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Parametrisches reverse engineering mit Solid Works

Das vorliegende Kunststoffteil ist ein reines Funktionsteil aus einem Laserdrucker. Seine Geometrie und Funktion lässt sich vollständig durch Regelgeometrien beschreiben. Es ist ein Beispiel für das paramtetrische Reverse engineering.
Das Teil wurde im Spritzgussverfahren hergestellt. Dabei wird Kunststoff geschmolzen in die Form gespritzt und erstarrt. Während der Erstarrung treten im Material Schwindungen und Spannungen auf. Das genaue Abkühlverhalten ist vom Werkzeug und dem darin auftretenden Wärmefluß, der Lagerung bei der Abkühlung und weiteren Faktoren abhängig. Leicht gekrümmte Teile, Einfallstellen, unterschiedliche Wandstärken und Verzüge, Abweichungen in der Form und Lage der Flächen der Teile sind die Folge.

Der erste Schritt im reverse engineering ist die Erfassung der Geometrie durch hochgenaues optisches 3D Scannen. Als Ergebnis liegen Daten im STL Format vor. Diese werden in Solid Works importiert.
Scan Ausrichtung
Beim Reverse-Engineering sollen nun die Teile nicht einfach kopiert und Fertigungsfehler damit fortgesetzt und verstärkt werden. Vielmehr geht es darum, die ursprüngliche Konstruktionsabsicht des Entwicklers herauszufinden und damit ein idealisiertes CAD Modell eines funktionierenden Teiles zu erstellen.
Bei Spritzgussteilen ist also ein verzugsfreies CAD Modell mit überall eingehaltenen Soll-Wandstärken gleichmäßigen Entformungsschrägen, und Verrundungsradien gewünscht. Zusätzlich werden aus den Scandaten die bei der Fertigung gewählten Entformungsrichtungen ermittelt.
Im nächsten Schritt wird der gescannte Datensatz in eine Hauptausrichtung transformiert. Bei dem vorliegenden Teil wird diese so gewählt, dass das geometriebestimmende Hauptelement in die Hauptachse gedreht wird und die Verrippungen dazu senkrecht stehen.
Anhand dieser Ausrichtung werden nun die Hauptelemente der Geometrie parametrisch konstruiert.
Hauptgeometrie
Danach wird der Hauptkörper konstruiert. Vor dem Start der Konstruktion hat der Bearbeiter bereits seine komplette Konstruktionsstrategie geplant, um eine flüssige Konstruktion zu sichern. Dann werden nacheinander die Details aufgebaut. Dieser Konstruktionsschritt benötigt die meiste Zeit. Dabei werden die Symmetrieebenen mit sinnvollen Bemaßungen und Toleranzen versehen und mit den zugehörigen Gegenstücken der Baugruppen synchronisiert. Alle Elemente werden norm- und funktionsgerecht aufgebaut.
parametrisches Reverse-Engineering
Sind alle Geoemtrieelemente zu einem Gesamtkörper verschmolzen, werden die Kanten jeweils mit konstanten Verrundungen versehen.
Kantenverrunden
In jedem Zwischenschritt kann die Übereinstimmung vom im reverse-engineering entstandenen CAD Modell mit den realen Messdaten verglichen werden. Dieser Abgleich kann direkt im Solid Works erfolgen. Zu jedem Modell liefert 3Dpadelt außerdem einen vollflächigen Soll-Ist Vergleich in Form einer farbcodierten Abweichungsdarstellung. Mit einem kostenlosen 3D Messviewer kann der Kunde alle gemachten Nährungen beurteilen.

Vergleiche

Außerdem hat Solid Works eine Reihe von tools zur Konstruktion von Freiformflächen. Somit bietet 3Dpadelt reverse engineering auch mit Freiformflächen und in Mischkonstruktionen als Regel- und Freiformflächen auf der Basis im nativen Solid Works Format an.

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