Der Begriff Flächenrückführung beschreibt die Erstellung eines CAD-Datensatzes auf Grundlage gemessener Daten eines vorhandenen Objektes.
Durch Aufnahme des Bauteils mit einem Digitalisierungssystem, wird eine STL-Datei oder eine so genannte Punktewolke ausgegeben. Diese kann anschließend dazu genutzt werden einen parametrischen Neuaufbau durchzuführen um ein CAD-Modell zu konstruieren.
Gehen aus dem Objekt keine verwendbaren geometrischen Grundkörper hervor, so muss mit Freiformflächen gearbeitet werden, die je nach Vorgehensweise auf Splines basieren.
Die CAD/CAM-Prozesskette vom virtuellen 3D Modell zum fertigen 3D Bauteil stellt heute den Stand der Technik dar. Um einen perfekten 3D-Scan und anschließender Flächenrückführung kommt man nicht mehr herum.
Der umgekehrte Weg vom physischen Objekt zurück zum Datenmodell wird mittels Reverse Engineering oder auch Flächenrückführung über den Weg der 3D-Digitalisierung (erzeugen einer Punktewolke) beschritten.
Der Begriff 3D Flächenrückführung (Reverse-Engineering) bedeutet, das vorhandene Bauteil, Objekte, evtl. Werkzeuge, Kunstgegenstände mittels eines 3D-Scanners aufzunehmen / zu digitalisieren, danach erfolgt die Flächenrückführung.
Das Objekt wird nachdem es 3D aufgenommen wurde in ein 3D Flächenrückführungsprogramm übergeben, wo die eigentliche Flächenrückführung stattfindet. Hier werden 3D Flächen auf die aufbereiteten 3D-Digitalisierungsdaten ( Punktewolke ) gelegt und zu einem geschlossenem 3D Körper konstruiert. Dieser kann in Standard-CAD-Formate (z.B. IGES, VDA, STEP, CATIA, NX ) exportiert werden.
Aus den gewonnenen 3D-Flächenrückführungsdaten können 3D Werkzeuge, 3D Formen, 3D Geometrien generiert werden. Darüber hinaus werden Flächenrückführungsdaten in vorhandene CAD Daten eingefügt, somit werden nach einer Werkzeugänderung die geänderten Bereiche in vorhandene 3D Daten eingebunden.
Von Werkzeugen, Bauteilen, Formen und Objekte, von denen es keine CAD Daten mehr gibt lassen sich über einen 3D-Scan, Flächenrückführung sowie 3D Digitalisierungs- und Konstruktionsworkflow die Daten rekonstruieren um 3D Flächen und 3D Geometrien anzufertigen.
Folgendes Beispiel macht den Arbeitsvorgang noch einmal deutlich:
Ein Stuhl wird mit einem 3D-Scanner in eine Punktewolke eingelesen. Aus diesem Datensatz sind deutlich geometrische Grundkörper zu erkennen (z.B. Quader). Die Quader können parametrisiert nach Angabe von Höhe, Breite und Länge nachkonstruiert werden.
Besteht der Stuhl allerdings nicht aus ersichtlichen Grundkörpern, sondern stellt zum Beispiel ein Designerstück dar, dann werden diese Flächen aufgrund von Freiformflächen abgenommen und erstellt. Diese Methode verhält sich dann ungefähr so, als würde ein Stoffüberzug über den Stuhl gelegt werden, der annäherungsweise genau die Form des ursprünglichen Bauteils wiedergibt.
Verwendet wird diese Vorgehensweise in vielen unterschiedlichen Industriezweigen, wie zum Beispiel der Automobilindustrie, dem Designmodellbau und Werkzeugbau sowie der Messtechnik.
Sollten alte Originale gebraucht werden, zu denen keine CAD-Datei oder Zeichnung existiert, kann diese Methode Abhilfe schaffen. Auch bei handgemachten Einzelstücken, werden so weiterverwendbare Datensätze entwickelt und serientauglich gemacht.
In der Messtechnik können auf diese Art auch Bauteile auf mechanische- und Strömungseigenschaften oder Verschleißauftreten geprüft werden.
Flächenrückführung findet Anwendung in folgenden Industriezweigen:
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