Wie das Politecnico di Milano die Industrie Norditaliens stärkt und warum Präzisionsmesstechnik unverzichtbar geworden ist

Wenn traditionelle Messtechnik nicht mehr ausreicht

In den Labors der Fakultät für Maschinenbau entwickelt das Team von Professor Massimiliano Annoni fortschrittliche Produktionskonzepte: Digitalisierung in der Zerspanung, Digital Twin, künstliche Intelligenz in der mechanischen Bearbeitung, Präzisionsfräsen, Wasserstrahlschneiden und hybride Fertigungsketten.

Die Komponenten, die hier entstehen oder analysiert werden, sind äußerst komplex: komplexe freie Oberflächen, empfindliche Mikrostrukturen, dünnwandige Geometrien und extrem variable Texturen, die für die additive Fertigung typisch sind.

Diese Komplexität stellte ein erhebliches Hindernis dar: Viele Komponenten konnten mit herkömmlichen Instrumenten nicht gemessen werden. Einige Merkmale waren für die taktile Prüfung zu empfindlich, andere zu klein, zu tief oder zu kompliziert. Prof. Annoni fasst es klar zusammen: "Die moderne Fertigung erfordert Messdaten, die ebenso vollständig und präzise sind wie die Prozesse, die wir modellieren wollen. Ohne diese Daten bleibt der Fortschritt theoretisch und die Forschung verliert ihre industrielle Wirksamkeit."
 

Die Einführung des µCMM: ein strategischer Wendepunkt für das Politecnico Milano

Als sich das Politecnico Milano für die Installation des optischen Koordinatenmesssystems µCMM von Bruker Alicona entschied, war dies nicht nur eine technische, sondern auch eine strategische Entscheidung. Die Fakultät entschied sich für ein Gerät, das die optische Präzision ohne Kontakt mit der Genauigkeit einer Koordinatenmessmaschine verbindet.

Die µCMM misst nicht nur einzelne Oberflächen, sondern ganze 3D-Geometrien: Formtoleranzen, Rauheitsprofile und Mikrostrukturen. All dies in einer einzigen stabilen Konfiguration, die durch die 5-Achsen-Kinematik des Systems ermöglicht wird.

Annoni beschreibt die Entscheidung so: "Wir brauchten kein weiteres Mikroskop. Wir brauchten ein optisches KMG, das in der Lage ist, reale Komponenten in 3D vollständig und wiederholbar zu messen."
 

Eine Universitätskomponente, die einen industriellen Bedarf demonstriert

Das symbolträchtigste Beispiel stammt nicht aus einem Industrieprojekt, sondern vom Studententeam Dynamis, der Rennabteilung des Politecnicos Milano, das jedes Jahr seinen eigenen Rennwagenprototyp für die Formula SAE entwickelt. Die fünfachsgefräste Vorderradaufhängung weist komplexe Geometrien, Mikrofasen und kritische Toleranzen auf.

Der Messtechniker Antonio Costetti erinnert sich noch gut daran, wie problematisch diese Teile in der Vergangenheit waren. Ohne ein optisches 5-Achsen-System war es unmöglich, die gesamte Geometrie zu messen. Die µCMM hat die Situation radikal verändert.

"Zum ersten Mal konnten wir die gesamte Aufhängung mit einer einzigen Werkstückaufnahme messen", berichtet Costetti. "Die Daten waren vollständig und zuverlässig. Das war ein echter Fortschritt."
 

Neue Forschungsfelder werden messbar und damit realisierbar

Das µCMM hat sich schnell zu einem zentralen Werkzeug entwickelt, da es zuvor unzugängliche Forschungsbereiche erschlossen hat. So ist es nun beispielsweise möglich, die für elektromagnetische Filter und Wellenleiter erforderlichen Mikrokanäle, deren Leistung direkt von der Geometrie abhängt, präzise zu analysieren.

Auch im Bereich der Brennstoffzellen hat die optische Messtechnik die Visualisierung mikroskopischer Abweichungen ermöglicht, die den Gasfluss beeinflussen. Die Charakterisierung von Werkzeugen hat einen Qualitätssprung erfahren: Fräser von nur 100 Mikrometern können in ihrer Gesamtheit charakterisiert werden.

Schließlich profitiert die additive Fertigung enorm von der Messung lokaler Rauheiten, Spitzen und Mikrounregelmäßigkeiten, die sich auf die Qualität des Prozesses auswirken.
 

MetMaX: der digitale Zwilling, der Labore produktiver macht

Die Softwareplattform MetMaX ermöglicht die Offline-Programmierung und -Simulation ganzer Messroutinen über einen digitalen Zwilling des Systems.

Während die µCMM ein komplexes Bauteil misst, kann das Team Programme für das nächste Teil vorbereiten. Die Maschine steht fast nie still. Für Annoni, der auch digitale Zwillinge für Werkzeugmaschinen entwickelt, liegt der Vorteil auf der Hand: Vor der Ausführung simulieren bedeutet, schneller und präziser zu sein.
 

Talente ausbilden, die die Industrie der Region stärken

Das µCMM ist auch ein fester Bestandteil der Lehre. Die Studierenden lernen die gesamte digitale Produktionskette kennen: vom CAD-Modell über die CAM-Programmierung bis hin zur optischen 3D-Messtechnik.

Annoni betont, wie strategisch wichtig dies für die Region ist: "Unsere Studenten arbeiten mit Technologien, die sie später im Unternehmen vorfinden werden. Sie verstehen wirklich, wie moderne Fertigung funktioniert und wie man Qualität zuverlässig nachweisen kann."
 

Partnerschaften, die eine ganze Region stärken

Die Zusammenarbeit zwischen dem Politecnico di Milano und Bruker Alicona besteht seit über zehn Jahren. Sie begann mit dem ersten InfiniteFocus G4 und hat sich bis heute weiterentwickelt, sodass die hochpräzise optische 3D-Messtechnik heute ein Aushängeschild der Fakultät für Maschinenbau ist.
 

Fazit: Präzision als Grundlage für wissenschaftlichen und industriellen Fortschritt

Die Geschichte des Politecnico di Milano zeigt, wie sehr wissenschaftliche Exzellenz und industrielle Wettbewerbsfähigkeit miteinander verflochten sind. Die optische 3D-Messtechnik ist kein Nebenprodukt der Produktion, sondern ein zentrales Element, das definiert, was möglich ist.

Sie beschleunigt die Forschung, erhöht die Zuverlässigkeit der Prozesse, verbessert die Ausbildung und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der gesamten Region.

Das µCMM von Bruker Alicona ist nicht nur ein Messinstrument, sondern ein Katalysator für Innovation.