Diskrete Flächenrückführung

(auf Englisch auch Surfacing)

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Werden von Freiformobjekten CAD Daten nur von Teilbereichen benötigt, oder bestehen Objekte aus rein organischen oder künstlerischen Flächen, kommt die diskrete Flächenrückführung (Surfacing) zum Einsatz.

Die diskrete Flächenrückführung ist bei 3Dpadelt seit Jahrzehnten ein fester Bestandteil des Leistungsangebotes im Reverse-Engineering.

Hierbei werden auf der Grundlage des Dreiecksnetzes (STL Daten) aus dem 3D Scannen über mathematische Algorithmen nurbs Flächen gebildet. Im Reverse-Engineering haben die gebildeten CAD Modelle die höchste Übereinstimmung mit der Geometrie organisch geformter Originale.

Für die diskrete Flächenrückführung gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Eine davon ist die vollautomatische Flächenrückführung. Bei dieser wird auf das Dreiecksnetz vom 3D Scannen ein Gitter „geworfen“ (mathematisch einigermaßen gleichmäßig projiziert). Zwischen die Gitterlinien wird dann automatisch ein Nurbsmodell gerechnet, welches eine hohe Übereinstimmung mit dem Original hat. Das Nurbsmodell besteht, wie ein Flickenteppich, aus einer großen Anzahl einzelner Flicken (patches). Die einzelnen nurbs patches gehen an den Grenzen jeweils krümmungsstetig ineinander über.

Das Vorgehen der automatischen Flächenrückführung ist für die Praxis nur äußerst bedingt anwendungsfähig. Die projizierten Netze haben eine zufällige Anordnung, folgen Krümmungslinien in der Regel nicht und produzieren schwer nutzbare Daten mit großer Abweichung.
Sie sind stark verrundet und enthalten leicht Singularitäten und Fehlstellen. Diese Fehler im Datensatz sind im Anschluss kaum konstruktiv zu beheben.

3Dpadelt verwendet für das Reverse-Engineering rein organischer Flächen, eine nur teilautomatisierte stark menschlich überwachte Variante.

Hierbei legt der Operator die Patchgrenzen des zukünftigen Flächenmodells manuell fest. Diese werden als stetige Raumkurven auf dem STL Modell vom 3D Scan durch Anklicken von Eck- und Zwischenpunkten definiert.  Der Operator achtet darauf, die Patchgrenzen dem Geometrieverlauf anzupassen. In stark gekrümmten Bereichen, legt er eine höhere Zahl von Patches fest, als in schwächer gekrümmten. Darüber hinaus wird der Verlauf der Patchgrenzen den Knicklinien angepasst, so dass schärfere Kanten mit sehr kleinen gleichmäßigen Verrundungsradien angenähert werden.

Nurbs Datenmodelle, die durch diese stark interaktive Art der teilautomatisierten diskreten Flächenrückführung entstehen, weisen eine Reihe von Vorteilen auf.

  • Sie zeigen eine hohe Übereinstimmung zwischen den CAD Daten und den originalen Messergebnissen vom 3D Scannen (bis zu einer Übereinstimmung von besser 0,01 mm möglich)
  • Sie sind fehlerfrei, harmonisch vernetzt und geschlossen.
  • Übergänge in Regelgeometrien lassen sich sauber abbilden und so Werkzeuge parametrisiert konstruieren.

Die erwähnten Punkte führen dazu, dass diskrete Flächenrückführung in speziellen Fällen anderen Methoden zu bevorzugen ist.

Im Zusammenspiel aller Reverse-Engineering Werkzeuge ist die diskrete Flächenrückführung ein nützliches Tool. Welche Reverse-Engineering Methode für Ihre Aufgabe optimal ist, darüber beraten wir Sie bei 3Dpadelt gern freundlich, kompetent und für Sie kostenlos.

Schicken Sie uns dazu einfach ein Foto von Ihrem Teil, zu dem Sie CAD Daten benötigen, wir rufen Sie auf Wunsch gern umgehend dazu an.

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