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reverse-engineering mit CATIA

Im vorliegenden Beispiel war für die Geometrie eines Werkzeugs ein CAD Modell zu erstellen. Dabei handelte es sich um ein Spritzgusswerkzeug. An diesem Werkzeug sollten Veränderungen vorgenommen werden.
Der Werkzeugbauer, der diesen Auftrag bearbeitete, setzte in seinem Hause CATIA ein. CATIA ist eine CAD Lösung, die viele Funktionalitäten für den Bau von Freiformflächen beinhaltet. Sie ist im Automotive Umfeld verbreitet und für die Nachkonstruktion von Designobjekten gut geeignet. Zum Ingenieursteam von 3Dpadelt gehören einige Ingenieure, die sehr produktiv mit Catia V4 arbeiten können. Daher wurde das reverse-engineering für dieses Werkzeug damit ausgeführt.
Der erste Schritt beim reverse-engineering ist das hochgenaue 3D Scannen. Das Standartausgabeformat vom 3D Scannen ist das STL Format. Die STL Daten können einfach in CATIA V5 importiert werden.
STL Datenimport in CATIA
Im nächsten Schritt wird der gescannte Datensatz nach den Hauptrichtungen ausgerichtet. Dafür werden die XYZ Ebenen der großen Werkzeugflächen genutzt und deren Schnittpunkt als Nullpunkt definiert. Eine präzise Ausrichtung erleichtert die anschließende Konstruktion.
Anschließend wird der Hauptkörper vom Werkzeug konstruiert. Er wird dafür zunächst in möglichst einfache Segmente zerlegt. Hierbei bedeutet einfach, dass die Teilkörper mit den tools von CATIA V5 einfach zu konstruieren sind. Nach und nach wird jedes einzelne Segment konstruiert und in der Konstruktion zusammen gefügt.
schrittweise Konstruktion des Hauptkörpers vom Werkzeug

Die importierten Scandaten können eingeblendet werden. Bei der Konstruktion checken wir in jedem einzelnen Schritt die Maße und die Formen. Dabei sind die STL Daten nicht in die Konstruktion integriert. Sie dienen lediglich als visuelle Führung für das reverse-engineering.
Bis zu diesem Stand haben wir uns noch nicht auf Details wie Verrundungen, Kantenfasen usw. konzentriert. Diese Elemente werden am Ende konstruiert. Wichtig ist vorher, alle konstruierten Elemente zu einem Körper zu verschmelzen. Dieser kann danach einfach modifiziert werden.
Nachdem der Hauptkörper fertig gestellt ist, setzen wir die Arbeit mit den Details fort.
Konstruktion der Details beim reverse- engineering mit CATIA V5 und Abgleich mit den Scandaten

In diesem Schritt konzentrieren wir uns auf Details wie Löcher, Schrauben, PINS, Kühlkanäle und andere Merkmale. Diese Formen werden aus Regelgeometrien aufgebaut. Die Maße der meisten dieser Eigenschaften sind in Normen beschrieben. (Z.B. M6 Gewinde). Den letzten Schritt bilden die Verrundungen und Schrägen.
Reverse-engineering bedeutet immer die Näherung gemessener Daten durch ein CAD Modell. Die konstruktiven Näherungen werden der Größe des Objektes, dem Fertigungsprozess dem Material usw. angepasst. Nachdem alle notwendigen Details in das CAD Modell eingefügt sind, wird die Konstruktion dokumentiert. Hierbei wird das entstandene CAD Modell mit dem Ergebnis vom 3D Scan verglichen.
Vergleich des konstruierten CAD Modells mit den gemessenen Scandaten
Die Dokumentation erfolgt als farbcodierte Abweichungsdarstellung in der Software GOM Inspect. In der Darstellung sichtbar ist die dem Farbcode zu Grunde liegende Skala. Für die Beurteilung der Datenqualität stellt 3Dpadelt dem Kunden eine kostenlosen 3D Messviewer zur Verfügung. Durch diese Visualisierung können alle angestellten Näherungen einfach erkannt und vermessen werden.

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