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Reverse-Engineering mit Siemens NX

Einführung in Siemens NX als Software für parametrisches Reverse Engineering, STL-Daten und nachträglich bearbeitbare CAD-Modelle.

reverse engineering Solid Works Start Ziel
Reverse-Engineering eines Verdichterlaufrads mit Siemens NX

Vom 3D-Scan zum Siemens NX CAD-Modell

Wir erstellen aus 3D-Scans, STL-Dateien und Bestandsbauteilen präzise Siemens NX-CAD-Modelle . Schnell, reproduzierbar und exakt auf Ihre Anforderungen in Entwicklung, Fertigung und Qualitätskontrolle abgestimmt.

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gescannte Objekte

Reverse Engineering mit Siemens NX am Praxisbeispiel

3D-Scan als Grundlage für das Reverse Engineering mit Siemens NX

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Ausrichtung von STL Daten im Koordinatensystem
Zunächst erfolgt die richtige 3-2-1 Orientierung der Scandaten im Koordinatensystem der Software. Hierfür werden die bestimmenden Symmetriemerkmale des Objektes herangezogen. Das können sich schneidende Ebenen oder wir hier die Achse von Zylindern sein. Eine gute Orientierung der gescannten Daten ist Voraussetzung für eine zügige Konstruktion.
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Siemens NX convergence body auf STL Daten vom Verdichterrad
Die Siemens-NX-Funktionalität „convergence body“ bildet auf der Grundlage gescannter Daten vereinfachte Volumenkörper. Dabei werden Näherungen vorgenommen, die offensichtliche.
kleinere Abweichungen von glatten Geometrien ausgleichen. Eine sofort nutzbare Datei erhält man damit jedoch nicht, da alle größeren Abweichungen der realen von der gewünschten Geometrie auch in diesem Volumenkörper erhalten bleiben. Um ein ideales CAD Modell zu erhalten, bleibt der um die Funktionalität des Bauteiles wissende Konstrukteur unersetzlich. Ab der Version Siemens NX 11 wird durch diese convergence body Erzeugung das Reverse-engineering jedoch wesentlich beschleunigt.

Erstellung von Splines und Freiformflächen in Siemens NX

Das Konstruktionsergebnis wird ein idealer, symmetrischer und funktionierender Volumenkörper-Datensatz. Eine solche Konstruktion ist eine Idealisierung und eine Näherung im Vergleich zum realen Bauteil.
Als nächstes werden die Flächen konstruiert. Frei geformte Funktionsflächen werden aus Splines aufgebaut. Das sind auf Stützpunkten gebildete glatte Kurven im Raum. Die Stützpunkte werden auf dem convergence body im Siemens NX angeklickt. Bei der Auswahl eines jeden Stützpunktes für ein Spline vergleicht der Konstrukteur die Abweichung der gefitteten Raumkurve von der STL Datei. Die Anzahl und die Lage wählt er dabei so, dass eine möglichst nahe am Original liegende und saubere Fläche über die Splines entsteht.
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splines Reverse-Engineering NX: Für die Flächenbildung werden splines ausgewählt.
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patch NX Reverse-Engineering: Zwischen den splines werden die Flächenelemente (patches) aufgepannt und darüber hinaus tangential verlängert.

Aufbau des parametrischen Hüllkörpers

Im nächsten Schritt konstruieren wir den drehsymmetrischen Hüllkörper. Bei der Auswahl der Parameter wird darauf geachtet, dass diese sinnvoll bemaßt und auf ein Zusammenspiel mit weiteren Baugruppenteilen abgestimmt sind.
Die umhüllende drehsymmetrische Form wird z.B. mit einem definierten Abstand gemeinsam mit dem Turbinengehäuse erstellt.
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Schnittlinien NX Reverse-Engineering: Bildung der Schnittlinien zwischen Patches und umhüllender Fläche
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Flächentrimmen NX Reverse-Engineering: Die Flächen werden an den Schnittlinien getrimmt. Das Ergebnis dieses Konstruktionsschrittes ist ein Körper mit scharfen Kanten.

Rotationskörper und Schaufelanordnung erstellen

Die Lage der weiteren Flügelblätter in der Konstruktion ist durch gleichmäßige feste Winkel zwischen ihnen und die Drehsymmetrie gegeben. Das wird in der Konstruktion parametrisch genutzt. Das erste konstruierte Blatt wird in die errechneten Positionen kopiert und auf den inneren Tragkörper aufgebaut.
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Reverse-Engineering von Siemens-NX-Rotationskörpern: Konstruktion eines umhüllenden drehsymmetrischen Körpers
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Reverse-Engineering Siemens-NX-Rotationsanordnung: Drehsymmetrische Vervielfältigung der Grundgeometrie der Flügel vom Turbinenrad bei der Nachkonstruktion mit NX

Kantenverrundung und Fertigstellung des Siemens NX Modells

Danach erfolgt die Konstruktion aller drehsymmetrischen Grundformen, die zum Turbinenrad gehören und deren Verbindung mit den vorab konstruierten Blättern. Die Verschmelzung der Rotationskörper und der Freiformpatches ist der nächste im NX komfortabel auszuführende Konstruktionsschritt zum Volumenmodell. Danach erfolgt eine gleichmäßige parametrische Kantenverrundung. Die Ausbildung von Kofferecken, das heißt das Ineinanderlaufen unterschiedlicher Radien erfolgt mit Siemens NX problemlos. Die konstruierten Flächen gehen auch an diesen Stellen C2 stetig in den Flächen und harmonisch ineinander über. Die fehlerfreie Konstruktion dieser komplexen Formen ist ein großer Vorteil dieser Softwarelösung. Alternativ können Kanten, die z.B. ins Medium einschneiden, auch Ellipsen oder anderweitig parametrisch gebildet werden. Die Konstrukteure von 3Dpadelt schlagen erfahrungsgemäß sinnvolle Arten der Kantenverrundung vor. Gleichermaßen beziehen wir Vorgaben des Kunden gerne in die Konstruktionen ein. Das gilt für Änderungen gegenüber dem Original genauso wie für aus dem Realteil nicht zu entnehmende Details (z. B. durch Abnutzung):
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Reverse-Engineering Siemens NX Kantenverrundung: Im letzten Arbeitsschritt werden Kanten gleichmäßig verrundet.
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Ergebnis: Ein fertiges NX Modell nach Reverse-Engineering
Von uns übergebene CAD Modelle sind immer entsprechend der jeweiligen technisch logischen konstruktiven Absicht folgend aufgebaut. Sie erhalten den kompletten Featurebaum der Entwicklungshistorie. So können Sie selbst jederzeit einfach mit Siemens NX weiterkonstruieren und Ihren Zielen entsprechende konstruktive Änderungen am Modell vornehmen. In der hier vorgestellten Nachkonstruktion ist das Wachsen des Entwicklungsbaumes in jeder Stufe dargestellt.
aaron padelt

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Häufige Fragen zum Reverse Engineering mit Siemens NX

Was ist Reverse Engineering mit Siemens NX?

Beim Reverse Engineering mit SolidWorks wird ein vorhandenes Bauteil digital erfasst und anschließend als vollständig bearbeitbares CAD-Modell nachkonstruiert. Grundlage sind meist 3D-Scans oder STL-Daten. Im Gegensatz zu einer einfachen Konvertierung entsteht dabei ein parametrisches SolidWorks-Modell, das für Konstruktion, Simulation, Fertigung und zukünftige Änderungen genutzt werden kann.

Ja. STL-Daten können in SolidWorks als Grundlage für die Nachkonstruktion verwendet werden. Dabei wird das Dreiecksnetz nicht einfach übernommen, sondern durch technisch saubere Geometrien ersetzt. Das Ergebnis sind native SolidWorks-Daten mit Parametern, Features und einer nachvollziehbaren Konstruktionshistorie.

Wir erstellen Reverse-Engineering-Daten für aktuelle SolidWorks-Versionen sowie ältere Releases. Da SolidWorks grundsätzlich nicht abwärtskompatibel ist, empfehlen wir die Bereitstellung in einer möglichst aktuellen Version. Auf Wunsch liefern wir die Daten zusätzlich in neutralen Austauschformaten wie STEP oder IGES.

Die erreichbare Genauigkeit hängt von Bauteilgröße, Geometrie, Material und den Anforderungen des Projekts ab. Durch industrielle 3D-Scantechnik und konsequente Qualitätskontrollen können hochpräzise CAD-Modelle erstellt werden. Die Übereinstimmung zwischen Konstruktion und Messdaten wird dabei durch Soll-Ist-Vergleiche dokumentiert.

SolidWorks eignet sich besonders für funktionale Bauteile mit überwiegend regelgeometrischen Elementen. Typische Anwendungen sind Kunststoffteile, Spritzgussbauteile, Maschinenbauteile, Werkzeuge, Gehäuse, Vorrichtungen sowie komplette Baugruppen. Auch Ersatzteile ohne vorhandene CAD-Daten können auf diese Weise zuverlässig rekonstruiert werden.

Bei einer reinen STL-Konvertierung werden vorhandene Netzstrukturen weitgehend übernommen. Dadurch bleiben Fertigungsfehler, Verzüge oder Oberflächenabweichungen häufig erhalten. Bei der parametrischen Nachkonstruktion analysiert der Konstrukteur die Funktion des Bauteils und erstellt daraus ein ideales CAD-Modell mit definierten Wandstärken, Verrundungen, Entformungsschrägen und vollständig bearbeitbaren Parametern.