Präzise messen bei widrigen Umgebungsbedingungen ist ein Spezialität für mobile Messgeräte  -  ob an Stahlkonstruktionen im 40°C heißen Dubai,  im schaurig-dunklen Kanalsystem von Rom oder in der faszinierenden Eisriesenwelt im österreichischen Tennengebirge.

Messgeräte kommen beinahe überall zum Einsatz. Und zwar an Orten, von denen der Messtechniker bestimmt nicht schwärmt. Eher begegnen ihm diese in seinen Alpträumen: Orte in direkter Nachbarschaft zu einer Werkzeugmaschine mit ihren Schwingungen und Vibrationen, am Messplatz unter freiem Himmel im Regen oder bei starker Sonneneinstrahlung, brütender Hitze oder klirrender Kälte, auf einer staubigen Baustelle oder in feuchten Untergründen einer Kanalisation. Für solche Einsätze hat Faro seine Modelle präpariert. Zum Portfolio zählen optische Laser-Tracker, 3D-Laser-Scanner und Messarme sowie spezielle Messsoftware. Die konstruktiven Kniffe, die sich der Spezialist für mobile Messtechnik dafür einfallen lassen musste, interessieren den potenziellen Anwender naturgemäß wenig. Dieser möchte sich einfach nur auf die sichere Funktionalität der Geräte verlassen können.

Im Nahen Osten, insbesondere in den Vereinigten Arabischen Emiraten und in Katar, wurde die Infrastruktur in den letzten Jahren umfangreich ausgebaut und verbessert. Zu den Projekten zählen neue Start- und Landebahnen, erweiterte Häfen oder neue U-Bahnstrecken, wie die kürzlich eröffnete Metro in Dubai. Bei allen Projekten kommen Stahl- und Metallkonstruktionen zum Einsatz, die auf Genauigkeit hin überprüft werden müssen. Bei Faro gehen regelmäßig Anfragen aus unterschiedlichen Branchen aus dieser Region ein. Gefragt sind mobile 3D-Messgeräte wie der Laser-Tracker Vantage, der für große Bauteile konzipiert ist. In Nahost und Nordafrika sind zahlreiche Messgeräte im Einsatz - und sie funktionieren. Applikationen in dieser Region stellen hohe Anforderungen an die Messgeräte. Das kann jeder nachvollziehen, der schon einmal in der Sommerzeit in Dubai war. Die Bedingungen entsprechen etwa denen einer Bio-Sauna. Temperaturen zwischen 40 und 50 °C sind normal, dazu kommt eine Luftfeuchtigkeit bis zu 80 Prozent sowie Staub. Für den Einsatz auf der Baustelle sind Techniker mit einem stabilen Kreislauf gefragt und Messgeräte, die das ebenfalls aushalten: so wie der Laser-Tracker von Faro, der aufgrund seiner kompakten Bauweise die Gehäuse-Schutzklasse IP52 erreicht. Extreme Temperaturen werden bei der Messung mittels der eingebauten Wetterstation automatisch berücksichtigt. Aussagekräftige Messreihen in einer Umgebung wie dieser, sind nicht selbstverständlich.

 3D-Scan antiker, feuchter Ruinen

Die Einsatzszenarien von kompakten Laser-Scannern sind in der Regel noch abenteuerlicher als die der Laser-Tracker. Mit ihnen werden unter anderem ganze Gebäude und Straßenzüge, Brücken, Höhlen oder unterirdische Kanäle digitalisiert. All diese Orte stellen teilweise extreme Anforderungen an den Laser-Scanner als optisches Messinstrument. Ein beeindruckendes Beispiel für dessen Verwendung  ist etwa die Vermessung der Cloaca Maxima unter dem Forum Romanum. Die Cloaca Maxima - wörtlich übersetzt „größter Abwasserkanal" - ist Teil eines antiken Kanalsystems in Rom und gilt als Prototyp für antike Abwasserleitungen. Das unterirdische Baudenkmal ist maximal 3 m breit und rund 4 m hoch. Das Unternehmen Indissoluble, ein Spezialist für multimediale Architektur mit Sitz in Barcelona, nutzte ein Gerät von Faro für die digitale Vermessung. Es wurden dreidimensionale Modelle der wichtigsten unterirdischen Kanäle erzeugt und zugleich deren Lagebeziehung zur Oberfläche erfasst. Der Laser-Scan lieferte die bislang genauesten Daten über die antiken Ruinen. Die größte Herausforderung bei diesem Projekt waren die Umgebungsbedingungen. In den unregelmäßig verlaufenden unterirdischen Gängen war es zappenduster. Da die Laser-Scantechnik völlig unabhängig von Umgebungslicht arbeitet, war sie hier die einzig sinnvolle Lösung. Die Techniker hatten darüber hinaus nur eingeschränkte Bewegungsmöglichkeiten. Wasser und Abfälle in den Gängen machten die Aufgabe zusätzlich kompliziert. Hier durfte natürlich auch das Messgerät nicht sperrig sein. Mit einer Größe von nur 24 cm x 20 cm x 10 cm war der 3D-Laser-Scanner auch für die engen Kanäle gut geeignet. So konnten die Techniker in den engen Gewölben den Umständen entsprechend „gut arbeiten". Durch das geringe Gewicht ließ sich das Gerät zudem mühelos durch die 400 m lange Kanalisation tragen. Für Juan Roberto Vásquez war es so gut wie unmöglich, bei diesem Projekt mit „herkömmlichen technischen Mitteln" zu arbeiten. Trotz der zum Teil überfluteten Gänge und der hohen Luftfeuchte verliefen die Scans problemlos. Vásquez konstatiert: „Wir haben die gewünschten Ergebnisse erzielt und konnten den Zeit- und Kostenaufwand nahezu halbieren."

Exakt messen, wo Maschinen vibrieren

Das Unternehmen Petrolvalves S.r.l. mit Sitz in Castellanza  ist seit den Sechzigerjahren in der Öl- und Gasbranche unterwegs. Die Spezialität der Italiener ist die Entwicklung und Fertigung von Ventilen für Förderung, Transport und Raffination. Diese Produkte benötigen spezielle Fertigungsprozesse. Umfangreiche Kontrollen der vorgegebenen Toleranzen sind notwendig. Die Messungen finden dabei direkt in der Fertigungsumgebung statt. Der Qualitätsverantwortliche Giuseppe Ramponi hat sich deshalb für einen Messarm von Faro entschieden. Im Einsatz ist der flexible Edge ScanArm, der sich aus dem Arm und einer Laser-Line-Probe zusammensetzt. Zwischen den Maschinen ist wenig Platz. Schon allein deswegen kam ein sperriges stationäres Koordinatenmessgerät nicht infrage. Zudem musste sich Ramponi darauf verlassen können, dass die Schwingungen und Vibrationen der Maschinen, die Messwerte nicht verfälschen. Und schließlich geht es in der Produktion nicht so sauber zu, wie in einem Messlabor. Späne, Öl und Staub sind in dieser Umgebung unvermeidlich. Seit rund einem halben Jahr wird der Messarm nun benutzt, der sich durch eine hohe Geräte-Schutzklasse auszeichnet. Eingebaute Sensoren erfassen zudem sowohl die Temperatur als auch die mechanische Beanspruchung und geben diese Werte an die zugehörige Software weiter. Diese rechnet sie in ihre Messungen mit ein - gleicht also äußere Irritationen oder Falschmessungen automatisch aus. Die Messdaten sind laut Ramponi gut bis sehr gut: „Nach dieser vergleichsweise kurzen Zeit vermessen wir bereits sehr komplexe Teile wie Schneckenschrauben, Spezialwellen und Nuten." Auch mit dem Durchsatz sind die Italiener zufrieden. Die Inspektionen lassen sich schnell durchführen, wodurch Maschinenstillstände weitestgehend vermieden werden.

Eishöhle digitalisieren

Die sogenannte Eisriesenwelt im Tennengebirge bei Werfen in Österreich gilt mit einer Länge von 42 km als die größte Eishöhle der Welt. Das ausgedehnte Höhlensystem 50 km südlich von Salzburg besitzt eindrucksvolle Eisformationen, Labyrinthe und riesige Hallen. An der Höhlendecke sammelt sich Raureif, der an manchen Stellen einen zentimeterdicken, weißen Pelz bildet. Die Formationen kommen zustande, weil eindringendes Schmelzwasser in der unterkühlten Höhle sofort zu Eis erstarrt. Für die rund 150.000 Besucher, die von Mai bis Oktober eine Führung buchen, sind die Szenen mit Karbidlampen und Magnesiumfackeln schaurig-schön ausgeleuchtet. Im Auftrag der Eisriesenwelt GmbH hat das Institut für Kartographie an der technischen Universität Dresden die Eishöhle dreidimensional vermessen. Das gewaltige Projekt wurde in nur vier Tagen mit zwei 3D-Laser-Scannern von Faro ausgeführt. Jedes Gerät erfasst dabei in jeder Sekunde rund eine Million Raumpunkte. Das Höhlensystem wurde von zwei Teams digitalisiert, die wie bei einem Tunnelbau aufeinander zu arbeiteten. Während die erste Gruppe im Eingangsbereich der Höhle auf einer Höhe von 1.641 m startete, begann das zweite Team im vereisten Innern zu messen. Vom Grund der Eishöhle bis zum höchsten Punkt mussten die Techniker über 700 Treppenstufen bewältigen. Dabei waren sie froh, dass die Geräte nur je 5 Kilogramm wogen. Ausgerüstet mit Steigeisen und Pickel wurden die Referenzkugeln und die beiden Scanner immer wieder auf der Eisoberfläche aufgestellt. Während der Arbeiten herrschte permanent eine Temperatur knapp unter dem Gefrierpunkt. Am Ende hatten die Techniker insgesamt 158 Scans aufgenommen und das komplexe Modell der Eisenriesenwelt sauber in digitale Schubladen gesteckt: Eis, Gestein, Stufen, Pfade und Handläufe. Die produzierte Datenmenge lag bei stolzen 27 GByte. Christin Petters, Mitarbeiterin an der TU Dresden, ist überzeugt: „Wir haben in kurzer Zeit komplexe Datensätze in einer rauen Umgebung erfasst. Das kompakte Design des Scanners machte dieses Projekt überhaupt erst möglich."