Flächenmodellierung

Wie werden 3D-Daten erzeugt.

Die aller meisten Konstruktionen werden in der Industrie auf 3D-CAD-Systemen mittels Volumenmodellierung geplant. Diese erweist sich als effizient, um übliche Fräs-, Dreh- und Blechteile zu erstellen. Die Volumenmodellierung ermöglicht, die klassische Fertigung prozessnah und effizient abzubilden.

Wozu werden Freiformflächen benötigt?

Viele Gegenstände, welchen wir im Alltag begegnen, weisen komplexe Formen auf. In der Technik werden diese Freiformflächen genannt. Mit Freiformflächen können nicht nur schönere Teile erstellt werden. Es können auch ergonomischere Formen erzeugt werden. Speziell bei strömungstechnisch relevanten Formen machen Freiformflächen oftmals besonders Sinn.

Wieso werden Freiformflächen selten verwendet?

Im industriellen Umfeld werden Freiformflächen nur selten verwendet. Dies unter anderem, weil Freiformflächen mit herkömmlichen Verfahren nicht günstig hergestellt werden können. Entsprechend wurden Freiformflächen hauptsächlich im Formenbau verwendet. Denn ob zum Beispiel ein ohne hin teures Spritzgusswerkzeug etwas mehr kostet, hat bei einem Serienteil keinen grossen Einfluss auf die Stückkosten. Die beschränkte Verwendung von Freiformflächen ist ein wichtiger Grund, wieso sich viele CAD-Nutzer nie mit dem Thema befassten. Zudem ist die Methodik der Volumenmodellierung bei solchen Teilen oft nicht zielführend. Entsprechend muss man sich erst die Grundlagen der Flächenmodellierung aneignen, um Teile effizient gestalten zu können.

Wandel in der Fertigung

In den letzten Jahren haben sich die additiven Fertigungsverfahren, welche allgemein als 3D-Druck bekannt sind, immer mehr verbreitet. Dies liegt nicht nur an der kurzen Beschaffungszeit von 3D-Druckteilen. Mit 3D-Druck können komplexe Teile problemlos hergestellt werden, welche früher nicht denkbar oder einfach zu teuer und aufwändig waren. Kostentreiber ist bei gedruckten Teilen nicht deren Komplexität, sondern vielmehr deren Gewicht. Daher können Freiformflächen heute schon bei Einzelteilen kostengünstig hergestellt werden.

Vorteile der Flächenmodellierung

Mittels Flächenmodellierung können ästhetische Formen und komplexe Funktionsflächen modelliert werden, welche mit einer reinen Volumenmodellierung nicht möglich sind. Bei der Flächenmodellierung kann direkt mit der Funktion des Teils begonnen werden. Bei einer Absaugung kann beispielsweise direkt mit dem Saugkanal begonnen werden. Bei einem Fördertopf kann direkt mit dem Wendel begonnen werden. Wird die Flächenmodellierung zudem mittels eines Mastermodells umgesetzt, können auch mehrteilige Designentwürfe schnell erstellt und geändert werden. Dadurch kann der Designprozess deutlich beschleunigt werden. Aber auch bei Blechteilen mit komplexen Anschlussgeometrien kann die Flächenmodellierung ein effizienter Weg sein, um die Form zu definieren.

Schwierigkeiten bei der Flächenmodellierung

Die Methodik beim Erstellen von Flächenkörpern unterscheidet sich deutlich von der der Volumenmodellierung. Zudem werden andere Funktionen benötigt, um Flächen zu erstellen, bearbeiten und zuletzt daraus ein Volumenkörper zu generieren. Dies hat oft zur Folge, dass die Anzahl der Formelemente deutlich schneller zunimmt, was wiederum zu Schwierigkeiten beim Ändern führen kann. Dementsprechend wichtig ist eine sinnvolle Strategie beim Modellieren. Die Freiformmodellierung im Speziellen erfordert zudem ein erweitertes Verständnis bezüglich Krümmungen. Denn nur so ist es möglich, verschiedene Formen beliebig miteinander zu verschmelzen.

Haben Sie Probleme, wo Sie mit Ihren Kenntnissen nicht weiterkommen? Wir von der AGITECH haben fundiertes Wissen und Erfahrung rund um die Flächenmodellierung inklusive Freiformflächen. Wir unterstützen Sie gerne dabei.