Lösungen für 3D-Scanning

Wie Artec 3D die Ukraine unterstützt

Die beste Software für Reverse Engineering im Test von Artec 3D

3. Nov. 2022
Lesezeit 12 Min.
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ZUSAMMENFASSUNG

Man kann sehr viel über ein Objekt lernen, wenn man es auseinandernimmt und wieder zusammensetzt. Dieser Prozess entspricht im Wesentlichen dem Prinzip des Reverse Engineering. Durch das Zerlegen und Zusammensetzen erfahren Sie alles, was Sie über die Herstellung oder die Funktionsweise eines Objekts wissen müssen – und damit auch, wie Sie Teile ersetzen, verbessern oder analysieren können. Doch ist es ebenso wichtig, dass Sie dabei genaue Maße der Teile erhalten – und an dieser Stelle kommt das 3D-Scannen ins Spiel. Und wie lassen sich später aus 3D-Scandaten brauchbare CAD-Modelle erstellen? Die Antwort lautet: Mit der besten Reverse-Engineering-Software. Hier ist unsere Auswahl der leistungsstärksten Tools, die Ihnen weiterhelfen können.

Software
Artec Studio, Meshmixer, Artec Metrologie-Kit, Design X, Geomagic for SOLIDWORKS, SpaceClaim
Plattformen
Windows, macOS, Linux
Preisklasse
Von kostenlos bis 18.000 Euro

Einführung

Best software for reverse engineering

 

Was können Sie tun, um vorhandene Teile oder Werkzeuge zu analysieren und zu verstehen, wie genau sie hergestellt wurden? Wie gewinnt man ein klares Verständnis für die Funktionsweise einer Maschine oder eines Systems? Die Antwort auf all diese Fragen lautet: Reverse Engineering. Reverse Engineering ermöglicht uns, einen Gegenstand zu zerlegen, um zu sehen, wie er funktioniert – oder um Wege zu finden, den Gegenstand zu verbessern oder einen Nachbau zu erstellen. Reverse Engineering kann auch erfordern, dass die genaue Geometrie eines physischen Objekts so schnell und genau wie möglich digitalisiert wird. Und dank der innovativen Technologie, die uns heute zur Verfügung steht, sind wir in der Lage, praktisch alles zu rekonstruieren – vom kleinsten, spezifischen Industrieteil bis hin zu einer größeren Struktur oder einem Baugerät.

Die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten des Reverse Engineering sind der Schlüssel zur Produktverbesserung, zur kundenspezifischen Anpassung und zur Rekonstruktion. Reverse Engineering wird in großem Umfang in der Fertigungs-, Luft- und Raumfahrt- sowie in der Automobilindustrie eingesetzt. Es umfasst so unterschiedliche Aufgaben wie das Nachbauen oder Kopieren von unzugänglichen oder nicht verfügbaren Teilen, die Inspektion von Objekten zur Qualitätskontrolle oder die Bewertung des Potenzials eines Konkurrenzprodukts.

Wie funktioniert das? Ein typischer Reverse-Engineering-Arbeitsablauf umfasst die Vermessung eines Objekts zur Datenerfassung, gefolgt von der Datenverarbeitung und zusätzlichen CAD-Konstruktionsarbeiten. Heutige Reverse-Engineers verfügen über eine beeindruckende Palette von Werkzeugen, die sie bei ihrer Arbeit unterstützen – und dazu gehört auch Reverse-Engineering-Software.

Werfen wir nun einen genaueren Blick auf einige der besten Reverse-Engineering-Tools, wobei wir die einzelnen Schritte eines Reverse-Engineering-Workflows untersuchen.

Datenerfassung und -verarbeitung für Reverse Engineering

Über die Erfassung von Daten für das Reverse Engineering und die Art und Weise, wie sie durchgeführt wird, kann viel gesagt werden. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die führenden Methoden, die heutzutage eingesetzt werden: 3D-Scannen, Photogrammetrie, CMM-Maschinen und CT-Scannen. Jede dieser Technologien wurde auf der Grundlage der Branche oder Anwendung, in der sie hauptsächlich eingesetzt wird, ausgewählt. Wir werden dabei auch mögliche Zeit- und Budgetbeschränkungen, die es zu bedenken gilt, aufzeigen.

SCHLÜSSELPUNKT

Die Datenerfassung für Reverse Engineering kann sowohl manuell als auch digital erfolgen. Die gängigsten Methoden sind jedoch 3D-Scannen, messtechnische Photogrammetrie, CMM-Maschinen und CT-Scannen.

Wenn es um die Flächenrückführung eines fertigen Produkts oder Teils geht, bietet das 3D-Scannen die beste technische Lösung – es ist der schnellste und einfachste Weg, um ein physisches Objekt in ein CAD-Modell zu verwandeln. Da ein 3D-Scanner keine direkten CAD-Modelle erzeugt (er gibt Punktwolken oder Polygonnetzdaten aus), müssen Sie für den nächsten Schritt in diesem Prozess Modellierungswerkzeuge verwenden. Dieser Arbeitsablauf, auch bekannt als Scan-to-CAD, ist ein halbautomatischer Prozess, bei dem professionelle Software 3D-Daten in eine bearbeitbare und designfähige CAD-Datei umwandelt.

Die präzisen Oberflächenmessungen, die ein 3D-Scanner liefert, sind für diesen Prozess von entscheidender Bedeutung. 3D-Scandaten helfen Ihnen, das über ein reales Objekt erworbene Wissen zu nutzen und es digital möglichst genau darzustellen. Die mit Hilfe von professionellen 3D-Scannern erfassten Daten nehmen dann die Form eines 3D-Modells an, das die Geometrie eines Objekts oder einer Szene so genau wie möglich wiedergibt.

Während CT-Scanner und CMM-Maschinen oft teuer, schwer zu bewegen und zeitaufwendig in Bezug auf die Ausbildung sind, sind 3D-Scanner genau das Gegenteil: Reverse Engineering profitiert sehr von dieser Geschwindigkeit, Vielseitigkeit und Nutzerfreundlichkeit.

In der 3D-Scantechnologie gibt es verschiedene Methoden zur Erfassung von Punktwolken, wobei das optisch basierte 3D-Scannen mit Abstand am weitesten verbreitet ist. Optisch basiertes 3D-Scannen ist ein kontaktloses Verfahren, bei dem ein Objekt durch Projektion von strukturiertem Licht und Laserstrahlen digital erfasst und nachgebildet wird.

Die heute verfügbaren Softwaretools für Scans sind vielfältig: von Smartphone-Apps bis hin zu intelligenten 3D-Bildgebungsprogrammen, die sich in Bezug auf Betriebssysteme, Nutzerfreundlichkeit und Preis stark unterscheiden. In jedem Fall zeichnet sich eine gut entwickelte Software dadurch aus, dass es nicht lange dauert, bis der Nutzer den Dreh raus hat. Letztendlich kommt es darauf an, dass die ganze Arbeit, die Sie in die Datenerfassung stecken, in Resultate mit großer Genauigkeit, hoher Auflösung und hervorragender Qualität umgesetzt wird.

Die messtechnische Photogrammetrie ist ein weiteres Messverfahren, bei dem Fotos aus verschiedenen Blickwinkeln zu einer 3D-Punktwolke kombiniert werden. Ein für die Metrologie geeignetes Photogrammetrie-Zubehör sollte aus Zielmarken (klebend oder magnetisch), Maßstabsleisten, Referenzkreuzen und einer leistungsstarken Kamera bestehen. Die Verwendung eines 3D-Scanners mit einem solchen Zubehör kann eine gute Lösung sein, wenn Sie ein hochgenaues 3D-Modell erstellen müssen. Die mit der Photogrammetrie erstellte 3D-Punktwolke kann mit dem 3D-Polygonnetz, das Sie nach dem 3D-Scannen des Objekts erhalten, abgeglichen werden – doch erst die Kombination aus beidem führt zu einer höheren Genauigkeit.

SCHLÜSSELPUNKT

Bei jeder Messtechnik ist eine nutzerfreundliche Software das A und O für die erfolgreiche Durchführung des Prozesses.

Software-Tools

Artec Studio

PREIS
  • Kostenlose Probeversion für 30 Tage
Betriebssystem

Windows

PRO
  • Verbesserte Algorithmen für maximale Genauigkeit und Geschwindigkeit beim Scannen
  • Ausgezeichnete Algorithmen zur Textur- und Geometrieverfolgung
  • Scans können mit CAD-Primitiven versehen werden
CONTRA
  • Für die vollständige Palette an Reverse-Engineering-Tools wird möglicherweise das komplette Softwarepaket benötigt
Best software for reverse engineering

 

Ein reibungsloses 3D-Scannen sollte intuitiv und zeitsparend sein. Bei der Verarbeitung von Daten in Artec Studio können Sie entweder Autopilot wählen, einen intelligenten Modus, in dem ein Großteil der Arbeit für Sie erledigt wird, oder, im Sinne von Flexibilität und voller Kontrolle, den manuellen Modus. Der Autopilot übernimmt den gesamten Ablauf und führt Sie zu jedem nächsten Schritt, während der manuelle Modus mehr Flexibilität für erfahrene Nutzer bietet. Artec Studio wurde speziell entwickelt, um Ihren Reverse-Engineering-Workflow mit fortschrittlichen Funktionen wie booleschen Operationen, die es Ihnen ermöglichen, Modelle mit CAD-Elementen und Polygonnetzen zu verändern, zu rationalisieren. Das innovative Auto Surface Tool wiederum hilft Ihnen, organische Formen in ein solides CAD-Modell zu verwandeln.

SCHLÜSSELPUNKT

Artec Studio has all the key scan-to-CAD functionality for reverse engineering, and for a complete range of reverse engineering tools. It can be paired with a full-package software such as Geomagic Design X.

Artec Studio verfügt über alle wichtigen Scan-to-CAD-Funktionen für die Flächenrückführung und über eine vollständige Palette von Reverse-Engineering-Tools. Es kann mit einer Komplettsoftware wie Geomagic Design X gekoppelt werden.

Artec Studio ist eine Komplettlösung, die Ihnen alle Werkzeuge zum Erstellen, Ändern der Größe und Neupositionieren von primitiven festen Formen Ihres Polygonnetzes bietet. Ein wichtiger Bestandteil von Scan-to-CAD ist die Verwendung von CAD-Primitiven: Das sind CAD-fertige Objekte, die der Geometrie Ihres Modells entsprechen und den Prozess der Umwandlung in eine CAD-Datei beschleunigen. Durch die Anpassung von Primitiven an Ihr 3D-Modell in derselben Software, in der Sie Ihre Daten erfasst haben, beschleunigen Sie den Konstruktionsprozess erheblich. Die CAD-Primitive von Artec Studio beschleunigen den Reverse-Engineering-Workflow erheblich: Mit den extrahierten und in einem gängigen CAD-Format gespeicherten geometrischen Schlüsseldaten können Sie Ihre Polygonnetze und CAD-Objekte mit nur einem Klick in Design X oder Geomagic für SOLIDWORKS exportieren.

Autodesk Meshmixer

PREIS
  • Kostenlos
Betriebssystem

Windows, macOS

PRO
  • Eine Fülle von Tutorials und Nutzermaterial
  • Umfassende und nutzerfreundliche Bearbeitung
  • Schnelle Formatanpassung
  • Zuverlässige Aushöhlungsfunktion
CONTRA
  • Für Anfänger womöglich zu anspruchsvoll
  • Erfordert eine sehr leistungsfähige Grafikkarte und aktualisierte Grafikkartentreiber
Best software for reverse engineering

 

Was einst als „Hobby-Tool“ für die 3D-Druck-Community begann, hat sich seither zu einer hochmodernen Software für die Arbeit mit Polygonnetz-Dateien entwickelt: Meshmixer. Ganz gleich, ob Sie einen 3D-Scan verfeinern, Ihre Datei für den 3D-Druck vorbereiten oder im Rahmen eines Reverse-Engineering-Prozesses zusätzliche Operationen an Ihrem Modell durchführen müssen – mit Meshmixer sind Sie bestens gerüstet. Mit etwas Übung werden Sie in der Lage sein, Ihre Modelle mit einer Vielzahl von Werkzeugen zu bearbeiten. Ziehen Sie Ihre Dateien einfach in den Bearbeitungsbereich und passen Sie die 3D-Modelle an, schneiden Sie sie aus, bereinigen, reparieren und kombinieren Sie sie.

Um Meshmixer zu verwenden, müssen Sie kein technischer Experte sein oder jedes Detail der Software verstehen. Dennoch werden Sie einige Zeit benötigen, um die grundlegenden Funktionen des Programms zu erkunden und sein volles Potenzial auszuschöpfen. Online stehen Meshmixer-Tutorials zur Verfügung, damit Sie schnell alle Feinheiten der Polygonnetz-Modifikation kennenlernen können.

Artec Metrology Kit

PREIS
Betriebssystem

Windows

PRO
  • Kompatibel mit führenden Softwarelösungen wie Geomagic Control X und PolyWorks
  • Genauigkeit von bis zu 2 Mikrometern
CONTRA
  • Erfordert ein zumindest grundlegendes Verständnis der messtechnischen Arbeitsabläufe in der Photogrammetrie
Best software for reverse engineering

 

Das Artec Metrologie-Kit ist ein optisches Koordinatenmesssystem, das sich leicht in Reverse Engineering-, Test- oder Inspektionsabläufe integrieren lässt. Eine beeindruckende Möglichkeit, das Metrologie-Kit zu nutzen, ist die Kombination aus ihm erhaltener Photogrammetrieresultate mit den Daten, die mit einem oder einer Kombination von Artec 3D-Scannern erfasst wurden. Die volumetrische Genauigkeit kann in diesem Fall bis zu 15 µ/m betragen. Für so unterschiedliche Objekte wie mechanische Teile, Flugzeugkomponenten, Boote, Fahrzeuge oder sogar Windturbinen kann das Metrologie-Kit eine perfekte Messlösung sein, wenn es um makellos genaue Messungen oder Vergleiche mit 3D-Polygonnetzen oder CAD-Objekten geht.

CAD-Konstruktionsarbeiten: Meisterhafte Vollendung

Der nächste Schritt hängt vom Ziel Ihres Reverse-Engineering-Prozesses ab. Sie können Ihr Modell entweder direkt für die Fertigung verwenden oder es in einem CAD-Programm weiter analysieren und umwandeln. Hie erhalten Sie einen Blick auf einige der besten Programme, die Sie zur Fertigstellung Ihres Reverse-Engineering-Prozesses verwenden können.

Geomagic Design X

PREIS
Betriebssystem

Windows

PRO
  • Einzigartige Software, die parametrisches CAD mit 3D-Scandatenverarbeitung kombiniert
  • Möglichkeit zum Hinzufügen neuer Komponenten zu Ihren bevorzugten CAD-Systemen durch Export in SOLIDWORKS, Siemens NX, Autodesk Inventor, PTC Creo und Pro/Engineer
CONTRA
  • Die Software hat einen recht hohen Preis – aber dafür bekommen Sie das Beste vom Besten
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Geomagic Design X ist die ultimative Lösung für die Umwandlung von 3D-Scandaten in Feature-basierte CAD-Modelle. Ganz gleich, ob Sie ein physisches Objekt scannen müssen, um ein neues Teil oder eine Unterbaugruppe zu erstellen, oder ob Sie ein Teil als parametrisches Modell komplett neu modellieren möchten – diese hervorragende Plattform hat viel zu bieten. Geomagic Design X erstellt mühelos (und automatisch) Ebenen, Skizzen und Features aus gescannten Daten.

Die Nutzeroberfläche von Design X ist so intuitiv wie die Oberfläche von SOLIDWORKS, der sie auch nachempfunden wurde. Ein Band mit Symbolen am oberen Rand enthält sämtliche Felder, die Sie benötigen: Punkte, Polygone, Regionen, Ausrichtung, Skizze, exakte Oberflächengestaltung. Auf der linken Seite finden Sie eine Liste der von Ihnen erstellten Daten: Punkte, Polygone, Flächen und Skizzen. Die neueste Version von Geomagic Design X aus dem Jahr 2022 brachte einige nützliche neue Funktionen mit sich, wie etwa verschiedene Skizzenwerkzeuge, Verbesserungen der Modellierungswerkzeuge Loft und Exact Surfacing sowie das Ersetzen eines Zielpolygonnetzes.

SCHLÜSSELPUNKT

Geomagic Design X ist eine umfassende, branchenweit anerkannte Reverse-Engineering-Software. Diese Kombination aus Feature-basiertem CAD und 3D-Scan-Verarbeitung ermöglicht es Ihnen, bearbeitbare Volumenmodelle zu erstellen, die mit modernster CAD-Software kompatibel sind.

Geomagic for SOLIDWORKS

PREIS
  • Auf Anfrage
OS

Windows, macOS

PRO
  • Automatisierte Assistenten erstellen auf einfache Weise genaue Skizzen, Oberflächen oder Feature-basierte bearbeitbare Modelle
  • Öffnet sich direkt in SOLIDWORKS
  • Schneller und einfacher 3D-Vergleich (z.B. zwischen einem CAD-Objekt und einem Polygonnetzobjekt)
CONTRA
  • Für Einsteiger zu anspruchsvoll
Best software for reverse engineering

 

Die Aufgabe dieses von 3D Systems entwickelten professionellen Plug-ins ist es, Ihnen dabei zu helfen, Ihre 3D-Scans einfach in bearbeitbare CAD-Objekte zu verwandeln. Polygonnetzbearbeitung, Punktwolkenverarbeitung und automatische Merkmalsextraktion sind nur einige der nützlichen Werkzeuge, die Geomagic für SOLIDWORKS bietet, um blitzschnell 3D-Modelle für Reverse Engineering zu erstellen.

SCHLÜSSELPUNKT

Als komprimierte Version von Design X unterstützt Geomagic für SOLIDWORKS eine Reihe gängiger 3D-Scanner, erstellt schnell Skizzen, Oberflächen oder Feature-basierte bearbeitbare Volumenbauteile und verkürzt die Zeit zur Erstellung komplexer 3D-Modelle.

Zahlreiche 3D-Scanner sind in Geomagic für SOLIDWORKS integriert, sodass Sie die vorhandenen Scandaten problemlos importieren können. Die Daten, die Sie erhalten, sei es ein importiertes Polygonnetz oder eine Punktwolke, können für die nachgelagerte Arbeit mit den Reverse-Engineering-Algorithmen von Geomagic verwendet werden. Dieses Plug-in eignet sich perfekt, um Herausforderungen wie verlorene Konstruktionsdaten, fehlende CAD-Zeichnungen für ein altes Teil oder die Wiederherstellung eines verschlissenen oder defekten physischen Teils zu bewältigen.

SpaceClaim

PREIS
  • Auf Anfrage
Betriebssystem

Windows, Linux

PRO
  • Reduzierte Vorbereitungszeit für die Simulation
  • Einfache 3D-Modellierung für Flächenrückführung neuer Teile
CONTRA
  • Simulationen erfordern viel Rechenleistung, Software ist speicherintensiv
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Bildquelle: Ansys/YouTube

SpaceClaim ist eine eigenständige Software, die Ingenieuren hilft, Volumenkörper von Grund auf neu zu erstellen. SpaceClaim ist sehr effizient im Umgang mit STL-Dateien und kann problemlos verrauschte Scans verfeinern und gescannte Elemente, mit denen Sie unzufrieden sind, ändern. Für diejenigen, die nicht viel Zeit haben, um anspruchsvolle oder traditionelle CAD-Systeme zu erlernen, ist SpaceClaim eine großartige Lösung, da es Ihnen Werkzeuge wie Skin Surface – eine Methode zur automatischen Oberflächengestaltung fester Geometrie aus prismatischen oder authentischen Formen – zur Verfügung stellt. Dies wiederum ermöglicht es, Oberflächendaten aus sehr unterschiedlichen Scans zu rekonstruieren, unabhängig von deren Integrität. Außerdem können Sie die Vorbereitungszeit für die Simulation verkürzen und sich stattdessen auf die Simulationsergebnisse konzentrieren. Die Plattform ermöglicht es Ihnen, die Geometrievorbereitung zu beschleunigen, schneller zur Analyse überzugehen und vor der Simulation Zeit zu einzusparen.

Der nächste große Schritt

Nichts beschleunigt eine Flächenrückführung so sehr wie das 3D-Scannen – mit seiner Hilfe können Sie jedes beliebige Objekt innerhalb von Minuten digitalisieren, es in ein bildgetreues 3D-Modell verwandeln und als verbesserte Version davon in die physische Welt zurückbringen. Höchste Präzision, blitzschnelle Objektanalyse und die Möglichkeit, alle notwendigen Änderungen vorzunehmen, machen das 3D-Scannen für Reverse Engineering unersetzlich. Die beste Reverse-Engineering-Software in Kombination mit industrietauglichen 3D-Scannern birgt außerordentlichen Nutzen für Produktdesigner und Hersteller.

Inhaltsverzeichnis
GESCHRIEBEN VON:
varvara

Varvara Koneva

Technologiereporter