Reverse Engineering mit Flächenmodellierung (Flächenrückführung)

Mit Hilfe der Flächenrückführung kann ein 3D Scans in ein CAD Modelle umgewandelt werden. Der 3D Scan liegt als Polygonnetz vor. Mit der Flächenmodellierung kann daraus ein CAD Flächenmodell erstellt werden, welches aus mit Flächen gefüllten NURBs Kurven besteht.

Für organisch geformte Bauteile mit etlichen geschwungenen Oberflächen wie sie beispielsweise bei der Karosserie von Sportwagen vorkommen, ist die Abformung mit NURBs Flächen hervorragend geeignet. Handelt es sich um kantige Bauteile, verwendet man das Reverse Engineering mit Volumenmodellierung.

Normalerweise liegt das Modell nach der Flächenrückführung als Hülle und nicht als geschlossener Volumenkörper vor. Mit entsprechendem Aufwand kann das NURBS Flächenmodell aber auch geschlossen und in einen Volumenkörper umgewandelt werden.

Es gibt zwei Varianten der Flächenrückführung

Diese Varianten stehen zur Auswahl:

  1. Auto Surface: Automatische Erstellung der Flächen (Patches) und NURBS Leitkurven.
  2. Boundary Fit: Manuelle Erstellung der NURBs Leitkurven. Die dazwischenliegenden Flächen werden automatisch generiert.

Vor- und Nachteile von Autosurface und Boundary Fit

Auto Surface

Vorteile

  • Vollautomatisiert und schnell
  • Äußerst akkurate Flächenrückführung
  • Dank des vollautomatischen Ablaufs weicht das resultierende CAD Modell nur minimal (ca. 0,05 mm) vom original 3D Scan ab.

Nachteile

  • Das NURBS Kurven-Netzwerk wird automatisch und zufällig erstellt und orientiert sich nicht an der eventuell vorhandenen besonderen Beschaffenheit der Bauteilgeometrie.
  • Eckige und unebenen 3D Scans führen zu Löchern (fehlende Flächen) in der automatischen Rückführung, diese müssen zeitaufwändig und händisch ausgebessert werden.
  • Fehlende NURBs Flächen führen dazu, dass das fertige CAD Modell oft nur als Flächenmodell, nicht aber als geschlossenes Volumenmodell bereitgestellt werden kann.
  • Auf Grund vieler erstellter Flächen fällt die STEP Datei am Ende sehr groß aus. Das kann bei CNC Fräsen zu Problemen führen, da diese in der Regel nur einen kleinen Speicher (Memory) haben.
  • Die Größe der Datei sorgt mitunter für ein komplexes Handling und für einen hohen Hardware Ressourcenbedarf.
  • Das schließen zum Volumenmodell ist fast unmöglich
  • Das fertige Modell ist in einer CAD Software nicht weiter editierbar.

Boundary Fit 

Vorteile

  • Manuelle Definition der NURBs Leitkurven, dadurch äußerst flexibel in der Anpassung an die Beschaffenheit des Objekts
  • Bessere Möglichkeiten in Bezug auf die Änderung am fertigen Modell, da größere und sortierte Flächen vorhanden sind.
  • Kleinere Datei, da die NURBs Flächen in ihrer Anzahl weniger und in ihrem Ausmaß größer sind und dadurch einfacher zu fräsen sind.
  • Schließen des Flächemodells zum wasserdichten Volumenmodell ist möglich

Nachteile

  • Höherer Arbeitsaufwand, da nur teilautomatisiert
  • Nicht so genau wie Auto Surface
  • Abweichung zwischen 0,05 mm und 0,1 mm aufgrund der Optimierung
  • Freiformflächen können nur mit starken Einschränkungen im CAD Programm editiert werden.

Fazit

Das Resultat des Reverse Engineerings mit Flächenmodellierung (Flächenrückführung) ist ein Flächenmodell, welches nur dann als Volumenmodell gilt, wenn es geschlossen und wasserdicht ist. Flächenmodelle eignen sich zum Beispiel für das Fräsen oder die FEM Simulation. Beides Anwendungen, die kein Volumenmodell zwingend voraussetzen. Die Daten der Flächenrückführung können als STEP oder IGES Dateiformat exportiert werden. Die Flächenrückführung ist nicht für kantige Bauteile geeignet. In diesem Fall kommt die Volumenmodellierung mit Standardgeometrieelementen zur Anwendung kommt.

Anfrage an Holocreators


Wie sind Sie auf uns aufmerksam geworden?