunden vergleichen - und wenn beide abweichen, gibt es nichts, worauf man sich einigen könnte.
Jedes Maß auf der Zeichnung gilt für das Bauteil bei 20 °C; so legt es ISO 1 fest. Unter dieser Konvention ist die Temperatur keine Laborfrage: Bei engen Toleranzen verschiebt sie das Ergebnis stärker als das Messgerät.
| Werkstoff | Ausdehnung α [µm/m·K] | Maßdrift bei 200 mm und +5 K |
|---|---|---|
| Unlegierter Stahl | 11,5 | 11,5 µm |
| Nichtrostender Stahl, austenitisch (1.4301) | 16 | 16 µm |
| Messing | 19 | 19 µm |
| Aluminium | 23 | 23 µm |
| POM | 110 | 110 µm |
Richtwerte für die Werkstoffe, die wir zerspanen. Die Drift ist ein einfaches Produkt: ΔL = α × L × ΔT. Bei 200 mm und 5 K über der Bezugstemperatur entspricht die Drift in Mikrometern gerade der Zahl des Ausdehnungskoeffizienten - eine Faustregel, die sich im Kopf nachrechnen lässt. Der Koeffizient hängt vom Gefüge ab, nicht vom Familiennamen: Ferritische und martensitische nichtrostende Stähle dehnen sich nahezu wie unlegierter Stahl aus, nicht wie 1.4301.
Eine Fertigungshalle ist kein Messraum. Fünf Grad über 20 °C sind ein gewöhnlicher Sommertag, und bei einem Bauteil von 200 mm aus Aluminium verschiebt das die Länge um 23 µm. Eine Toleranz von ±0,02 mm hat ein Fenster von 40 µm: Mehr als die Hälfte davon ist allein die Temperatur, bevor die Maschine überhaupt einen Fehler gemacht hat.
Die Maßstäbe einer Messmaschine sind auf 20 °C bezogen. Dehnen sich Bauteil und Bezug gleich aus und sind sie gleich warm, ziehen sich die beiden Längungen voneinander ab, und das Ergebnis bleibt auch bei 25 °C nahezu richtig. Bei Aluminium auf derselben Maschine bleibt die Differenz: 23 minus 11,5, also 11,5 µm auf 200 mm. Die Drift verschwindet nicht, sie halbiert sich.
Nach dem Zerspanen ist ein Bauteil wärmer als der Raum, und ein sofort abgenommenes Maß erfasst die restliche Bearbeitungswärme, nicht das Bauteil. Der Temperaturausgleich braucht Zeit, und die Zeit hängt von Masse und Werkstoff ab - deshalb steht er als Schritt im Ablauf und wird nicht an jedem einzelnen Teil geschätzt.
Liegt die Toleranz unter 0,02 mm auf Längen über 100 mm, oder ist der Werkstoff Aluminium, Messing oder Kunststoff, gehört die Messtemperatur auf die Zeichnung. Steht sie dort, wird die Messbedingung Teil der Vereinbarung, und beide Seiten kommen auf dieselbe Zahl. Fehlt sie, messen beide richtig und kommen auf zwei.
Koordinatenmessmaschine für Wareneingang, Zwischenprüfung und Endkontrolle, mit wiederholbaren Messprogrammen.
Dreidimensionale Koordinatenmessmaschine für die genaue Prüfung von Maßen und Geometrie: Punkte, Durchmesser, Abstände, Winkel, Positionen, Ebenheit, Rechtwinkligkeit und weitere geometrische Merkmale. Durch den Vergleich mit Zeichnung oder CAD-Modell trägt sie Wareneingangsprüfung, Zwischenprüfungen und Endkontrolle. Messprogramme bringen Rückverfolgbarkeit und Wiederholgenauigkeit.
Koordinatenmessmaschine für schnelle Prüfungen nahe der Fertigung: Bauteile freigeben und Prozesse einstellen.
Dreidimensionale Koordinatenmessmaschine für die schnelle, genaue Prüfung von Bauteilen im Messraum oder nahe der Fertigung. Sie ermittelt Maße, Positionen und Formabweichungen durch Antasten der Bauteilelemente in den drei Achsen. Die Bedienoberfläche macht Einzelmessungen wie wiederkehrende Prüfabläufe einfach: Bauteile freigeben, Prozesse einstellen, Konformität bestätigen.
Zeichnungen werden über das untenstehende Formular übermittelt. Das Angebot folgt innerhalb von 48 Stunden, die übermittelten Unterlagen bleiben vertraulich.
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