3D Scanner & Software für Reverse Engineering und Scan-to-CAD

Für eine Bauraumuntersuchung oder die Konstruktion in einer bestehenden Umgebung kann ein STL-Mesh als räumliche Referenz ausreichen. Die Scandaten werden vereinfacht und zum Koordinatensystem ausgerichtet. Voraussetzung für diesen Ansatz ist, dass Ihr CAD-System den Import von Mesh-Daten unterstützt. Die Geometrie bleibt dabei ein Polygonnetz ohne parametrischen Konstruktionsbaum.

Werden nur bestimmte Bezugs- und Anschlussgeometrien im CAD benötigt, können aus dem Scan CAD-Primitive wie Ebenen und Zylinder abgeleitet werden. Diese Grundformen werden an ausgewählte Bereiche des Meshs angepasst. Sie bilden Auflageflächen oder Anschlussbereiche ab, an denen neue Bauteile konstruiert werden können. Die abgeleiteten Geometrien lassen sich als STEP ins Ziel-CAD übertragen.

Bei der automatischen Flächenrückführung erzeugt die Software NURBS-Flächen auf Basis des Polygonnetzes. Ziel ist ein CAD-Flächenmodell, das die erfasste Form innerhalb einer vorgegebenen Abweichung nachbildet. Der Ansatz eignet sich insbesondere für Freiformgeometrien wie Clay-Modelle, Karosserieflächen oder organisch geformte Bauteile. Durch die Autosurface-Funktion entsteht kein aus Skizzen, Bemaßungen und Konstruktionsmerkmalen aufgebauter Konstruktionsbaum.

Bei der parametrischen Rückführung wird das Bauteil auf Basis der Scandaten mit klassischen CAD-Konstruktionsbefehlen nachmodelliert. Erkannte Geometriebereiche dienen als Grundlage für den Modellaufbau. Modellierungsassistenten unterstützen die Rekonstruktion. Das Ergebnis ist ein CAD-Modell mit Konstruktionsbaum, in dem sich Maße und Konstruktionsmerkmale gezielt ändern lassen. Ob die Konstruktionshistorie in Ihr Ziel-CAD übertragen werden kann, hängt von der verwendeten Reverse-Engineering-Software und der Verfügbarkeit einer direkten Schnittstelle ab.

Ist ein Ersatzteil nicht mehr lieferbar und fehlen die Konstruktionsunterlagen, kann ein vorhandenes Bauteil als Vorlage dienen. Seine Geometrie wird gescannt und in ein CAD-Modell zurückgeführt. Im Vergleich zu einer Neukonstruktion beschleunigt dieser Ansatz die Herstellung von Ersatzteilen erheblich.

Soll ein neues Bauteil an vorhandenen Anschraubpunkten montiert werden, sind deren Positionen und Lagebeziehungen maßgeblich. Aus dem Scan werden die benötigten Bohrbilder, Flansch- oder Auflageflächen gezielt zurückgeführt und als STEP-Datei ins CAD übernommen. So stehen die Anschlussgeometrien für die Konstruktion bereit, ohne die gesamte Baugruppe nachmodellieren zu müssen.

Beim Einbau neuer Komponenten begrenzen Leitungen, Verkleidungen und benachbarte Baugruppen den verfügbaren Platz. Ein 3D-Scan erfasst diese Störgeometrien als Referenz für die CAD-Planung. Für eine reine Bauraumuntersuchung kann eine vereinfachte, zum Koordinatensystem ausgerichtete STL-Datei ausreichen.

Der Reverse Engineering Prozess ist ideal, um neue Bauteile an vorhandene Geometrien anzupassen, für die keine CAD-Daten existieren. Das Bauteil wird gescannt, rückgeführt und das Anbauteil kann direkt auf dieser Geometrie konstruiert werden. In Kombination mit 3D Druck ist dies z.B. im Vorrichtungsbau eingesetzt.

Werkzeuge ohne vorhandene CAD-Daten können mittels Reverse Engineering digitalisiert werden. Dies erleichtert die Herstellung und Optimierung alter Werkzeuge und vereinfacht die Werkzeugkorrektur erheblich.

Im Vorrichtungsbau dient die gescannte Werkstückgeometrie als Grundlage für passende Spannmittel, Greifer oder Prüfadapter. Dieser Ansatz lässt sich auch auf Verpackungen und Schaumstoffeinlagen anwenden, die im CAD an die erfasste Bauteilform angepasst werden.

Mit einem 3D-Scanner und Reverse Engineering Software lassen sich Clay-Modelle von Anbauteilen oder komplette Fahrzeuge in CAD Software überführen. Dort werden die Modelle weiter optimiert und für die Produktion vorbereitet.

Reverse Engineering ist ein wesentlicher Bestandteil des Benchmarkings in der modernen Produktentwicklung. Es wird verwendet, um Konkurrenzprodukte detailliert zu analysieren und mittels Simulationstools mit eigenen Produkten zu vergleichen. Dadurch werden Leistungslücken identifiziert und der Wettbewerbsvorteil gesichert.

Das Bauteil wird mit einem 3D-Scanner erfasst. Die Aufnahmen werden zu einem Polygonnetz verarbeitet, das die Grundlage für die Rückführung bildet.

Für die Ausrichtung des 3D Scans zum Koordinatensystem und die anschließenden scan-basierten Konstruktion wird das Polygonnetz in Geometrieregionen unterteilt. Auf Basis dieser Regionen können Ebenen und Körper an das Polygonnetz angepasst werden.

Nach der Datenaufnahme liegt der 3D Scan zufällig im Raum. Die Ausrichtung zum Koordinatensystem sorgt dafür, dass sich Skizzen und Konstruktionsmerkmale auf definierte Bezüge aufbauen lassen. Mit Hilfe der Geometrieregionen werden die Achsen und der Koordinatenursprung über Ebenennormale oder Zylinderachsen definiert.

In den meisten Fällen beginnt eine Rückführung genau wie eine normale CAD Konstruktion mit einem Grundkörper. Dafür bietet Reverse Engineering Software spezielle Funktionen zur Extraktion von Skizzen aus der Silhouette von Teilbereichen oder des ganzen Bauteils.

Mit Hilfe von CAD Konstruktionsbefehlen wird das CAD Modell schrittweise aufgebaut. Die Reverse Engineering Software bietet dafür spezielle Funktionen zur Modellierung am 3D Scan wie die Anpassung von Flächen, Einpassung von Achsen oder Extraktion von Skizzen. Der 3D Scan dient so für jede Operation als Referenz und erleichtert die Rekonstruktion entscheidend.

Mit Hilfe von CAD Konstruktionsbefehlen wird das CAD Modell schrittweise aufgebaut. Die Reverse Engineering Software bietet dafür spezielle Funktionen zur Modellierung am 3D Scan wie die Anpassung von Flächen, Einpassung von Achsen oder Extraktion von Skizzen. Der 3D Scan dient so für jede Operation als Referenz und erleichtert die Rekonstruktion entscheidend.

Mit der Funktion Live Transfer wird die Konstruktionshistorie über eine direkte Schnittstelle zum CAD Programm übertragen. Die Konstruktionsbefehle werden dabei Schritt für Schritt in der CAD Software repliziert. Nach Abschluss des Prozesses steht in der CAD Software das gesamte CAD Modell mit Konstruktionshistorie zur Verfügung.