Zum Abschluss des inVISION Days Metrology traf sich Moderator Peter Ebert mit Experten zur Podiumsdiskussion „Virtual Clamping – The End of Physical Measurement Fixtures?“. Im Fokus standen die Vorteile virtueller Spanntechnik: geringere Kosten, mehr Flexibilität, höhere Wiederholbarkeit und schnellere Prozesse. Trotz immer noch bestehender Hürden war man sich einig, dass virtuelle Spanntechnik in Kombination mit Automatisierung und KI künftig eine Schlüsselrolle in der Messtechnik spielen wird.
Die Diskussion widmete sich der Frage, wie virtuelle Spanntechnik die klassische Messtechnik verändern kann. Gemeint ist damit der Ansatz, Werkstücke nicht mehr in individuell angefertigten physischen Vorrichtungen zu fixieren, sondern die notwendigen Spannbedingungen mithilfe digitaler Simulationen nachzubilden. Während in traditionellen Prozessen jedes Teil in eine exakt zugeschnittene Vorrichtung eingespannt werden muss, genügt es bei der virtuellen Variante, das Werkstück auf eine universelle Auflage oder ein modulares Haltesystem zu legen. Anschließend werden die Bedingungen, die im realen Messprozess durch physische Klemmen, Auflagen oder Fixierpunkte entstehen, digital erzeugt und in die Analyse integriert. Diese Methode stellt einen fundamentalen Paradigmenwechsel dar: Statt mechanischer Hilfsmittel werden mathematische Modelle und Simulationen in den Mittelpunkt gestellt. Während die physische Vorrichtung jahrzehntelang als unverzichtbarer Bestandteil der Messtechnik galt, zeigt sich nun, dass digitale Technologie in Verbindung mit Hochleistungs-Scansystemen dieselbe Funktion effizienter, flexibler und kostengünstiger übernehmen kann. Dass diese Entwicklung kein bloßes Randthema mehr ist, zeigte auch die Intensität der Debatte. Deutlich wurde, dass viele Branchen und Unternehmen inzwischen nicht mehr darüber nachdenken, ob virtuelle Spanntechnik eingeführt werden soll, sondern vielmehr, wie schnell und in welchem Umfang dies möglich ist.
Kosten, Zeit und Flexibilität als Treiber der Entwicklung
Die treibende Kraft hinter der Verbreitung virtueller Spanntechnik sind die Einsparungen an Zeit und Kosten sowie die Erhöhung der Flexibilität. In klassischen Prozessen ist es selbstverständlich, dass für nahezu jedes relevante Bauteil eine spezielle Vorrichtung konstruiert und gefertigt werden muss. Diese Vorrichtungen sind nicht nur teuer im Bau, sie verschlingen auch erhebliche Kapazitäten in Lagerhaltung und Pflege. Bei Unternehmen, die mit Hunderten oder gar Tausenden Varianten von Bauteilen arbeiten, ergibt sich daraus ein hoher logistischer und finanzieller Aufwand. Durch virtuelle Verfahren können diese individuellen Vorrichtungen weitgehend entfallen. Stattdessen reicht ein universelles Aufnahmesystem, ergänzt durch Software, die die Spannbedingungen digital simuliert. Das führt zu enormen Einsparungen: Investitionskosten sinken drastisch, die Notwendigkeit zur Lagerung entfällt und die Umrüstzeiten verringern sich erheblich. Dazu kommt, dass ein digitaler Prozess schneller angepasst werden kann: Ändert sich ein Bauteildesign, muss nicht erst eine neue Vorrichtung gebaut werden, sondern lediglich das Modell in der Software angepasst werden. Neben der Kostenfrage spielt die Geschwindigkeit des Prozesses eine zentrale Rolle. Virtuelles Spannen eliminiert weitgehend das manuelle Handling von Vorrichtungen. Das Umrüsten ganzer Messplätze reduziert sich auf wenige Handgriffe. In automatisierten Messzellen beschleunigt sich der Teilewechsel so stark, dass innerhalb von Sekunden ein neues Bauteil untersucht werden kann. Dies ist gerade in Produktionsumgebungen entscheidend, in denen hunderte Teile täglich vermessen werden müssen. Hier führt die Umstellung zu einer deutlichen Verringerung der Durchlaufzeiten und schafft eine Grundlage für Inline- und At-Line-Messstrategien. Auch die Genauigkeit profitiert. Physische Spannkräfte können Bauteile minimal deformieren – gerade bei dünnwandigen Blechen oder Kunststoffteilen führt dies zu Abweichungen im Mikrometerbereich. Solche Einflüsse lassen sich in der virtuellen Variante ausschließen, da die Simulation unabhängig von mechanischen Kräften wirkt. Zudem erhöht sich die Wiederholbarkeit: Werden Messungen an verschiedenen Standorten, etwa beim Zulieferer und beim OEM, durchgeführt, entfällt das Problem unterschiedlicher Vorrichtungen, die bislang kaum exakt vergleichbare Ergebnisse lieferten. Mit virtuellen Verfahren kann einheitlich nach denselben Regeln gearbeitet werden.
Hemmnisse und notwendiger Kulturwandel
Trotz all dieser Vorteile gibt es auch Stolpersteine. Der wohl größte Hemmfaktor bestand in der Skepsis vieler Anwender. Jahrzehntelang prägte die Überzeugung die Praxis, dass präzise Messergebnisse nur mit streng definierten physischen Vorrichtungen möglich seien. Virtuelle Methoden wurden lange als „unsicher“ oder „zu theoretisch“ betrachtet. Erst mit zunehmender Zahl erfolgreicher Anwendungen konnte nachgewiesen werden, dass digitale Verfahren reale Vorrichtungen nicht nur ersetzen, sondern Ergebnisse sogar verbessern können. Die Einführung virtueller Verfahren erfordert daher einen Kulturwandel in den Unternehmen. Mitarbeiter müssen davon überzeugt werden, dass die Methode zuverlässig ist. Oft braucht es interne „Champions“, die das Thema vorantreiben. Schulung, Training und Pilotprojekte spielen bei dieser Umstellung eine wichtige Rolle. Es ist nicht nur eine technische, sondern ebenso eine psychologische Transformation. Dazu kommen technische Voraussetzungen. Auch wenn keine individuellen Vorrichtungen mehr nötig sind, wird eine grundlegende Fixierung des Werkstücks nach wie vor benötigt. Meist handelt es sich dabei um universelle Haltesysteme, die das Bauteil stabil positionieren. Komplett ohne physischen Kontakt geht es also nicht, auch wenn der mechanische Aufwand stark abnimmt. Außerdem müssen die Systeme präzise aufeinander abgestimmt sein: Scanner, Software und Simulation müssen so integriert werden, dass Messergebnisse konsistent und reproduzierbar bleiben.
Aktuelle und zukünftige Anwendungsfelder
Am weitesten verbreitet ist die virtuelle Spanntechnik derzeit in der Automobilindustrie, insbesondere im Karosseriebau. Hier, wo Blechteile in hohen Stückzahlen und unter hohem Kostendruck gefertigt werden, ist der Nutzen offensichtlich. Große OEMs setzen bereits auf virtuelle Verfahren, teilweise im Rahmen von Vorserienprojekten, teilweise auch schon in der Serienproduktion. Doch der Anwendungsbereich reicht weit darüber hinaus. In der Luft- und Raumfahrt spielen ähnliche Anforderungen eine Rolle, etwa bei der präzisen Vermessung komplexer Baugruppen. Elektronikfertigung und Medizintechnik profitieren ebenfalls von hoher Wiederholbarkeit und Flexibilität. Besonders interessant sind Beispiele aus Bereichen, in denen bisher keine Vorrichtungen verfügbar waren. So lassen sich etwa bei radiologischen Prüfungen oder in der additiven Fertigung Bauteile virtuell spannen, die physisch kaum fixierbar wären. Auch Anwendungen mit besonders kleinen Kunststoffteilen oder mit sehr großen und sperrigen Bauteilen im Schiff- und Nutzfahrzeugbau eröffnen neue Möglichkeiten. Für die Zukunft gilt insbesondere die Integration mit Automatisierung und künstlicher Intelligenz als Schlüssel. In modernen Produktionslinien übernehmen Roboterprogrammierungen den Transport und die Positionierung von Bauteilen. Diese Programme sind traditionell eng an feste Vorrichtungen gekoppelt. Virtuelle Spannmethoden bedeuten, dass Bauteile in der Praxis leicht variieren können. Künstliche Intelligenz kann hier helfen, Roboterbewegungen dynamisch an die realen Lagen anzupassen. Damit verschmilzt virtuelle Spanntechnik mit Robotik und Automatisierung zu einer hochflexiblen, zukunftsfähigen Prozesslösung.
Globale Lieferketten und neue Kooperationsmodelle
Ein weiterer, oft unterschätzter Vorteil liegt in der Integration global verteilter Produktions- und Lieferprozesse. Virtuelle Spanntechnik ermöglicht es, dass Bauteile unabhängig vom Ort nach einheitlichen Regeln vermessen werden können. Das bedeutet: Zulieferer in Asien, Europa oder den USA arbeiten mit identischen Kriterien, ohne dass physische Vorrichtungen transportiert oder nachgebaut werden müssen. In der Praxis zeigt sich, dass selbst während des Transports Anpassungen erfolgen können. Beispiel: Ein Teil wird in Asien gefertigt und auf dem Weg nach Europa bereits virtuell ausgewertet. Scannergebnisse können online übertragen, virtuelle Spannungen simuliert und Ergebnisse geprüft werden. Damit entsteht ein völlig neues Modell internationaler Zusammenarbeit, das Zeit spart, Korrekturschleifen reduziert und Fehler in frühen Phasen erkennt. Dies bedeutet zugleich einen Wandel der gesamten Lieferkette. Datenmanagement, Simulation und Fertigung wachsen eng zusammen. Qualitätssicherung wird nicht mehr erst am Ende eines Prozesses durchgeführt, sondern als kontinuierliches Element entlang der Lieferkette integriert. Unternehmen können dadurch Kosten senken, Ausschuss reduzieren und international auf einheitlich hohen Standard setzen.
Perspektiven und Fazit
Die zentrale Frage lautet: Wann wird die virtuelle Spanntechnik die klassische vollständig ersetzen? Eine klare Antwort gibt es nicht. Vergleiche wurden mit der Elektromobilität gezogen: Auch dort ist offensichtlich, dass die Technologie die Zukunft gehört, doch ein exakter Zeitpunkt, wann sie zur dominanten Hauptoption wird, ist schwer bestimmbar. Realistisch ist, dass in den kommenden Jahren der Anteil virtueller Verfahren stetig wächst und mittelfristig die Mehrheit der Anwendungen ausmachen wird – insbesondere dort, wo hohe Stückzahlen auf komplexe Anforderungen treffen. Zusammengefasst ergibt sich ein klares Bild: Virtuelle Spanntechnik bietet nicht nur eine Möglichkeit zur Kosten- und Zeiteinsparung, sondern eröffnet zugleich ganz neue Wege der Messtechnik, Automatisierung und internationalen Zusammenarbeit. Sie markiert einen Paradigmenwechsel, der weit über den Ersatz von Vorrichtungen hinausgeht. Unternehmen, die diesen Wandel frühzeitig umsetzen, schaffen sich Wettbewerbsvorteile, da sie schneller, flexibler und effizienter auf Marktanforderungen reagieren.
Die komplette Podiumsdiskussion können Sie unter folgendem Link anschauen:
