Flächenrückführung

Die Flächenrückführung ist ein Prozess bei dem Polygonnetze (3D Scan Daten) in CAD Formate wie STEP oder IGES umgewandelt werden. Die Flächenrückführung ist Teil eines Gesamtprozesses der Reverse Engineering genannt wird. Zum gesamten Reverse Engineering Prozess gehört die optische Erfassung des Objekts, die Umwandlung der Punktewolke in ein Polygonnetz und im letzten Schritt die eigentliche Flächenrückführung.

Zum Einsatz kommen unterschiedliche Techniken die Daten in unterschiedlicher Genauigkeit und Datengröße erzeugen. Die Auswahl der Technik wird durch unterschiedliche Kriterien bestimmt, wie dem Verwendungszweck der CAD Daten und die Geometrie des Objekts.

Für Geometrien bei denen es auf hohe Präzision ankommt, erstellen Flächenrückführungen mit einer Genauigkeit von 0,01 mm. Das heißt die erzeugten CAD-Flächen haben einen Abstand von 0,01 mm zu dem Polygonnetz der 3D Scan Daten. Regelgeometrien wie Führungselemente oder Lochabstände können noch exakter, im Bereich 0,005, rekonstruiert werden. Für eine kosteneffiziente Flächenrückführung werden nur relevante Teilbereiche exakt rekonstruiert. Als Qualitätsnachweis erstellen wir für jede Flächenrückführung einen Falschfarbenvergleich. In diesem sind vollflächig alle Abweichungen zwischen Flächenrückführung und 3D Scan sichtbar.

• Im ersten Schritt wird das Bauteil oder Objekt mittels 3D Digitalisiersystem optisch erfasst.
• Das Ergebnis ist eine Punktewolke die in der Software in ein Polygonnetz (STL Datei) umgewandelt wird.
• Im hochaufgelösten Polygonnetz werden Fehler wie Dellen, Beulen und Risse entfernt.
• Die STL-Datei wird im dreidimensionalen Raum entsprechend des Koordinatenkreuzes ausgerichtet.
• Schließlich folgt die eigentliche Flächenrückführung.
• Einzelteile werden in Falschfarbenvergleichen auf Abweichungen geprüft. Baugruppen werden im virtuellen Zusammenbau auf Funktion und Passgenauigkeit geprüft.
• Im finalen Schritt werden eventuelle Korrekturen, Ergänzungen und Optimierungen vorgenommen.  

Typische Einsatzgebiete der Flächenrückführung sind die Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Schiffsbau, Maschinenbau und Werkzeugbau. Insbesondere in den Bereichen wo Objekte viele Freiformflächen aufweisen, ist die Flächenrückführung mittlerweile ein notwendiger Prozess.

Beispiele für die Anwendung für Flächenrückführung:

• Konstruktionsdaten für CAM Systeme und Rapid Prototyping
• Ersatzteile für Werkzeugbau, Maschinen, Oldtimer
• CAD-Daten für FEM Simulation
• Werkzeugkorrektur (Bombierung)
• Neuentwicklung und Verbesserung von Produkten
• Designänderungen
• Aktualisierung des CAD-Datenstands

Neben den neutralen CAD-Formaten wie IGES, STEP und SAT sind auch spezifische Formate wie CATIA, INVENTOR, SOLIDWORKS, SOLID EDGE, CREO möglich. Wir stellen Ihnen Flächenrückführungen in allen marktgängigen Formaten bereit.

Für eine reibungslose Zusammenarbeit stellen wir Ihnen während der Projektphase unsere FTP Server zur Verfügung. Der Datenausgang an unsere Kunden wird über TeamBeam verschlüsselt übertragen und gespeichert. Kundendaten werden zu jeder Zeit vertraulich und gemäß der geltenden Kriterien der DSGVO behandelt.

Der zeitliche Aufwand muss für jedes Bauteil und Objekt individuell betrachtet werden und reicht von wenigen Stunden bis zu mehreren Wochen.

Hauptkriterien für den Zeitaufwand der Flächenrückführung:

• Komplexität der Geometrie
• Aufbau der Geometrie (Freiformfläche, Regelgeometrie)
• Anforderung an die Genauigkeit, Qualität
• Verwendungszweck des 3D Modells

Für Bauteile und Objekte mit relativ einfachen Geometrien entstehen Kosten von ca. 150 €. Faktoren wie Komplexität, geforderte Genauigkeit und verwendete Technik haben wesentlichen Einfluss auf die Kostenhöhe. Die Erstellung von CAD Daten für Simulationen ist beispielsweise mit relativ wenig Aufwand verbunden. Hingegen ist die Rekonstruktion von ganzen Baugruppen unter der Berücksichtigung von Passgenauigkeit und Funktionalität deutlicher aufwändiger. Zudem wird die Flächenrückführung bei beschädigten Objekten wie gebrochenen Werkzeugeinsätzen zusätzlich erschwert. Für eine präzise Flächenrückführung die einer werkstoff- und fertigungsgerechten Konstruktion entspricht, bedarf es an langjähriger Erfahrung.

Das “einfache und schnelle Umwandeln von STL in STEP“ so wie es von vielen Softwareherstellern beworben wird, gibt es in der Praxis nicht. Das Resultat solcher Umwandlungen sind Daten mit einer Qualität die für professionelle Vorhaben unzureichend sind. Im Prozess der Flächenrückführung fokussieren wir uns auf das Preis-Leistungs-Verhältnis. Für möglichst kosteneffiziente Lösungen, werden vorab alle Kriterien besprochen, die von den erzeugten CAD Daten erfüllt werden müssen. Dadurch können wir Daten liefern die exakt auf das Vorhaben des Kunden angepasst sind.

Hauptkriterien für die Kostenhöhe bei der Flächenrückführung:

• Verwendete Technik (Konstruktiv, Freiformfläche oder Hybrid)
• Einzelteil oder Baugruppe
• Komplexität der Geometrie
• Geforderte Genauigkeit und Detailtreue
• Geforderte Flächenqualität
• Zustand des Objekts (Beschädigung, Verformung, Rost etc.)
• Mit oder ohne Konstruktionshistorie