Ein 3D-Scanner erfasst die gesamte Oberfläche eines Altteils als Punktwolke, und ein Handlaserscanner nennt im Datenblatt etwa 0,025 mm Genauigkeit. Ein taktiles Koordinatenmessgerät (KMG) misst einzelne Merkmale auf etwa 2 µm über 100 mm, ein digitaler Messschieber auf ±0,02 mm. Scannen Sie das Teil für die Freiformflächen, messen Sie jedes Merkmal mit Passung im Kontakt, und entnehmen Sie weder die Toleranzen noch den Werkstoff aus dem Ergebnis.
Was misst jede Methode an einem Altteil?
Handmessmittel messen eine Dimension nach der anderen im Kontakt: der Messschieber Längen, Breiten und Tiefen, die Bügelmessschraube Durchmesser und Dicken. Ihr Vorteil ist, dass jeder Wert eine einzelne, rückführbare Zahl ist, die ein Mensch nachprüfen kann. Ihr Nachteil: Jedes Maß muss vorher ausgewählt werden.
Ein taktiles KMG tastet das Teil an diskreten Punkten an und legt Geometrie durch diese Punkte: Ebenen, Zylinder, Kegel, Kugeln. Die Software meldet Maße, Positionen und die Beziehung zwischen Bezugselementen. Das passt zu Bohrungen, Sitzen, Planflächen und Lochbildern, also zu genau den Elementen, die die Zeichnung braucht.
Ein optischer 3D-Scanner projiziert Laserlinien oder ein Streifenmuster und erfasst Millionen Punkte berührungsfrei. Das Ergebnis ist ein Netz der gesamten sichtbaren Oberfläche, das sich als Farbkarte mit einem CAD-Modell vergleichen lässt. Er sieht nur, was der Sensor sieht: Sacklöcher, Innengewinde und Hinterschneidungen werden nicht erfasst. ISO 10360-13 legt die Abnahmeprüfung für optische 3D-Systeme fest und gilt, solange Glanz und Farbe des Messobjekts in einem kooperativen Bereich liegen. Ein Datenblattwert gilt deshalb nicht automatisch für eine polierte oder schwarze Oberfläche. Fragen Sie den Anbieter, wie das Teil vorbereitet wird.
Wie genau sind Messschieber, KMG und 3D-Scanner?
Die Werte unten stammen aus Herstellerdatenblättern, je ein Gerät pro Methode. Sie zeigen Größenordnungen, nicht was ein bestimmter Lieferant erreicht.
Tabelle 1. Angegebene Genauigkeit nach Methode, Herstellerdatenblätter
| Methode und Beispiel | Angegebene Genauigkeit | Bereich oder Bedingung |
|---|---|---|
| Digitaler Messschieber, Mitutoyo 500-196-30 | ±0,02 mm (E MPE); ±0,04 mm an der Gleitfläche (S MPE) | 0–150 mm, Schritt 0,01 mm |
| Bügelmessschraube, Mitutoyo 293-240-30 | ±1 µm (E MPE) | 0–25 mm, Schritt 0,001 mm |
| Brücken-KMG, Mitutoyo CRYSTA-Apex S 544 | 1,7 + 3L/1000 µm, L in mm: 2,0 µm bei 100 mm, 2,9 µm bei 400 mm | Taster SP25M, 20 ± 2 °C, Messbereich 500 × 400 × 400 mm |
| Handlaserscanner, Creaform HandySCAN 3D EVO | 0,025 mm; volumetrisch 0,020 mm + 0,040 mm/m, also 0,040 mm über 500 mm | Auflösung 0,025 mm; „basierend auf ISO 10360“ |
Quelle: Mitutoyo Produktseiten 500-196-30 und 293-240-30 sowie Bulletin No. 2202(3); Creaform HandySCAN 3D EVO series; Stand 30.10.2026.
Der KMG-Wert gilt unter den genannten Bedingungen. Für dieselbe Maschine garantiert Mitutoyo 1,7 + 3L/1000 µm in einem Raum mit 20 ± 2 °C und höchstens 2 °C Temperaturänderung pro Stunde, und 1,7 + 4L/1000 µm in einem Raum mit 16 bis 26 °C und höchstens 5 °C Änderung pro 24 Stunden. Werkstattbedingungen liegen näher am zweiten Fall oder darüber.
Warum lassen sich zwei Genauigkeitsangaben nicht direkt vergleichen?
Weil sie aus verschiedenen Prüfungen stammen. ISO 10360 ist eine Reihe mit einem Teil pro Sensorart. ISO 10360-2:2009 behandelt kartesische KMG mit tastender Antastung, ISO 10360-8:2013 kartesische KMG mit optischen Abstandssensoren und ISO 10360-13:2021 optische 3D-Koordinatenmesssysteme. Stand 30.10.2026 hat ISO die Teile 2 und 8 bestätigt (2026 und 2024) und führt Teil 13 seit dem 15.07.2026 in systematischer Überprüfung. Die Creaform-Seite nennt als Grundlage ISO 10360, ohne den Teil zu nennen.
Ältere Datenblätter optischer Scanner zitieren VDI/VDE 2634. Blatt 2 (2012-08) und Blatt 3 (2008-12) dieser Richtlinie sind zurückgezogen, DIN empfiehlt stattdessen DIN EN ISO 10360-13:2023-11. Eine Angabe, die VDI/VDE 2634 nennt, bezieht sich auf eine zurückgezogene Prüfung.
Drei weitere Unterschiede zählen:
- Auflösung ist nicht Genauigkeit. Creaform führt Auflösung und Genauigkeit getrennt auf, beim EVO beide mit 0,025 mm. ZEISS nennt für das ATOS Q 12M einen Punktabstand von 0,03 bis 0,12 mm und auf dieser Produktseite keine Genauigkeitsangabe. Der Punktabstand sagt, wie dicht die Punkte liegen, nicht wie nah sie an der wahren Oberfläche liegen.
- Temperatur. Zeichnungsmaße gelten bei der Standardbezugstemperatur von 20 °C (ISO 1:2022). Ein Teil, das bei einer anderen Temperatur gemessen wird, braucht eine Kompensation; das KMG von Mitutoyo bildet sie aus Sensoren an den Maßstäben und am Werkstück.
- Längenabhängigkeit. Die Fehler von KMG und Scanner wachsen mit der Messlänge. Ein Wert für 100 mm gilt nicht für 1 m.
Wenn Sie Angebote vergleichen, fragen Sie nach der Prüfung, aus der die Zahl stammt, nach dem Teil der Norm und nach den Raumbedingungen.
Welche Methode passt zu welchem Merkmal?
Wählen Sie die Methode für jedes Merkmal des Teils.
Tabelle 2. Methode nach Merkmal an einem Altteil
| Merkmal | Methode | Grund |
|---|---|---|
| Lagersitz oder Bohrung mit Passung, etwa Ø25 H7 | Bügelmessschraube, Innenmessgerät oder taktiles KMG | Eine Scannergenauigkeit von 0,025 mm überschreitet das IT7-Band von 0,021 mm |
| Bezugsflächen, Bohrungspositionen, Rechtwinkligkeit | Taktiles KMG | Angepasste Geometrie liefert Maß und Beziehung zwischen Merkmalen |
| Gegossene oder geschmiedete Freiformfläche, Rippen, Schaufelprofile | Optischer Scan | Millionen Punkte, Vergleich mit CAD als Farbkarte |
| Gesamtlänge, Breite, Dicke mit weiter Toleranz | Messschieber oder Bügelmessschraube | Einzelne Messwerte, Fehler weit unter der Toleranz |
| Sackloch, Innengewinde, Hinterschneidung | Kontaktmessung oder Lehren | Ein optischer Sensor sieht nicht hinein |
| Verschleißverteilung über die gesamte Oberfläche | Optischer Scan von verschlissenem und unverschlissenem Teil | Die ganze Oberfläche wird auf einmal verglichen |
Quelle: Arbeitspraxis; Genauigkeitswerte aus Tabelle 1; IT7-Band für 18 bis 30 mm aus ISO 286-1:2010.
Wie verhält sich die Messgenauigkeit zur Toleranz?
Der Gerätefehler muss klein sein gegenüber dem Toleranzband. Das CRYSTA-Apex-S-Bulletin von Mitutoyo nennt eine Faustregel: Die Messunsicherheit soll höchstens ein Fünftel der Maßtoleranz betragen, idealerweise ein Zehntel.
Nehmen Sie eine Bohrung Ø25 mm mit Passung H7. Für Nennmaße über 18 bis 30 mm ist der Grad IT7 21 µm breit (ISO 286-1:2010), ein Fünftel davon sind 4,2 µm. Die KMG-Grenze bei 25 mm ist 1,7 + 3 × 25 / 1000 = 1,8 µm und liegt damit im Rahmen. Ein Messschieber mit ±0,02 mm streut über 40 µm, und der Scanner mit 0,025 mm liegt in derselben Größenordnung; beide können diese Bohrung nicht beurteilen. Nehmen Sie nun ein Längenmaß von 20 mm nach ISO 2768-m. Die Klasse erlaubt ±0,2 mm für Maße über 6 bis 30 mm, also ein Band von 0,4 mm und ein Fünftel von 0,08 mm. Messschieber und Scanner erfüllen das beide.
Eine Fehlergrenze des Geräts ist nur ein Glied der vollständigen Unsicherheit, zu der Antastung, Aufspannung, Temperatur und Form des Teils kommen; der verbleibende Spielraum ist deshalb kleiner, als diese Zahlen vermuten lassen. ISO 14253-1:2017 regelt, wie über Konformität entschieden wird, wenn ein Ergebnis innerhalb der Unsicherheit einer Grenze liegt. Die Bandbreiten stehen unter ISO-286-Passungen und IT-Grade, die allgemeinen Klassen unter ISO 2768 Allgemeintoleranzen.
Was können beide Methoden nicht sagen?
Beide erfassen Geometrie im aktuellen Zustand des Teils. Keine von beiden sagt, wie das ursprüngliche Maß war, welche Abweichung Verschleiß und welche Konstruktion ist, welcher Werkstoff vorliegt, wie er wärmebehandelt wurde oder welche Toleranz die Funktion verlangt. Ein Scan eines verschlissenen Lagersitzes bildet den Verschleiß exakt ab. Das Nennmaß muss von unverschlissenen Flächen kommen, die Passung vom Gegenstück.
Werkstoffgüte und Wärmebehandlung liefern eine chemische Analyse und eine Härteprüfung, bei jeder Reverse-Engineering-Aufgabe ein eigener Posten. Reverse Engineering von Ersatzteilen beschreibt, was diese Analyse klären kann und was nicht, und wie Toleranzen aus der Funktion abgeleitet werden.
Wie kombinieren Sie die Methoden an einem Teil?
Setzen Sie jede Methode dort ein, wo ihr Fehler kleiner als die Toleranz und ihre Abdeckung größer als die der Alternative ist:
- Scannen Sie das ganze Teil, um Freiformflächen und die Lage der Merkmale zu erfassen.
- Messen Sie die funktionsrelevanten Merkmale im Kontakt: Passungen, Bezüge und Gewinde mit Bügelmessschraube, Lehren oder KMG, an unverschlissenen Stellen.
- Bauen Sie das CAD-Modell aus angepasster Geometrie und setzen Sie Nennmaße; das Netz dient als Referenz, nicht als Modell.
- Prüfen Sie das erste gefertigte Teil mit denselben Methoden gegen das Modell und berichten Sie es mit seiner Messunsicherheit. Was der Bericht enthalten sollte, steht unter Prüfberichte mit KMG und Cpk.
Häufige Fragen
- Reicht ein 3D-Scan aus, um eine KMG-Messung zu ersetzen?
- Nicht bei Merkmalen mit enger Toleranz. Der hier als Beispiel verwendete Handlaserscanner nennt 0,025 mm, ein Brücken-KMG aus demselben Vergleich 1,7 + 3L/1000 µm, das sind 2,0 µm bei 100 mm. Für eine Passung wie H7 in einer Bohrung von 25 mm, deren Toleranzband 0,021 mm breit ist, ist der Scan zu grob; hier ist eine Kontaktmessung nötig.
- Wie genau ist ein Handscanner?
- Creaform nennt für die HandySCAN 3D EVO series 0,025 mm Genauigkeit und 0,020 mm + 0,040 mm/m volumetrische Genauigkeit, also etwa 0,040 mm über 500 mm. Das sind Datenblattwerte des Herstellers, keine Ergebnisse an Ihrem Teil, Ihrer Oberfläche und in Ihrer Werkstatt.
- Welche Norm prüft die Genauigkeit eines optischen 3D-Scanners?
- ISO 10360-13:2021 legt Abnahme- und Wiederholungsprüfungen für optische 3D-Koordinatenmesssysteme fest. Die Richtlinien VDI/VDE 2634 Blatt 2 und Blatt 3, die ältere Datenblätter zitieren, sind zurückgezogen; DIN empfiehlt stattdessen DIN EN ISO 10360-13:2023-11.
- Wann reicht ein digitaler Messschieber?
- Wenn das Toleranzband breit ist gegenüber dem Fehler des Messschiebers. Ein digitaler Messschieber von 0 bis 150 mm hat einen angegebenen größten zulässigen Fehler von ±0,02 mm; das liegt deutlich innerhalb eines Fünftels des Bandes von 0,4 mm, das ISO 2768-m für ein Maß zwischen 6 und 30 mm zulässt.
- Kann ein Scan- oder KMG-Bericht Werkstoff oder Toleranzen eines Altteils liefern?
- Nein. Beide erfassen nur die Geometrie. Werkstoffgüte, Wärmebehandlung und Toleranzen müssen getrennt ermittelt und in die Zeichnung eingetragen werden.
Quellen
- ISO 10360-2:2009, Abnahme- und Wiederholungsprüfungen für KMG, Längenmaße (ISO-Katalog)
- ISO 10360-8:2013, KMG mit optischen Abstandssensoren (ISO-Katalog)
- ISO 10360-13:2021, Optische 3D-Koordinatenmesssysteme (ISO-Katalog)
- ISO 13385-1:2019, Gestaltung und messtechnische Eigenschaften von Messschiebern (ISO-Katalog)
- ISO 3611:2023, Gestaltung und messtechnische Eigenschaften von Bügelmessschrauben für Außenmaße (ISO-Katalog)
- ISO 14253-1:2017, Entscheidungsregeln für die Konformitäts- oder Nichtkonformitätsfeststellung (ISO-Katalog)
- ISO 1:2022, Standardbezugstemperatur für geometrische und dimensionelle Eigenschaften (Katalogeintrag, genorma)
- NIST, The 2016 revision of ISO 1: the standard reference temperature remains 20 °C
- ISO 286-1:2010, ISO-System für Toleranzen bei Längenmaßen (ISO-Katalog)
- ISO 286-1:2010, Grundtoleranzgrade, IT7 für 18 bis 30 mm (Tabelle auf Wikipedia)
- ISO 2768-1:1989, Allgemeintoleranzen, Längen- und Winkelmaße (ISO-Katalog)
- VDI/VDE 2634 Blatt 2:2012-08, zurückgezogen, empfohlene Norm DIN EN ISO 10360-13:2023-11 (DIN Media)
- DIN EN ISO 10360-13:2023-11, Verhältnis zu den zurückgezogenen VDI/VDE 2634 Blatt 2 und 3 (DIN Media)
- Mitutoyo, Digital ABS AOS Caliper 500-196-30, E MPE und S MPE (Mitutoyo UK Shop)
- Mitutoyo, Digital Micrometer IP65 293-240-30, größter zulässiger Fehler (Mitutoyo Europe Shop)
- Mitutoyo, CRYSTA-Apex S series, Bulletin No. 2202(3), Genauigkeitstabelle der S-500-Reihe
- Creaform, HandySCAN 3D EVO series, technische Daten
- ZEISS, ATOS Q, technische Daten (Punktabstand)
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