STL in STEP umwandeln mit kostenloser Software (kurzes Tutorial) 07:45
Mit kostenloser Software können auch Sie einen 3D-Scan (STL) in ein CAD-Format (STEP) umwandeln. Dieser Prozess nennt sich Reverse Engineering. In diesem Tutorial zeigen wir, wie wir einen 3D-Scan als CAD-Volumenmodell rekonstruieren. Dies ist kein automatischer Prozess, sondern eine manuelle Rekonstruktion.
Wenn Sie bei diesem Reverse Engineering-Tutorial Hilfe benötigen oder wir den Prozess für Sie durchführen sollen, melden Sie sich gerne bei uns: +49 40 481133 oder schreiben Sie uns bitte eine E-Mail: info@holocreators.com.
Einleitung
Dieses Tutorial umfasst die fünf Grundschritte, um ein Reverse-Engineering mit FreeCAD und Netfabb durchzuführen. Wir wenden uns dabei an fortgeschrittene FreeCAD-Anwender. Wir haben haben ebenfalls ein 120 min. Tutorial-Video (auf Englisch) vorbereitet, welches im Detail durch jeden einzelnen Schritt führt.
Mit Netfabb können Sie die STL-Datei optimal vermessen. Nutzen Sie Netfabb (Version 7.4.0) oder Netfabb (aktuelle Testversion). (Es ist auch möglich, direkt in FreeCAD zu messen, aber in Netfabb funktioniert es besser.)
Das kaputte Teil, das uns als Beispielprojekt dient, ist aus dem Tank eines 50 Jahre alten Autos. Von diesem Bauteil haben wir einen 3D-Scan mit dem Profi-3D-Scanner “Artec Space Spider” erstellt.Danach haben wir von dem 3D-Scan ein Reverse Engineering mit parametrischer Modellierung in FreeCAD vorgenommen.
Schritt 1: Vermessung des 3D-Scans in Netfabb und Erzeugen einer Referenzskizze in FreeCAD
In diesem ersten Schritt definieren wir einen Kreis in FreeCAD, der uns bei der korrekten Ausrichtung des 3D-Scans helfen wird.
Swann Rack / Holocreators Wir importieren den originalen 3D-Scan „professional-3d-scan-with-artec-space-spider-tankgeberpart.stl“ in Netfabb. Wir haben den 3D-Scan hier zum Download vorbereitet.Swann Rack / Holocreators Wir klicken auf den Button „Neue Messung“.Swann Rack / Holocreators Wir klicken auf „Radius messen“. Der Button „3 Punkte auf Kreis“ muss dabei aktiviert seinSwann Rack / Holocreators Wir wählen die Außenkante des Flansches aus. Netfabb wird automatisch den Außendurchmesser ausgeben.Swann Rack / Holocreators Der Außendurchmesser des Flansches ist 75,97 mm. Wir runden auf 76mm aufSwann Rack / Holocreators Wir importieren die Datei „Professioneller-3d-scan-flansch.stl“ in FreeCAD und aktivieren den Arbeitsbereich „Sketcher“. Wir klicken auf den Button „Einen Kreis in der Skizze erstellen“.Swann Rack / Holocreators Wir klicken auf die Schaltfläche „Lege Radius eines Kreises oder eines Bogens fest“.Swann Rack / Holocreators Wir geben den Radius des Durchmessers ein. Also 76 mm / 2. FreeCAD wird automatisch den Radius von 38 mm berechnen. Unsere Referenzkreis-Skizze ist nun fertig.
Schritt 2: Korrektes Ausrichten (Placement) des 3D-Scans in FreeCAD
Wir müssen den 3D-Scan optimal entlang der X-, Y- und Z-Achsen ausrichten. Dies geschieht im Arbeitsbereich „Skizze“.
Swann Rack / Holocreators In der unteren linken Ecke klicken wir auf den Button „Daten“.Swann Rack / Holocreators Wir klicken auf die drei Punkte neben der Schaltfläche „Placement“Swann Rack / Holocreators Wir aktivieren die Checkbox „Änderungen an Objektplacement inkrementell übernehmen“.Swann Rack / Holocreators Wir wechseln zu einer Seitenansicht und rotieren den 3D-Scan schrittweise, bis er senkrecht zur XAchse ausgerichtet ist.Swann Rack / Holocreators Am Ende sollte es so aussehen.Swann Rack / Holocreators Wir ändern die Ansicht und wiederholen den Prozess für die Y-Achse.Swann Rack / Holocreators Abschließend wechseln wir zur Oberansicht und bewegen den 3D-Scan, bis er im Zentrum des Kreises ist. Der 3D-Scan ist nun optimal im Koordinatensystem von FreeCAD ausgerichtet. Das wird die CADRekonstruktion vereinfachen
Schritt 3: Anpassung der Transparenz des 3D-Scans in FreeCAD und Erstellung eines Profils
Wir machen das Bauteil halbdurchsichtig, um direkt darauf konstruieren zu können.
Swann Rack / Holocreators Mit der Tastenkombination STRG+D öffnet sich ein Fenster, in dem wir die „Transparency“ einstellen können.Swann Rack / Holocreators Wenn STRG+D nicht funktioniert, können wir die „Transparency“ auch direkt links unten im Menü einstellen.Swann Rack / Holocreators Wir klicken auf „Neue Skizze erstellen“ und arbeiten im „Sketcher“-Arbeitsbereich.Swann Rack / Holocreators Wir wählen die XY-Ebene aus.Swann Rack / Holocreators Wir konstruieren auf dem Querschnitt des Flansches.Swann Rack / Holocreators Wir klicken auf „Die Länge einer Linie oder den Abstand einer Linie und eines Vertex festlegen“.Swann Rack / Holocreators Wir bestimmen das Maß zwischen dem Rand des Flansches und dem Mittelpunkt. Der Radius ist 76 mm / 2 = 38 mm. Ein häufiger Wechsel zwischen Netfabb und FreeCAD ist nötig, bis alle Beschränkungen („constraints“) für die Skizze definiert wurden.Swann Rack / Holocreators Wenn alle Beschränkungen definiert wurden, leuchtet die Skizze grün.Swann Rack / Holocreators Im Arbeitsbereich „Part Design“ klicken wir auf „Rotiere die ausgewählte Skizze“.Swann Rack / Holocreators Nach der Rotation ist die Grundgeometrie des Flansches komplett. Weitere Skizzen optimieren die Form.
Schritt 4: Ausblenden von Bereichen des 3D-Scans, um auf dem Querschnitt zu konstruieren
Die folgenden Arbeitsschritte können im Arbeitsbereich „Mesh Design“ vorgenommen werden.
Swann Rack / Holocreators Wir klicken auf den Button „Schneidet ein Netz mit einem ausgewählten Polygon“Swann Rack / Holocreators Mit der blauen Schnittlinie bestimmen wir die Sektion des Bauteils, die wir ausblenden möchten.Swann Rack / Holocreators Nachdem wir die Auswahl vollendet haben, machen wir einen rechten Mausklick und wählen „Innen“ aus.Swann Rack / Holocreators Wir wechseln in den Arbeitsbereich „Sketcher“ und klicken auf „Neue Skizze erstellen“.Swann Rack / Holocreators Auswahl der XY-Ebene.Swann Rack / Holocreators Im Menü „Position“ ändern wir die Z-Achse, bis die Ebene auf der gleichen Höhe wie die Schnittkante ist.Swann Rack / Holocreators Das Resultat sollte so aussehen.Swann Rack / Holocreators Wir wechseln in die Oberansicht und skizzieren auf dem Querschnitt des 3D-Scans.
Schritt 5: Profile mit einem Loft verbinden
Abhängig von der Komplexität des Bauteils müssen viele verschiedene Profil-Skizzen erstellt werden, um die Außenform zu bestimmen. Wir wechseln in den „Part Design“-Arbeitsbereich.
Die Profile werden mit einem Loft zu einem geschlossenen Volumenkörper verbunden.
Swann Rack / Holocreators Diese drei Profile sollen zu einem Loft verbunden werden.Swann Rack / Holocreators Der Einfachheit halber konzentrieren wir uns zunächst auf die Außenform.Swann Rack / Holocreators Wir klicken auf „Loft eines ausgewählten Profils durch andere Profilabschnitte“.Swann Rack / Holocreators Das Ergebnis der verbundenen Profile sollte so aussehen.
Schritt 6: Verbinden der einzelnen Körper mit der Booleschen Operation und Export als STEP Datei
In diesem letzten Schritt werden wir die einzelnen Körper verbinden und als STEP-Datei exportieren. Dafür arbeiten wir im Arbeitsbereich „Part“.
Nicht alle Körper müssen mit Lofting erzeugt werden: die meisten Formen lassen sich mit Regelgeometrien erstellen.
Swann Rack / Holocreators Zunächst wählen wir den Flanschkörper aus.Swann Rack / Holocreators Und wählen danach alle anderen Körper ausSwann Rack / Holocreators Wir klicken auf „Boolsche Operation mit zwei oder mehr Körpern“, um alle Körper miteinander zu verbinden.Swann Rack / Holocreators Das Resultat ist das fertige CAD-VolumenmodellSwann Rack / Holocreators Das Volumenmodell kann jetzt als STEP-Datei exportiert werden. Wir haben das Volumenmodell des Bauteils hier zum Download vorbereitet.
Schritt 7: Vergleich des neu konstruierten Volumenmodells (STEP) mit dem originalen 3D-Scan (STL)
Wir haben einen Report erzeugt, um das in FreeCAD neu erzeugte Volumenmodell mit dem originalen 3D-Scan zu vergleichen. Wir sprechen dabei von einer Abweichungsanalyse. Um diese zu erstellen, haben wir die kostenlose Software GOM Inspect verwendet.
Swann Rack / Holocreators Dieses Bild zeigt die Abweichungen zwischen 3D-Scan (STL) und Volumenmodell (STEP) in mm. Sie können die Abweichungsanalyse hier herunterladen.Swann Rack / Holocreators Die verschiedenen Farben zeigen den Grad der Abweichung.
Erklärung der Farbskala
Grün bedeutet: Es gibt kaum Abweichungen zwischen dem originalen 3D-Scan und dem neu erstellten Volumenmodell.
Rot bedeutet: Das neue Volumenmodell überlappt an dieser Stelle den originalen 3D-Scan
Blau bedeutet: Das neue Volumenmodell liegt unter dem originalen 3D-Scan.
Download der Projektdaten
Alle Projektdaten haben wir auch zum Download vorbereitet: den originalen 3D-Scan, das CADVolumenmodell und die Abweichungsanalyse.
Das Reverse Engineering war sehr erfolgreich. Es gibt zwar Abweichungen zwischen 3D-Scan und Volumenmodell, aber das originale Bauteil war stark verformt und unsere Nachkonstruktion ist besser als das Original.
Benötigen Sie Hilfe bei der Umwandlung von STL nach STEP?
Holocreators bietet professionellen 3D-Scan-Service und Reverse Engineering. Gerne helfen wir Ihnen bei der Umwandlung von STL in STEP. Rufen Sie uns an: +49 40 481133 oder schicken Sie uns eine E-Mail: info@holocreators.com.
Swann ist seit vielen Jahren von allem begeistert, was mit 3D zu tun hat. Seine Wurzeln liegen in der analogen Holografie, die ihn 2011 zur digitalen 3D-Modellierung brachte.
Der rapide Fortschritt verschiedenster 3D-Scan-Technologien faszinierten ihn so sehr, dass er 2015 gemeinsam mit seinem Bruder Miró Rack das Unternehmen Holocreators gründete
Kontaktieren Sie uns bitte, wenn
Sie einen 3D-Scan oder eine
3D-Scan-zu-CAD Konvertierung
benötigen (STL zu STEP)
Das 3D-CT-Scannen gehört zu den genauesten Methoden, um 3D-Scans von Bauteilen mit komplexen Geometrien zu erstellen. Wir scannen seit fast 10 Jahren und der 3D-CT macht mit Abstand die besten 3D-Scans.
Das "Kitbashing" ist ein Konzept aus dem Modellbau, wo es für das Verwenden von Einzelteilen aus verschiedenen Modellbaukästen steht. Welche Vorteile das mit sich bringt und warum diese Idee auch bei digitalen Modellen und dem 3D-Druck interessant ist, wollen wir uns heute genauer anschauen.
Das Wort Kitbashing wird im Modellbau verwendet und wird aus den Worten „Kit“ (Englisch für einen Modellbausatz) und „Bashing“, also zusammenschlagen, gebildet. Wenn ein Modellbauer also „kitbashing“ betreibt, dann knallt er Einzelteile verschiedenster Modellbaukästen, ähnlich einer Collage, zusammen. So verbindet er mehrere einzelne Modelle zu einem völlig Neuen.
Mit speziellen 3D-Scannern kann man Menschen und Tiere scannen. So lassen sich 3D-Modelle erstellen, die dann auf einem 3D-Drucker ausgedruckt oder für eine 3D-Animation verwendet werden können. Wir stellen Ihnen heute drei verschiedene Geräte vor, mit denen solch ein 3D-Scan möglich ist. Neben der Geometrie möchten wir dabei auch noch die Farbe korrekt erfassen. Folgende 3D-Scanner kommen dafür infrage:
SLM ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem schichtweise ein neues Bauteil entsteht, indem Metallpulver mittels Laser verschmolzen wird. Die Abkürzung steht dabei für "Selective Laser Melting", was bedeutet, dass der Laser das Metallpulver selektiv nur dort verschmilzt, wo das Material fest werden soll. Am Ende kann das fertige Bauteil aus dem Pulverbett entnommen werden.
Die Flächenrückführung wird immer dann benötigt, wenn ein 3D-Scan (STL-Format) in ein CAD-Flächenmodell (STEP-Format) umgewandelt werden soll. Der Begriff „Flächenrückführung“ hat sich dabei als Sammelbegriff für alle Reverse Engineering-Vorgänge etabliert.
NURBs-Modelle bestehen aus Punkten, die durch Kurven verbunden sind, während sich Polygonnetze aus Tausenden oder Millionen kleiner Dreiecke zusammensetzen. CAD-Flächenmodelle werden zumeist mit NURBs-Flächen beschrieben, währen 3D-Scans in der Regel als Polygonnetze ausgegeben werden. Die Umwandlung von einem Polygonnetz in ein NURBs-Modell ist eine sogenannte„Flächenrückführung“.
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