FALLSTUDIEN
Veröffentlicht am 8. Juli 2026
Erfahren Sie, wie hochpräzises 3D-Scannen in der Eisenbahnfertigung für die Maßprüfung, die Schweißnahtqualitätskontrolle, die Montageüberprüfung und die Fehlererkennung in sechs Schlüsselanwendungen eingesetzt wird.
Hersteller im Eisenbahnbereich sehen sich mit steigenden Anforderungen hinsichtlich höherer Produktqualität, engerer Maßtoleranzen und größerer Produktionseffizienz konfrontiert. Von Hochgeschwindigkeitszügen über U-Bahn-Fahrzeuge bis hin zu Güterwagen muss jedes Bauteil mit außergewöhnlicher Präzision gefertigt und montiert werden, um langfristige Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Die Prüfung großer, komplexer Bahnkomponenten war jedoch schon immer eine Herausforderung. Herkömmliche Messverfahren stützen sich oft auf manuelle Werkzeuge oder berührende Messgeräte, was es erschwert, vollständige Geometrien zu erfassen, Freiformflächen zu überprüfen oder große Baugruppen effizient zu prüfen. Im Zuge der Digitalisierung in der Schienenfahrzeugindustrie setzen Hersteller zunehmend auf hochpräzises 3D-Scannen, um die Qualitätskontrolle zu optimieren, Prüfabläufe zu beschleunigen und die Rückverfolgbarkeit über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg zu verbessern.
In diesem Artikel beleuchten wir sechs gängige Anwendungsbereiche, in denen die Messtechniklösungen von SHINING 3D Bahnherstellern helfen, schnellere, genauere und effizientere Maßprüfungen durchzuführen.
Im Vergleich zu herkömmlichen Messverfahren erfasst das industrielle 3D-Scannen die gesamte Oberflächengeometrie schnell und berührungslos. Anstatt eine begrenzte Anzahl einzelner Punkte zu vermessen, erhalten Ingenieure ein digitales Vollfeldmodell, das direkt mit CAD-Daten verglichen werden kann – beispielsweise zur Maßprüfung, Abweichungsanalyse, zum Reverse Engineering oder zur virtuellen Montage.
Für Bahnhersteller bedeutet dies:
Die folgenden Anwendungsbeispiele zeigen, wie hochpräzises 3D-Scannen die Herausforderungen bei der Prüfung in verschiedenen Phasen der Eisenbahnfertigung bewältigt.
Als eines der aerodynamisch kritischsten Bauteile eines Hochgeschwindigkeitszugs weist die Zugspitze eine große Verbundstruktur mit komplexen Freiformflächen auf. Herkömmliche Messverfahren haben Schwierigkeiten, ihre gesamte Geometrie effizient zu erfassen, während berührende Prüfverfahren nur eine begrenzte Anzahl von Punkten messen können und das Risiko einer Verformung der Oberfläche bergen.
Mithilfe des optischen 3D-Mess- und dynamischen Tracking-Systems FreeScan Trak Nova können Hersteller die gesamte Geometrie einer Zugnase in etwa 15 Minuten erfassen, ohne Marker auf der Oberfläche anbringen zu müssen. Die resultierenden 3D-Daten lassen sich direkt mit CAD-Modellen vergleichen und für Maßanalysen, virtuelle Montage, Reverse Engineering und Konstruktionsvalidierung nutzen.
Die FreeScan Trak-Serie erfasst die gesamte Geometrie der Zugnase zur Maßprüfung
Zugwagenkarosserien bestehen aus zahlreichen geschweißten Strukturen, bei denen bereits geringfügige Positionsabweichungen die nachfolgende Montage von Türen, Verkleidungen und anderen Bauteilen beeinträchtigen können. Eine manuelle Prüfung liefert nur begrenzte Messdaten und erschwert die Beurteilung der gesamten Schweißkonstruktion.
FreeScan Trak ProW, ein drahtloses dynamisches 3D-Tracking- und Scansystem mit erweiterter Reichweite, erfasst schnell vollständige 3D-Daten von geschweißten Zugkarosserien, ohne dass Marker angebracht werden müssen. Ingenieure vergleichen die Scandaten direkt mit CAD-Modellen, um intuitive farbige Abweichungskarten zu erstellen, wodurch sich Fehlausrichtungen von Schweißnähten, fehlende Schweißnähte und andere Maßabweichungen leicht identifizieren lassen.
Der vollständig digitale Arbeitsablauf liefert zuverlässige Prüfdaten und unterstützt gleichzeitig die kontinuierliche Verbesserung der Schweißprozesse.
Die FreeScan Trak-Serie führt eine Schweißnahtqualitätsprüfung an der Karosseriestruktur von Eisenbahnzügen zur Analyse von CAD-Abweichungen durch
Große Eisenbahnfenster weisen komplexe, gekrümmte Geometrien auf, was die Bewertung von Verformungen nach der Montage mit herkömmlichen Prüfverfahren erschwert. Ohne genaue Messdaten ist die Ermittlung der Ursache für Glasverformungen sowohl zeitaufwendig als auch ineffizient.
Ein führender Hersteller von Schienenfahrzeugen setzte den kabellosen Handlaser-3D-Scanner FreeScan UE Pro2 ein, um das Fensterglas, den Rahmen und die montierte Struktur zu erfassen. Durch den Vergleich mehrerer Scandatensätze mit dem ursprünglichen CAD-Modell konnten die Ingenieure Verformungsbereiche genau identifizieren und den Montageprozess optimieren.
Die vollständige Prüfung von zwei Fensterbaugruppen – einschließlich mehrerer Scans – wurde in weniger als 30 Minuten abgeschlossen.
Ingenieur nutzt FreeScan UE Pro2 zur Prüfung der Fensterbaugruppe eines Eisenbahnwaggons und zur Analyse von Verformungen im Fertigungsprozess
Eisenbahnkupplungen sind sicherheitskritische Bauteile, die Zug- und Bremskräfte zwischen Schienenfahrzeugen übertragen. Als große Gussteile erfordern sie eine strenge Maßprüfung, um einen korrekten Sitz, die Leistungsfähigkeit und langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Herkömmliche Prüfverfahren sind oft arbeitsintensiv und können mit den Produktionsanforderungen kaum Schritt halten.
Ein führender Hersteller von Gussteilen für die Bahnindustrie führte den tragbaren 3D-Laserscanner FreeScan UE Pro ein, um mittelgroße und große Gussteile für die Maßprüfung zu digitalisieren. Im Vergleich zur herkömmlichen manuellen Messung konnte die Prüfzeit von ein bis zwei Tagen auf nur noch 30 bis 60 Minuten reduziert werden, während gleichzeitig die Messgenauigkeit und die Konsistenz der Prüfungen deutlich verbessert wurden.
FreeScan UE Pro wird zur Maßprüfung von Gussteilen für Eisenbahnkupplungen in der Fertigungswerkstatt eingesetzt
Eisenbahnachsen sind hohen Belastungen und anspruchsvollen Betriebsbedingungen ausgesetzt, weshalb die Oberflächenqualität für die Betriebssicherheit und die Lebensdauer von entscheidender Bedeutung ist. Während der Fertigung können Kratzer oder andere Oberflächenfehler entstehen, die vor einer Reparatur genau begutachtet werden müssen. Herkömmliche Prüfverfahren stützen sich stark auf manuelle Messungen und die Erfahrung des Bedieners, was den Prozess zeitaufwendig und weniger konsistent macht.
Das hochpräzise 3D-Prüfsystem der OptimScan Q-Serie erfasst hochauflösende Oberflächendaten mit messtechnischer Genauigkeit und ermöglicht es Ingenieuren, Länge, Breite und Tiefe von Kratzern innerhalb weniger Minuten zu messen. Im Vergleich zu herkömmlichen Prüfverfahren bietet der digitale Arbeitsablauf eine vollständige 3D-Visualisierung von Oberflächenfehlern und erstellt zuverlässige Prüfberichte zur Unterstützung von Reparaturentscheidungen.
Die OptimScan-Serie erfasst und misst Oberflächenkratzer an Eisenbahnachsen für eine hochpräzise Qualitätsprüfung
Eisenbahnweichen gehören zu den wichtigsten Komponenten der Eisenbahninfrastruktur. Aufgrund ihrer langen Geometrie und komplexen Kurvenverläufe ist eine herkömmliche Inspektion sowohl zeitaufwendig als auch schwierig und erfordert oft den Einsatz mehrerer Messgeräte sowie umfangreichen manuellen Arbeitsaufwands.
Das FreeScan Trak-System ermöglicht das schnelle, markierungsfreie Scannen kompletter Weichenbaugruppen. Die gescannten Daten werden mit dem CAD-Modell abgeglichen, um Farbabweichungskarten zu erstellen, anhand derer Ingenieure Maßabweichungen in der gesamten Weichenbaugruppe schnell erkennen können. Der digitale Arbeitsablauf verbessert die Prüfeffizienz und liefert gleichzeitig zuverlässige Daten sowohl für die Qualitätskontrolle als auch für die Produktoptimierung.
Großflächiges 3D-Scansystem zur Überprüfung der Geometrie von Eisenbahnweichen zur Analyse von Maßabweichungen und zur Qualitätskontrolle
Bahnkomponenten unterscheiden sich erheblich hinsichtlich Größe, Geometrie und Prüfanforderungen. Die Wahl der richtigen Messtechniklösung hängt von Faktoren wie den Abmessungen der Bauteile, der erforderlichen Genauigkeit, der Mobilität und der Prüfumgebung ab.
Die folgende Tabelle enthält allgemeine Empfehlungen für typische Anwendungen in der Eisenbahnfertigung
|
Typisches Bahnbauteil |
Typische Größe |
Empfohlene SHINING 3D-Lösung |
|
Zugspitze |
3 bis 6 m |
FreeScan Trak Nova |
|
Zugkarosserie und geschweißte Baugruppen |
5 bis 25 m |
FreeScan Trak ProW |
|
Eisenbahnfenster und -türen |
0,8 bis 2 m |
FreeScan Trak Nova / FreeScan UE-Serie |
|
Eisenbahnkupplungen und mittelgroße Gussteile |
300 mm bis 2 m |
FreeScan Omni / FreeScan Combo-Serie |
|
Radsätze und Achsen |
200 mm bis 2 m |
OptimScan Q-Serie für Kleinteile FreeScan Omni für mittelgroße Teile |
|
Weichen |
3 bis 15 m |
FreeScan Trak ProW / FreeScan Trak Nova |
Eine ausführlichere Empfehlung zu 3D-Scannern finden Sie in unserem umfassenden Leitfaden zur Auswahl von 3D-Scannern für die Messtechnik, in dem erläutert wird, wie Sie anhand der Bauteilgröße, der erforderlichen Genauigkeit und weiterer Faktoren die richtige Lösung auswählen können.
Da der Schienenfahrzeugbau immer präziser und digitaler wird, entwickelt sich das hochpräzise 3D-Scannen zu einem unverzichtbaren Werkzeug für die moderne Qualitätskontrolle. Es ermöglicht Herstellern, große und komplexe Bauteile effizienter zu prüfen, die Maßgenauigkeit zuverlässig zu überprüfen und digitale Prüfabläufe zu etablieren, die sowohl die Produktivität als auch die Rückverfolgbarkeit verbessern.
Gestützt auf mehr als 20 Jahren Erfahrung im Bereich des optischen 3D-Scannens bietet SHINING 3D Metrology ein umfassendes Portfolio an hochpräzisen Scanlösungen für den Schienenfahrzeugbau – von tragbaren Handscannern bis hin zu optischen Tracking-Systemen. Ob bei der Prüfung von Zugkarosserien, Gussteilen, Radsätzen oder der Eisenbahninfrastruktur – SHINING 3D Metrology unterstützt Hersteller dabei, schnellere Prüfungen, qualitativ hochwertigere Produkte und effizientere Produktionsprozesse zu erzielen.
Hochpräzises 3D-Scannen kann zur Prüfung einer Vielzahl von Eisenbahnkomponenten eingesetzt werden, darunter Zugkarosserien, Schweißkonstruktionen, Fenstersysteme, Achsen, Radsätze, Kupplungen, Weichen sowie große Verbundbauteile wie beispielsweise Bugspitzen. Es eignet sich sowohl für Fertigungs- als auch für Instandhaltungsanwendungen.
Ja. Die in der Eisenbahnfertigung eingesetzten 3D-Messscanner erreichen eine nachgewiesene Genauigkeit von bis zu 0,004 mm und eignen sich daher für die Maßprüfung, den CAD-Abgleich und die Qualitätskontrolle. Sie werden häufig zur Überprüfung enger Toleranzen bei sicherheitskritischen Eisenbahnkomponenten eingesetzt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen punktbasierten Messverfahren erfasst das 3D-Scannen Geometriedaten über das gesamte Feld. Dadurch können Ingenieure Abweichungen auf der gesamten Oberfläche erkennen, die Prüfabdeckung verbessern, den Zeitaufwand für manuelle Messungen reduzieren und vollständige digitale Prüfberichte zur Rückverfolgbarkeit erstellen.
Ja. Optische 3D-Mess- und dynamische Tracking-Systeme sind speziell für großformatige Bauteile konzipiert. Sie können Objekte wie Zugkarosserien, Weichen und große Baugruppen effizient vermessen, ohne dass ein Kontakt oder aufwendige Einrichtungsarbeiten erforderlich sind.
Der CAD-Vergleich ermöglicht es Ingenieuren, gescannte Daten direkt mit den ursprünglichen Konstruktionsmodellen zu vergleichen. Dies hilft dabei, Maßabweichungen, Montagefehler und Verformungsprobleme zu erkennen, und liefert intuitive Farbkarten für eine schnelle Entscheidungsfindung und Prozessoptimierung.
Ja. Das 3D-Scannen wird in Wartungsabläufen häufig eingesetzt, um Verschleiß, Verformungen und Oberflächenbeschädigungen zu beurteilen. Es liefert präzise digitale Aufzeichnungen, die die Reparaturplanung, den Austausch von Bauteilen und die langfristige Überwachung von Anlagen unterstützen.
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