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Description

    Best Practice für konsequentes Design:

    Flächen rückführen mit Tebis

    In Zusammenarbeit mit BMW Group Design erarbeitete Tebis verlässliche Methoden, um die Formfindung über manuelle Gestaltung möglichst effektiv mit dem virtuellen Design verbinden zu können.

    Firma

    BMW Group

    Ort

    München, Deutschland

    Schwerpunkt

    Scandatenverarbeitung, Flächenrückführung, Oberflächengüte, Designentwicklung

    Vorteile
    • Hochwertige Flächen aus Scandaten der Designmodelle schnell erzeugen
    • Flächendaten im Formfindungsprozess immer verfügbar
    • Einfaches Handling und Kosteneinsparung
    Branche

    Automobil

    Modellbau

    Erschienen

    2019

    Aus den Scandaten werden Meshes (blaue Netze). Mit Flächenrückführung entsteht daraus ein hochwertiges und konstruktiv voll nutzbares CAD-Flächenmodell.

    Für hochwertige CAD-Designflächen einer Fahrzeugaußenhaut sind heute für ein Modell mittlerer Komplexität nur noch etwa 50 Stunden einzurechnen. (Ein Projektergebnis, vorher ca. die doppelte Zeit)

    BWM Group-Design

    BMW nutzt Tebis zum schnellen Erzeugen von Konstruktionsflächen. Wir möchten von heute im Schnitt 25 Stunden Aufwand für Konstruktionsflächen runter auf 10 Stunden für Flächen, die sich für erste Untersuchungen eignen.

    Eckhard Metzger, Produktmanager bei Tebis

    Tebis Flächenrückführung in der Praxis

    Seit 2015 ist Tebis 4.0 mit allen in Kooperation mit der BMW Group entwickelten Design-Funktionen auf dem Markt - profitieren auch Sie davon.

    Die präzise und schnelle Überführung physischer Fahrzeugmodelle in die virtuelle Welt ist ein wichtiger Erfolgsfaktor bei der Designentwicklung.
    In Zusammenarbeit mit BMW Group Design erarbeitete Tebis verlässliche Methoden, um die Formfindung über manuelle Gestaltung möglichst effektiv mit dem virtuellen Design verbinden zu können.

    Für die Formfindung eines neuen Fahrzeugs sind nicht nur Ideen und Kreativität, sondern auch spezielle Technik und Software erforderlich. Bei der BMW Group erzeugen die Kreativen sowohl ein Computer-Modell eines neuen Fahrzeugs als auch eine physische Ausführung. Am greifbaren Objekt lässt sich die Form am besten beurteilen und weiterentwickeln. Die Tebis Flächenrückführung dient dazu, das Clay-Modell in die Computerwelt zurückzuführen und die Daten für weitere Prozessschritte nutzbar zu machen. Die am realen Modell abgesicherten virtuellen Daten sind erforderlich unter anderem für die High-End-Visualisierung – Grundlage für die endgültige Formenwahl.
    Verhüllte Clay-Modelle im BMW Group Design-Studio München

    Auf dem Weg zur neuen Form

    Arbeiten am Clay-Modell des BMW X2
    Heute erschaffen Designer in der Regel die gewünschte Form eines geplanten neuen Fahrzeugs zunächst im 3D-Raum durch Poly-Modelling. Hier entstehen am Bildschirm 2D-Skizzen und daraus 3D-Flächendaten. Diese Daten dienen als Grundlage für die physischen Modelle, die meist aus Clay (Industrieplastilin) bestehen. Die Clay-Modelle dienen der finalen Formfindung und Designabsicherung. An ihnen wird das Design beurteilt; Designer und Modelleure ändern Proportionen und Formen.

    Tebis: Die Rolle im Designprozess

    Ein bearbeitetes, finalisiertes Clay-Modell wird immer digitalisiert. Dabei entstehen Scandaten. Jetzt ist Tebis das richtige Werkzeug: Auf den eingelesenen Scandaten im STL-Format lassen sich an Tebis Stationen in kurzer Zeit die Flächendaten für weitere Prozessschritte erzeugen. Tebis bietet hochwertige CAD Flächendaten in zwei Qualitätsstufen: Konstruktionsflächen und Designflächen. Die exzellenten Designfl ächen besitzen Vorstrakqualität und werden beispielsweise zur 3D-Visualisierung für fotorealistische Bilder und Filme vom virtuellen 3D-Modell benötigt. Die qualitativ hochwertigen Flächen können in CAS-Systemen direkt weiterbearbeitet werden und bekommen dort ihre finale Strakqualität. Konstruktionsflächen entstehen als Vorstufe der Designflächen in etwa der halben Zeit. Sie sind bezüglich Flächenstrak weniger qualitätsvoll und werden mit Abteilungen wie Karosserie, Fahrwerk und Antrieb ausgetauscht.
    Mit Tebis erzeugen Formgestalter in kurzer Zeit hochwertige Flächen aus den Scandaten der Clay-Modelle. So lassen sich Daten in Form von Flächen durchgängig über den gesamten Formfi ndungsprozess bereitstellen.
    Mittels Farbanalyse erkennen die Experten im Studio schnell konvexe und konkave Bereiche im Flächenmodell und konzipieren ihr zukünftiges Flächenlayout
    Um die Oberflächengüte der rückgeführten Flächen zu beurteilen, nutzen die Mitarbeiter im Design-Studio die vielfältigen Krümmungsdiagnosen in Tebis
    Der Faktor Zeit in der Flächenrückführung

    Der Zeitraum von der Konzeption bis zur Markteinführung neuer Modelle verkürzt sich ständig. Gleichzeitig spielt im Bereich Automotive das Design eine enorme Rolle; es muss ansprechend, markant, innovativ und markenkonform sein. Der Formfindungsprozess über Clay-Modelle trägt zwar dazu bei, die geforderte Designqualität zu liefern, verschlingt aber auch wertvolle Zeit im Entwicklungsprozess. Tebis ist es in Zusammenarbeit mit BWW Group in den vergangenen zwei Jahrzehnten gelungen, immer hochwertigere Designflächen in immer kürzerer Zeit zu erzeugen. Allein von 2010 bis 2013 wurde eine Halbierung der Bearbeitungszeit erreicht. Grundlage hierfür war ein gemeinsames Projekt mit dem Ziel, in eine qualitativ beste Flächenrückführung eines Fahrzeugexterieurs statt 100 Stunden nur noch 50 Stunden investieren zu müssen.
    Neue Techniken: Starke Vorteile für Anwender

    Im Fokus des Projekts standen unter anderem eine neue toleranzgesteuerte Approximationstechnik sowie die vollautomatische Kurvensynchronisation. Besonderes Augenmerk legte Tebis auf die bis dato sehr zeitintensive manuelle Rekonstruktion der theoretischen Kanten. Hier konnten durch neue Algorithmen die größten Zeitfresser im Prozess eliminiert werden. Auch das User Interface wurde unter die Lupe genommen, um den Zugang auch für Einsteiger noch leichter zu gestalten. Das Projekt war erfolgreich, was sich an Zahlen eindrucksvoll beweisen lässt. Für hochwertige CAD-Designflächen einer Fahrzeugaußenhaut sind heute für ein Modell mittlerer Komplexität etwa 50 Stunden einzurechnen. Genügt CAD-Konstruktionsqualität, etwa für eine Einbauuntersuchung, reichen 25 Stunden. Die Vorteile für Anwender: Deutliche Kosteneinsparung, einfaches Handling in der Flächenrückführung, kontinuierliche, zeitnahe Datenbereitstellung qualitativ hochwertiger CAD-Flächen über den gesamten Formfindungs- und Clay-Prozess.
    Auf der Grundlage des in Tebis erzeugten Flächenmodells (linker Bildschirm) werden im Tool für Arbeits-Visualisierungen (rechter Bildschirm) die Renderings für den BMW X2 vorbereitet

    Neue Techniken: Entwicklung aus der Praxis

    Tebis profitierte durch die praxisnahe Softwareentwicklung und den Test des Prototyps im realen Arbeitsumfeld. 2015 brachte Tebis den bei der BMW Group eingesetzten Software-Prototypen offiziell mit der Version 4.0 auf den Markt. Seither können alle Tebis Kunden ihre Flächen doppelt so schnell auf Basis von Meshes erstellen und an theoretische Kanten anpassen, was für die Akzeptanz der Flächen in den Folgeprozessen Voraussetzung ist.
    Bei der Flächenrückführung und der Flächenmodellierung bleiben in Tebis die theoretischen Kanten automatisch erhalten. In der Software stehen spezielle Funktionen zur Verfügung, um theoretische Kanten schnell zu erzeugen

    Aktuell arbeitet Tebis zusammen mit der BMW Group an noch mehr Automatisierung in der Flächenberechnung. „Wir denken an Schnellflächen“ erläutert Eckhard Metzger, Produktmanager bei Tebis, die Vision.
     

    „Wir möchten von heute im Schnitt 25 Stunden Aufwand für Konstruktionsflächen runter auf 10 Stunden für Flächen, die sich für erste Untersuchungen eignen. Wir sind äußerst zuversichtlich, dass wir dieses Ziel erreichen werden.“

    Auf Knopfdruck wird in Echtzeit anhand der Reflexionsdiagnose (Zebrashading) die Glätte der mit Tebis erzeugten Design-Flächen erkennbar

    MEILENSTEINE FÜR MAXIMALEN BENEFIT MIT GERINGEM AUFWAND

    Seit ca. 1990 Virtuelles Design zunehmend im Bereich Automotive eingeführt; parallel oft Einsatz von Clay-Modellen. Probleme: Viel Zeit für Digitalisierung eines Modells, riesige Datenmengen, Fräsen auf Meshes.
    1996 Tebis Scandatenverarbeitung zur Verbesserung des Digitalisierungsprozesses bei der BMW Group eingeführt. Vorteile: Schattierbarer Polyeder, visuelle Kontrolle auf gescannten Oberflächen, Fehler im CAD-Flächenmodell erkennen und korrigieren.
    1997 Einzelflächen auf Tastdaten über Tebis Flächenapproximation möglich. Vorteile: Flächen optimieren, Löcher schließen, Basisflächen erzeugen. Aber: Harmonische Übergänge zu den Nachbarflächen noch über Standard-CAD-System – ein im Vergleich zu heute zeitintensiver Vorgang.
    1998 Scandatenverarbeitung mit Tebis optimiert – für Prozessschritte mit Meshes ohne Flächen, Austausch über STL-Format. Vorteile: Funktionen zum Beschneiden, Reduzieren der Daten, Füllen von Löchern, Verlängern von Bereichen etc.
    2003 Tebis Software-Prototyp für Flächenrückführung eingeführt. Vorteile: PC-basierte Lösung, weniger Technik am Arbeitsplatz, Flächen- statt Tastdaten, Datenvolumen erheblich reduziert, kein Austausch von Schnitten. Aber: Für qualitativ beste Flächen immer noch zwei bis drei Wochen Arbeitszeit erforderlich.
    2005-2008 Neue Tebis Module im Einsatz. Vorteil: Einzelflächen mit Übergangsbedingungen zu Nachbarflächen ohne Umweg über Standard-CAD erzeugen, Flächen qualitativ besser und für weitere Phasen im Entwicklungsprozess optimal nutzbar. Aber: Zeitaufwand für höchste Qualität: Flächenrückführung für Exterieur im Schnitt 70 Stunden, für Flächen höchster Qualität 120 bis 125 Stunden.
    2009 Tebis BREP-Familie: Von Tebis in enger Zusammenarbeit mit BMW entwickelte Module zur Flächenrückführung in einem Softwarepaket zusammengefasst.
    2010-2013 Projekt zur Verbesserung der Clay-Prozessqualität. Ergebnis: Halbierung der für eine qualitativ beste Flächenrückführung eines Fahrzeugexterieurs erforderlichen Zeit.
    2013-2015 Zeit für Flächenrückführung weiter verkürzt und auf neue Bereiche ausgeweitet, Funktionalitäten kontinuierlich neu- und weiterentwickelt.
    Seit 2015 Flächenrückführung mit Tebis ist Standard im Bereich Exterieurdesign bei der BMW Group. Tebis 4.0 mit allen in Kooperation mit der BMW Group entwickelten Design-Funktionen am Markt.