FAQ – Häufig gestellte Fragen.

Als Service bieten wir Ihnen an dieser Stelle zwecks Gesprächsvorbereitung die Möglichkeit, oft gestellte Fragen unserer Kunden einzusehen. Falls Sie weitere Fragen haben, scheuen Sie sich nicht, uns persönlich anzusprechen.

Können Sie ein Objekt vermessen und mir die CAD Daten dazu zur Verfügung stellen?

Die Erzeugung von CAD Daten auf der Grundlage einer Vermessung (Digitalisierung) wird im Allgemeinen als Flächenrückführung oder Reverse Engineering bezeichnet.

Im Hause sigma3D sind die entsprechenden Messsysteme und Softwaretools für Flächenrückführung vorhanden. Wir digitalisieren regelmäßig Kleinteile und andere Objekte beliebiger Größe. Daraus erzeugen wir CAD Daten für Ihre CAD-Systeme.

In welchen Arbeitsschritten wird eine Flächenrückführung durchgeführt?

Der Prozess kann in drei Schritten beschrieben werden:

1) Digitalisierung: Dabei wird das Objekt mit einem Messgerät 3 dimensional vermessen. Grundsätzlich kann jedes 3D Messverfahren eingesetzt werden (taktil oder berührungslos). Je nach Geometrie des zu vermessenden Teils sind aber flächenhaft messende Systeme zu bevorzugen. Diese sind in der Lage die Objektoberfläche mit einer sehr hohen Punktanzahl zu vermessen (Größenordnung von einigen 100.000 bis zu einige Mio. Punkte). Das Ergebnis ist die so genannte Punktwolke. Sie enthält als Information die x, y und z Koordinate jeden Punktes.

2 a) Filtern: Durch die Digitalisierung liegt nach der Vermessung eine mehr oder weniger sortierte Punktwolke vor. Ein Filtervorgang reduziert die Datenmenge auf das Wesentliche (unnötige Punkte werden gelöscht). Gefiltert wird z. B., wenn eine unregelmäßig dichte Punktwolke vorliegt, eine hohe Dichte ohne Details vorliegt (viele Punkte auf einer ebenen Fläche) oder Ausreißer vorliegen (aufgrund systematischer und / oder zufälliger Messfehler haben vereinzelte Punkte in der Punktwolke hohe Abweichungen relativ zu ihren Nachbarn).

2 b) Triangulation: Bei der Triangulation oder auch Dreiecksvermaschung werden jeweils drei benachbarte Punkte zu einem Dreieck verbunden. Die Dreiecksvermaschung läuft weitestgehend automatisiert in den entsprechenden Programmen zur Flächenrückführung. Die Dreiecke liegen nach der Vermaschung als Flächen im CAD vor. Dadurch kann das Objekt jetzt schattiert im CAD dargestellt werden und eine anschauliche, schon sehr realistische Darstellung des Teils im CAD ist möglich. Das Ergebnis der Triangulation kann als so genanntes stl-Format abgespeichert und auf der Basis mit anderen Softwarepaketen ausgetauscht werden. Mitunter können CAD Konstruktionsprogramme diese Formate einlesen.

3) Flächenerzeugung: Die Flächenerzeugung ist der wesentliche Punkt bei der Flächenrückführung und erfordert je nach Komplexität des Objektes zwischen 60 % und 90 % des gesamten Zeitaufwandes für die Flächenrückführung. Die Flächenerzeugung basiert zu einem Großteil auf der Erfahrung und auf dem Ermessen des Bearbeiters. Es gibt verschiedene Softwaretools für das von den Herstellern propagierte „One Button Reverse Engineering“. In der Praxis ist dieser Automatismus aber regelmäßig nur ein Einstiegspunkt für die Flächenbearbeitung. Der Großteil der Rückführung ist anschließend „Handarbeit“ des Bearbeiters und erfordert in der Regel, je nach Komplexität des Bauteils, den intensiven Kontakt mit dem Kunden.

Wie viele Punkte werden bei einer Digitalisierung gemessen?

Mit dem von uns eingesetzten Messverfahren können pro Sekunde ca. 20.000 Punkte gemessen werden. Die Punktdichte liegt bei einer Einfachmessung bei ca. 1 Punkt je 0.1 mm und kann durch Mehrfachmessung im Prinzip beliebig gesteigert werden.

Was kostet eine Digitalisierung?

Die Kosten richten sich nach den detaillierten Anforderungen

und nach der Größe und vor allem nach der Komplexität des Bauteils. Dabei ist bei Kleinteilen (zu messende Fläche * bis 1 Quadratmeter) die Größe von geringerer Bedeutung. Wesentlicher für den Aufwand und damit für die Kosten ist der Detailreichtum des Objektes.

In vielen Fällen können wir schon im Rahmen bis 500 € einen Datensatz für Sie erzeugen. Vergleiche von Bauteilen zu Ihren CAD Daten oder von Bauteilen untereinander sind häufig deutlich weniger aufwendig und entsprechend günstiger.

Was kann ich tun, um die Kosten für eine Flächenrückführung möglichst gering zu halten?

Wie auch bei der Frage „Was kostet eine Digitalisierung“ erwähnt, ist der geforderte Detailreichtum bei der Flächenrückführung für die Kosten entscheidend. Je präziser die Aufgabe gestellt wird, umso wirtschaftlicher können wir die Aufgabe durchführen. Insbesondere sollte definiert sein:

Gerne präzisieren wir zusammen mit Ihnen die Aufgabe, um eine möglichst wirtschaftliche Lösung für Ihr Reverse Engineering Problem zu finden.

Kann ich ein Fräsprogramm auf Grundlage einer STL Datei (Dreiecksvermaschung) erzeugen?

Grundsätzlich kann auf Basis eines stl Datensatzes ein Fräsvorgang durchgeführt werden. Bei stark reflektierenden Oberflächen kann es jedoch sein, dass bei einer Lichtspiegelung auf dem gefrästen Objekt die Struktur des Datensatzes erkennbar wird, obwohl die einzelnen Dreiecke im Krümmungsbereich Kantenlängen im Bereich 1/10 mm und kleiner haben können.

Kann ich ein Objekt mit einem Solldatensatz vergleichen und Abweichungen visualisieren?

Selbstverständlich kann die gemessene Punktwolke (Ergebnis der Digitalisierung) mit einem Solldatensatz verglichen werden. Neudeutsch wird das auch Qualifying oder Inspection genannt. Gut Deutsch würde man einfach Soll – Ist Vergleich sagen.

Dabei wird zunächst die Punktwolke mit dem CAD Datensatz (der Soll-Datensatz; also der Datensatz, den die Konstruktion liefert) des Objektes bestmöglich zur Deckung gebracht (BestFit Anpassung der Punktwolke oder der Dreiecksvermaschung an den Datensatz). Alternativ sind auch andere Ausrichtemethoden (3-2-1, RPS und andere) möglich.

Eine Visualisierung der Abweichungen erfolgt dann in einer farblichen Darstellung, bei der das gesamte Objekt entsprechend seiner Abweichungen eingefärbt wird.

In welcher Form erhalte ich die Ergebnisse eines Soll – Ist Vergleichs?

Wir erstellen Messprotokolle in analoger (Papier) oder digitaler (pdf Datei) Form. In der Regel sind bei einem flächenhaften Vergleich aber sehr viele Ansichten notwendig, um einen kompletten Überblick über die Abweichungen des Objektes zu erhalten.

Bewährt hat sich für viele unserer Kunden der Einsatz eines kostenlosen Viewers. Wir setzen dabei auf die Software IMView der Fa. InnovMetric. Wir bereiten den Soll – Ist Vergleich so auf, dass Sie die Ergebnisse mit diesem Viewer anzeigen können. Sie haben dann die Möglichkeit, das Objekt auf dem Bildschirm zu betrachten, zu drehen, zu verschieben und zu skalieren. Sie können die Skalierung der Farbdarstellung anpassen. Das Messen von Abständen, Winkeln und Radien innerhalb der Daten ist auch möglich. Außerdem können Sie so genannte Fähnchen setzen. Dabei wird innerhalb eines Fensters auf dem Bildschirm ein Maß etc. wiedergegeben und mit einem Pfeil auf die CAD Daten verwiesen. Wenn die Ansicht Ihren Anforderungen entspricht, können Sie die Ansicht ausdrucken bzw. Ihre eigenen pdf Dateien erstellen.

Durch die Verwendung des Viewers erhalten Sie einen 3 dimensionalen Eindruck von den Abweichungen Ihres Objektes. Dies ist ein entscheidender Aspekt bei der Analyse von Abweichungen an Objekten, um daraus Rückschlüsse auf den Produktionsprozess zu ziehen.

In welcher Form erhalte ich die Ergebnisse einer Digitalisierung?

Für den Austausch von CAD Daten (Punktwolke, Dreiecksvermaschung und CAD Flächen) können wir beliebige Datenformate erstellen. Sprechen Sie uns darauf an und wir finden eine Lösung zum Datenaustausch. Ob die Weitergabe einer Dreiecksvermaschung als allgemeines CAD Format sinnvoll ist, hängt von der Größe der Datei und von der Leistungsfähigkeit Ihres CAD Systems ab.

Wir können Daten per E-Mail, Odette Datentransfer oder als ftp Download von unserer Internetseite anbieten. Alternativ ist auch der Versand von Datenträgern denkbar.

Wie kann ich zwei Objekte miteinander vergleichen, einen Solldatensatz habe ich nicht?

Ein Vergleich von zwei Objekten kann auch ohne vorhandenen Solldatensatz erfolgen. Dazu werden beide Bauteile digitalisiert (Erzeugen einer Punktwolke). Anschließend kann die eine Punktwolke gegen die andere verglichen werden, ohne dass eine Flächenrückführung erfolgen muss. Die Darstellung der Abweichungen erfolgt dann so, also wäre ein Vergleich zu einem Solldatensatz erfolgt. Auch kann die Betrachtung der Ergebnisse über den IMViewer erfolgen.

Welches Messsystem setzt sigma3D für die Digitalisierung ein?

Wir setzen auf die Adaption eines Laserscanners auf einen Mehrgelenkmessarm. Die Vorteile sind die Mobilität des Systems, die gleichzeitige Verfügbarkeit von taktiler Messung und Laserscanning, die bessere Erreichbarkeit von Hinterschnitten und schwer zugänglichen Bereichen des Objektes und das hohe Messvolumen. Durch die Verknüpfung mit z. B einem Laser Tracker können Referenzpunkte auf größeren Objekten gesetzt werden, über die sich der Mehrgelenkmessarm lokal referenziert.

Welche Software setzt sigma3D für die Flächenrückführung ein?

Wir setzen auf die Software PolyWorks des Marktführers für Reverse Engineering der Firma InnovMetric.

Was ist eine Class-A-Fläche?

Es gibt keine Definition für Class-A-Flächen! Der Begriff taucht immer dann auf, wenn man anspruchsvolle, optisch perfekte Freiformflächen erzeugen will. Eine Class-A-Fläche zeichnet sich durch die Reflexion von Licht auf dieser Fläche aus. Das Licht soll hierbei möglichst gleichmäßig über die Kanten verlaufen. Das wird in der Regel erreicht, wenn die Flächen in der dritten Ableitung stetig sind. Das konnte lange Zeit nur die Software ICEM-Surf gewährleisten, die den Begriff Class-A-Fläche auch geprägt hat. Mittlerweile können auch andere Produkte die Stetigkeit der dritten Ableitung gewährleisten.

Was bedeutet C0; C1 (Tangente), C2 (Krümmung), C3 stetig?

Ein allgemeines Qualitätskriterium für Freiformflächen, bzw. einen Flächenverband (mehrere einzelne Flächen, die aneinander schließen) ist das Verhalten der Ableitungen der Flächen an den Übergangsbereichen der Flächen.

Eine CAD Fläche ist ein Flächenverband, der aus einzelnen Flächen besteht, die jeweils einer separaten mathematischen Gleichung genügen. Der Verband ist nicht stetig, wenn zwei benachbarte Flächen sich nicht berühren, also eine Lücke in der CAD Fläche entsteht. Eine Stetigkeit ist vorhanden, sobald der Verband geschlossen ist. Haben zwei benachbarte Flächen am Übergang identische Tangenten so sind sie C1 stetig (die erste Ableitung ist am Übergang identisch). C2 und C3 beziehen sich jeweils auf die Identität der höheren Ableitungen am Übergang. Dabei steht C2 für die Stetigkeit der Krümmung und C3 für die Stetigkeit der Krümmungsänderung. (siehe auch Was ist eine Class-A-Fläche?).

Was ist straken?

Der Strak ist das designmäßige Finden einer Form, wenn als Vorgabe lediglich einige senkrechte, parallele oder sonstige Querschnitte vorgegeben sind. Für das Design sind zusätzliche Kriterien anzuhalten, die nicht oder nicht eindeutig durch konstruktive maßliche Vorgaben gegeben sind. Kriterien können z. B. sein Aerodynamik oder Ästhetik der Form. Der für das Straken verantwortliche Bearbeiter benötigt Fachwissen über die Funktion und Anforderungen des zu strakenden Objektes.

Straken ist die Brücke zwischen Konstruktion und Design.

Was ist eine Freiformfläche?

Regelgeometrien bezeichnen geometrische Elemente wie Punkt, Linie, Kreis, Ebene, Kugel, Zylinder, Langloch, Rechteckloch usw. Diese Elemente lassen sich durch eine einfache mathematische Funktion und wenige Parameter beschreiben.

Freiformflächen sind Flächen, die einer komplexeren mathematischen Gleichung genügen. In der Regel basieren diese Gleichungen auf Spline oder Polynomansätzen. Die Anzahl der Parameter, die zur eindeutigen Beschreibung der Fläche erforderlich sind, richtet sich nach der Komplexität der Fläche.