Hybrid Flächenrückführung

Ein Mix aus parametrischer und automatischer Flächenrückführung, wobei manuell die Grundlinien in CAD bestimmt werden und automatisch die Flächen des 3D-Modells.

Wann sollte man die hybrid Flächenrückführung wählen?

Man sollte sich für die hybrid Flächenrückführung entscheiden, wenn die Grundlage eine sehr hochauflösender 3D-Scan ist, wie man ihn beispielsweise aus einem CT-Scanner bekommt. Die Kombination aus einem hochauflösenden 3D-Scan und einer hybrid Flächenrückführung, kann ein fräsbares 3D-Modell erstellen.

Die hybrid Flächenrückführung macht bei Bauteilen mit großen Freiformflächen Sinn. Freiformflächen sind große kompliziert geschwungene Obeflächen die sich parametrisch schwer definieren lassen. Ein Beispiel wäre die Oberfläche einer Auto-Karosserie.

 

NURBS-3D-Modell des Zahnrads nach der Hybrid Flächenrückführung.

NURBS-3D-Modell des Zahnrads nach der Hybrid Flächenrückführung.

Wie Funktioniert die Hybrid Flächenrückführung?

In einem ersten Arbeitsschritt definiert man zunächst die Leitlinien des 3D-Modell. Der Computer erzeugt dann die Flächen dazwischen automatisch. Dabei wird der darunterliegende 3D-Scan direkt abgeformt. Aus diesem Grund bedingt sich die Qualität einer automatischen Flächenrückführung unmittelbar aus dem zugrunde liegenden 3D-Scan. Je hochauflösender der 3D-Scan, desto besser die Hybrid Flächenrückführung.
Nach aktuellem Stand der Technik bietet die Reverse-Engineering-Software noch keine gute Feature Detection. Das bedeutet, die Software erkennt nicht zuverlässig, wo ein Bauteil eine scharfe Kante oder eine Bohrung hat. Daher wird dieser Schritt manuell gemacht.

3D-Scan des Zahnrads mit Polygonnetz vor der Hybrid Flächenrückführung.

3D-Scan des Zahnrads mit Polygonnetz vor der Hybrid Flächenrückführung.

Vorteile der Hybrid Flächenrückführung

Die hybrid Flächenrückführung wird teilautomatisch erzeugt, daher sinken Arbeitsaufwand und damit die Kosten. Das Flächenmodell (STEP) der hybrid Flächenrückführung ist weitaus logischer aufgebaut, als das der automatischen Flächenrückführung. Das führt zu einer saubereren Geometrie und einer kleineren Dateigröße, was sich Vorteilhaft auf die Fräsbarkeit auswirkt, da der Arbeitsspeicher der CNC-Fräse nicht überlastet wird.
Weil die hybrid Flächenrückführung durch direkte Abformung vom darunter liegenden 3D-Scan erzeugt wird, ist sie sehr genau. So werden Abweichungen von durchschnittlich nur 0,05mm zwischen Flächenrückführung und 3D-Scan erreicht.

Vergleich der Netzstruktur einer Automatischen Flächenrückführung (links) und einer Hybrid Flächenrückführung (rechts).

Vergleich der Netzstruktur einer Automatischen Flächenrückführung (links) und einer Hybrid Flächenrückführung (rechts).

Nachteile der Hybrid Flächenrückführung

Die hybrid Flächenrückführung bietet im Gegensatz zur parametrischen Flächenrückführung keine perfekte Oberflächenkontinuität.  Man bekommt also keine “Class A Surfaces”. Das bedeutet, dass beim CNC-Fräsen der Fräskopf kurzzeitig stoppen oder verziehen kann und so das Ergebnis nicht optimal wird.

Eine STEP-Datei, die mit einer hybrid Flächenrückführung erzeugt wurde, ist anschließend in einer CAD-Software nur sehr eingeschränkt bearbeitbar. Man sagt daher auch, das Flächemodell einer hybrid Flächenrückführung ist nur eingeschränkt “intelligent”.

3D-Modell mit Zebrastreifenprojektion zeigt dass die Hybrid Flächenrückführung keine perfekte Oberflächenkontinuität hat.

3D-Modell mit Zebrastreifenprojektion zeigt dass die Hybrid Flächenrückführung keine perfekte Oberflächenkontinuität hat.

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