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CAD-Flächenqualität

Qualität von CAD-Flächenmodellen automatisch und manuell optimieren


CAD-Flächenqualität resultiert aus den algorithmischen Eigenschaften der verwendeten CAD-Systeme, aus der Konstruktionshistorie und aus Konvertierprozessen über Schnittstellen. Oftmals müssen zur Herstellung von Formen und Werkzeugen CAD-Daten mit qualitativen Mängeln übernommen und weiterverarbeitet werden. Zu den wichtigsten Beurteilungskriterien von CAD-Freiformflächen zählen neben dem Krümmungsverlauf auch Lücken und Überlappungen zwischen den Einzelflächen, Polynomgrad und Anzahl der Flächensegmente sowie das Layout der Flächen im Gesamtverbund. Zur besseren Weiterverarbeitung der CAD-Daten in Konstruktion und Fertigung und zu ihrer Weitergabe in andere CAD-Systeme kann die CAD-Flächenqualität mit Tebis mit wenig Aufwand verbessert werden. Dies geschieht sowohl durch automatische als auch manuelle Optimierungen an den Flächen und kann bis hin zu Class-A-Qualität führen.


Analysefunktionen geben Aufschluss

Mit der Qualitätsanalyse wird auf einen Blick erkennbar, wo sich Problemstellen im Bauteil befinden. Dabei lassen sich Kurven, Flächen und Verbünde aus Flächen, sogenannte Topologien, untersuchen.

Die Qualitätsanalyse zeigt an diesem Beispiel, wo sich die 4 erkannten streifenförmigen Flächenelemente sowie die 20 erkannten Minisegmente und die 2 erkannten Schleifen in den Trimmkurven einzelner Faces befinden.


Ein Großteil der Problemstellen in Flächenmodellen lässt sich auf Knopfdruck reparieren

Die automatische Flächenoptimierung in Tebis reduziert die Anzahl der Flächenpatches vollautomatisch. Zudem erkennt sie Lücken und Überlappungen zwischen Einzelflächen und korrigiert diese vollautomatisch zu einem wasserdichten Flächenmodell. Sie erkennt Bereiche mit riskanten Stellen im Flächenlayout, beispielsweise Knicke, getrimmte Flächen mit zu großen Basisflächen oder mikrosegmentierte Kurven und Flächen. Solche CAD-Modelle können in weiteren Konstruktions- und Fertigungsprozessen zu Problemen führen. Tebis korrigiert auch solche Bereiche in CAD-Flächen vollautomatisch und verbessert dadurch die CAD-Flächenqualität. Vor der eigentlichen Ausführung kann das Ergebnis in einer Vorschau betrachtet werden.

Tebis erkennt alle unzulässig großen Lücken zwischen den Einzelflächen und schließt diese vollautomatisch mit vorgebbarer Toleranz. 

Tebis erkennt Flächen mit unnötig hoher Segmentierung und korrigiert diese vollautomatisch ohne Veränderung der Form. Flächenmodelle mit reduzierten Flächenpatches lassen sich im weiteren CAD/CAM-Verlauf einfacher handhaben.

Tebis erkennt Flächen mit problematischen Stellen, wie Knicken, Mikrosegmenten in Kurven, Miniflächen oder Faces mit zu großen Basisflächen, und repariert diese Stellen vollautomatisch. 


Oftmals schnell gemacht: Manuelles Verbessern der Layoutstrukturen an Flächenmodellen

Für Flächenprofis stehen in Tebis Funktionen zur Verfügung zum Behandeln von Basis- und N-Ecksflächen, zum Entfernen von Dreiecksflächen, zum Erzeugen logischer Flächenstrukturen und vieles mehr.

Beispiele zur Behandlung von Basisflächen: löschen, importieren, erweitern, Inseln entfernen, ausweiten auf mehrere Flächen, zusammenfassen.

Beispiel zum Erzeugen logischer Flächenstrukturen: Unnatürliche Bereiche erkennen, Bereiche löschen, neue Fläche einsetzen und auf Formhaltigkeit analysieren.

Beispiel zum Enfernen von Dreiecksflächen, die im weiteren Konstruktionsverlauf oftmals problematisch sind: Der Anwender fügt neue Edges an der Spitze ein, entfernt die Spitze, optimiert die Berandungskurven und erzeugt die neue Fläche.
 


Flächenmodelle auf Class-A-Niveau bringen

Mit den Funktionen zum Straken von Kurven und Basisflächen erstellen geübte Flächenkonstrukteure in kurzer Zeit Oberflächen mit harmonischen Reflektionen im Verbund mit allen Flächennachbarn. Die optimierten Flächen bleiben dabei stets im Bereich einer einstellbaren Abstandstoleranz zu den Originalflächen. Die Optimierung der Flächenmodelle funktioniert unabhängig von der Herkunft der Flächendaten.

Für große Basisflächen stellt der Konstrukteur die Krümmungsübergänge zwischen den Flächensegmenten der großen Trägerfläche über Parameter ein und bekommt dabei farbig angezeigt, wie sehr sich dadurch die optimierte Fläche vom Original entfernt.

Analysefunktionen, wie Zebrashading, Krümmungskämme und Kontroll-Polygon, unterstützen den Konstrukteur. Er erkennt ungewollte Flächenknicke und wellige Flächenverläufe aufgrund falsch gewählter Flächenparameter, wie zu hohe Segmentierungen, ungeeignete Polynomgrade etc.


Ihre Vorteile aus optimierten CAD-Flächen:

  • Bessere gefertigte Oberflächen bei kürzeren Maschinenlaufzeiten
  • Erleichtertes Ankonstruieren in Tebis
  • Problemlose Datenübergabe in andere CAD-Systeme
  • Geringer Aufwand

Weiterführende Links


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