Reverse Engineering mit Volumenmodellierung

Das Reverse Engineering mit Volumenmodellierung hat das Ziel aus einem 3D Scan einen geschlossenes Volumenmodell in CAD zu erstellen. Der 3D Scan wird dabei so genau wie möglich in ein CAD Modell umgewandelt. Wenn im 3D Scan des Bauteils sowohl organisch geschwungene Oberflächen als auch Regelgeometrien (kantige Formen, Bohrungen, Gewinde) enthalten sind, dann braucht es dieses Reverse Engineering Verfahren. Die CAD Daten werden anschließend in den CAD Austauschformaten STEP, IGES oder X_T bereitgestellt.

Bei dem Reverse Engineering mit Volumenmodellierung wird die Bauteilgeometrie von uns nicht idealisiert oder optimiert, um beispielsweise Fertigungsdefekte zu kompensieren. Dafür haben wir eine Differenzierung geschaffen und bieten separat das Reverse Engineering Verfahren mit parametrischer Modellierung und Konstruktionshistorie an.

Reverse Engineering mit Volumenmodellierung, Original 3D Scan links,  CAD Volumenmodell rechts

Herangehensweise

Der Reverse Engineering Prozess ist die Näherung gemessener Daten (3D Scan) durch ein CAD Modell. Das heißt wir nähern uns mit der Volumenmodellierung den 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:

  1. Erstellung von Volumenkörpern mittels Extrusion oder Rotation aus 2D Zeichnungen
  2. Boolsche Operationen um aus geometrischen Primitiva durch Vereinigung und Subtraktion Volumenkörper zu erstellen. (Constructive Solid Geometry) 
  3. Flächenmodellierung und schließen zum Volumenmodell

Regelgeometrien werden rekonstruiert, während organisch geschwungene Oberflächen mit NURBS Freiformflächen direkt vom 3D Scan abgeformt werden. Dabei müssen die NURBs Leitkurven so erzeugt werden, dass sie sich optimal mit der Regelgeometrie verbinden lassen. Das Ziel ist ein Volumenmodell, das geschlossen und wasserdicht ist.

3D Scan des Bauteils mit dem Streifenlicht 3D Scanner: “GOM Core”

Aufgabe des Reverse Engineering mit Volumenmodellierung

Genauigkeit ist für uns der entscheidende Faktor beim Reverse Engineering mit Volumenmodellierung. Das heißt, dass das Reverse Engineering und der 3D Scan nur minimal voneinander abweichen sollten. Das ist der Grund weshalb wir die Bauteilgeometrie nicht optimieren, denn das würde zu Lasten der Genauigkeit gehen.

Reale Objekte wie beispielsweise Kunstoffteile sind oft leicht verformt, beim Reverse Engineering mit Volumenmodellierung 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 mit parametrischer Modellierung und Konstruktionshistorie durch. 

Um die unvermeidlichen Abweichungen zwischen original 3D Scan und Volumenmodell zu dokumentieren liefern wir auch immer einen Abweichungsreport, der diese dokumentiert.

Der Abweichungsreport zeigt die Unterschiede zwischen 3D Scan und dem durch Reverse Engineering erzeugten Volumenmodell

Vor- und Nachteile des Reverse Engineerings mit Volumenmodellierung

Vorteile

  • Die Möglichkeit komplizierte Geometrien, die sowohl aus Regelgeometrien und Freiformflächen bestehen, in einem Volumenmodell zu kombinieren
  • Kleine Dateigröße, weil das CAD Modell sehr effizient aufgebaut ist
  • Erzeugung eines Volumenmodells, das geschlossenen und wasserdicht ist
  • Hohe Genauigkeit, also nur eine geringe Abweichung zwischen original 3D Scan und Volumenmodell (0,05 mm bis 0,1 mm)
  • Datenausgabe in den neutralen CAD Formaten STEP, IGES oder Parasolid (X_T)

Durch Reverse Engineering erzeugtes CAD Volumenmodell mit Regelgeometrien und Freiformflächen

Nachteile

  • Erhöhter Arbeitsaufwand. Vor allem wenn das Modell nicht nur aus Regelgeometrien besteht und daher auch NURBs Freiformflächen erstellt und mit der restliche Geometrie verbunden werden müssen.
  • Eingeschränkt editierbar (nur regelgeometrische Elemente lassen sich später vom Kunden eingeschränkt verändern)
  • Es erfolgt keine Optimierung oder Idealisierung der Bauteilgeometrie 
  • Es ist keine Konstruktionshistorie im Volumenmodell enthalten

3D Scanvorgang des Bauteils mit gleichzeitiger Abbildung auf dem Computermonitor

Download der Beispieldaten

Wir haben alle 3D Daten, also den original 3D Scan und das Volumenmodell zum Download für Sie vorbereitet. Sie können die Daten in Ihrer eigenen CAD Software anschauen und so entscheiden, ob das Volumenmodell für Ihre Anwendung das richtige ist. Auch den Abweichungsreport zwischen 3D Scan und CAD Modell finden sie hier zum Download:

Original 3D Scan und CAD Volumenmodell übereinandergelegt

Fazit

Das Reverse Engineering mit Volumenmodellierung ist für einen Großteil aller Anwendungsfälle bestens geeignet. Ausser wenn ein optimiertes parametrisches CAD Modell mit Konstruktionshistorie gebraucht wird, eine technische Zeichnung erforderlich ist 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 original 3D Scan und CAD Volumenmodell vergleich können.

Sehr gerne beraten wir Sie bei Ihrem individuellen 3D Scan oder Reverse Engineering Projekt. Schreiben Sie uns am besten eine Email an info@holocreators.com oder rufen Sie einfach kurz an: 040 48 11 33

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