Reverse-Engineering zum Volumenmodell

Das Reverse-Engineering zum Volumenmodell hat das Ziel, aus einem 3D-Scan einen geschlossenen Volumenkörper in CAD zu erstellen. Der 3D-Scan wird dabei so genau wie möglich in ein CAD-Modell umgewandelt.
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Wie wir das machen?

Weil bei diesem Reverse-Engineering sowohl organisch geschwungene Oberflächen als auch Regelgeometrien (kantige Formen, Bohrungen, Gewinde) in einem Modell kombiniert werden können, spricht man auch von einem “Hybrid”. Die CAD-Daten werden nach dem Reverse-Engineering in den CAD-Austauschformaten STEP, IGES oder XT bereitgestellt.

Beim Reverse-Engineering zum Volumenmodell wird die Bauteilgeometrie von uns nicht idealisiert oder optimiert, um beispielsweise Fertigungsdefekte zu kompensieren. Stattdessen überführen wir den 3D-Scan 1:1 in ein Volumenmodell, um die Abweichungen so gering wie möglich zu halten. Sollte eine Optimierung der Geometrie gewünscht sein, bieten wir separat das Reverse-Engineering zum parametrischen Modell mit Konstruktionshistorie an.
Reverse-Engineering zum Volumenmodell, originaler 3D-Scan links, CAD Volumenmodell rechts.

Wie funktioniert das Reverse Engineering
zum Solid Model?

Der Reverse-Engineering-Prozess ist die Näherung gemessener Daten (3D-Scan) durch ein CAD-Modell. Das heißt, wir nähern uns mit dem Volumenmodell dem 3D-Scan so nah wie möglich an. Dabei stehen uns alle CAD-Modellierungstechniken zur Verfügung, mit der sich ein geschlossenes Volumenmodell erstellen lässt.
Zum Beispiel:
  • Erstellung von Volumenkörpern mittels Extrusion oder Rotation aus 2D-Zeichnungen.
  • Boolsche Operationen, um aus geometrischen Primitiva durch Vereinigung und Subtraktion Volumenkörper zu erstellen (Constructive Solid Geometry).
  • Flächenmodellierung und Schließen zum Volumenmodell.

Regelgeometrien werden rekonstruiert, während organisch geschwungene Oberflächen mit NURBS-Freiformflächen direkt vom 3D-Scan abgeformt werden. Dabei müssen die NURBsLeitkurven so erzeugt werden, dass sie sich optimal mit der Regelgeometrie verbinden lassen. Weil beide Geometrien in einem Modell kombiniert werden können, spricht man auch manchmal von einem „Hybrid“. Das Ziel ist ein Volumenmodell, das geschlossen und wasserdicht ist.
3D-Scan des Bauteils mit dem GOM Core Scanner.

Zielsetzung des Reverse-Engineerings zum Volumenmodell

Durch Reverse-Engineering erzeugtes CAD-Volumenmodell mit Regelgeometrien und Freiformflächen
Genauigkeit ist für uns der entscheidende Faktor beim Reverse-Engineering zum Volumenmodell. Das heißt, dass das Reverse-Engineering und der 3D-Scan nur minimal voneinander abweichen sollten. Daher optimieren wir die Bauteilgeometrie nicht, denn das würde zu Lasten der Genauigkeit gehen.

Anwendungsbeispiel

Reale Objekte wie beispielsweise Kunststoffteile sind oft leicht verformt, beim ReverseEngineering zum Volumenmodell übernehmen wir diese Ungenauigkeiten des Bauteils. Ein gescannter Winkel von 89° wird von uns genauso übernommen und nicht etwa auf einen Winkel von 90° korrigiert, denn das würde die Reverse-Engineering-Genauigkeit verringern. Eine Optimierung oder Idealisierung der Bauteilgeometrie führen wir nur beim Reverse-Engineering zum parametrischen Modell mit Konstruktionshistorie durch.

Um die unvermeidlichen minimalen Abweichungen zwischen originalem 3D-Scan und Volumenmodell zu dokumentieren, liefern wir mit jedem Reverse-Engineering auch immer eine Abweichungsanalyse.
Abweichungsanalyse, die die Unterschiede zwischen 3D-Scan und dem durch ReverseEngineering erzeugten Volumenmodell zeigt.

Vor- und Nachteile des Reverse-Engineerings zum Volumenmodell

Download der Beispieldaten

3D-Scanvorgang des Bauteils mit gleichzeitiger Abbildung auf dem Computermonitor
Wir haben alle 3D-Daten, sowohl den originalen 3D-Scan als auch das Volumenmodell, zum Download für Sie bereitgestellt. So können Sie die Daten in Ihrer eigenen CAD-Software testen und entscheiden, ob das Volumenmodell für Ihre Anwendung das Richtige ist. Auch die Abweichungsanalyse, die 3D-Scan und CAD-Modell vergleicht, finden Sie hier zum Download:

Fazit

Das Reverse-Engineering zum Volumenmodell ist für einen Großteil aller Anwendungsfälle bestens geeignet. Außer, wenn ein optimiertes parametrisches CAD-Modell mit Konstruktionshistorie gebraucht wird, eine technische Zeichnung erforderlich oder eine automatische Flächenrückführung gewünscht ist, wählen wir ein anderes Reverse-Engineering Verfahren.

Jedem Reverse-Engineering fügen wir eine farbcodierte Abweichungsdarstellung bei, damit Sie den originalen 3D-Scan und das CAD-Volumenmodell vergleich können.
Originaler 3D-Scan und CAD-Volumenmodell übereinandergelegt.

Häufig Gestellte Fragen

Das Reverse-Engineering zum Volumenmodell erlaubt die Umwandlung eines 3D-Scan (STL) in ein CAD-Volumenmodell (STEP). Dabei wird versucht, die Abweichungen zwischen 3D-Scan und Volumenmodell so gering wie möglich zu halten. Es erfolgt keine Optimierung der Geometrie, das heißt: Fertigungsdefekte im Bauteil werden übernommen. Das resultierende Volumenmodell kann aus Regelgeometrien und/oder komplexen NURBS-Freiformflächen bestehen. Es ist auch ein Hybridmodell möglich, das beide Geometrievarianten im Volumenmodell vereint.

Die Grundlage für das Reverse-Engineering zum Volumenmodell ist ein 3D-Scan, der als Polygonnetz/Mesh (STL-Format) oder als Punktwolke vorliegt. Sollte kein 3D-Scan vorliegen, bietet Holocreators Ihnen auch gerne das 3D-Scanning Ihres Bauteils an.

Beim Reverse-Engineering zum Volumenmodell werden Regelgeometrien rekonstruiert und NURBSFlächen (Freiformflächen) vom 3D-Scan abgeformt. Hybridmodelle, die beide Geometrievarianten miteinander vereinen, sind somit möglich. Das fertige Volumenmodell kann mit den meisten konventionellen CAD-Programmen begrenzt bearbeitet werden. Regelgeometrische Elemente, wie beispielsweise Bohrungen und Gewinde, lassen sich verändern, während sich Freiformflächen nicht bearbeiten lassen.

Das durch Reverse-Engineering erzeugte Volumenmodell kann in den neutralen CADAustauschformaten STEP, IGES oder X_T exportiert werden.

Das Reverse-Engineering zum Volumenmodell ist genau. Im Durchschnitt ergeben sich Abweichungen von 0,05 mm bis 0,1 mm zwischen dem Original des 3D-Scans und dem erzeugten Volumenmodell. Dort, wo die NURBS-Flächen (Freiformflächen) automatisch vom zugrundeliegenden 3D-Scan abgeformt wurden, ist die Genauigkeit höher als in Bereichen, wo Regelgeometrien manuell rekonstruiert werden.

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Holocreators bietet einen professionellen 3D-Scan-Service und Reverse-Engineering an. Sehr gerne wandeln wir auch Ihren 3D-Scan in ein Volumenmodell um. Wir beraten Sie bei Ihrem individuellen Projekt.

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