Nachbildung von Baumaschinenteilen mit Artec Eva und Geomagic Design X

13/02/2017

Um eine Baumaschine nachzurüsten, wurden zwei ihrer Teile in 3D gescannt, nachkonstruiert und neu ausgefräst.

Der türkische Gold-Partner von Artec, Teknodizayn, hat erfolgreich ein Projekt abgeschlossen, in dem alte Teile einer Baumaschine durch neue ersetzt wurden. Ausgefräst wurden die Ersatzteile anhand von 3D-Modellen, die mit Artec Eva, einem hochpräzisen 3D-Scanner für große Objekte erstellt wurden.

Der Auftrag zur Nachkonstruktion wurde von Assan ASP erteilt, einem international bekannten Hersteller und Distributor von Baumaschinenteilen.

Normalerweise würde Assan ASP mehrere Wochen benötigen, um diese Teile auszumessen und zu zeichnen. Einige der Elemente wären mit den herkömmlichen Verfahren relativ schwer auszumessen.

Nach einer Demo von Teknodizayn hatten die Manager von Assan ASP festgestellt, dass es in Fällen wie diesen erheblich einfacher und schneller ist, mit den 3D-Scan-Lösungen von Artec und der Reverse Engineering-Software von Geomagic zu arbeiten.

Die Teile mussten anhand der 3D-Scan-Daten exakt nachkonstruiert und in denselben Baumaschinentyp eingebaut werden.​

Deshalb beauftragten sie Teknodizayn damit, zwei voneinander unabhängige Teile einer Baumaschine (Tragrahmen und Drehkranz) zur späteren Verwendung nachzubilden. Die Teile mussten anhand der 3D-Scan-Daten exakt nachkonstruiert und in denselben Baumaschinentyp eingebaut werden.

„Wir wussten, dass sich die Artec-Scanner dann am besten eignen, wenn große Teile unter schwierigen Arbeitsbedingungen aufgenommen werden müssen. Und das war bei uns der Fall”, berichtet Ali Can Boysan, Sales & Technical Support Manager bei Teknodizayn.

Der Scan erfolgte in einer Produktionsanlage, wo Ali eine spezielle Sicherheitsbekleidung tragen musste. Er verwendete den Scanner Artec Eva und das Artec-Akkupack, da es keinen direkten Zugang zur Stromversorgung gab.

Ali Can Boysan scannt den Tragrahmen mit Artec Eva.

Um jedes Maschinenteil im Detail (einschließlich Vorder- und Rückseite) einzuscannen, benötigte Ali 30 bis 40 Minuten.

„Das waren sehr kurze Scan-Sessions“, stellt Ali fest. „Kein anderer Scanner kann so große Teile mit einer derartigen Präzision und Geschwindigkeit erfassen.“

Nach dem Einscannen übertrug Ali die Daten auf seinen Computer im Teknodizayn-Office. Die Nachbearbeitung der einzelnen Teile mit der 3D-Software Artec Studio 11 dauerte etwa vier bis fünf Stunden. Es waren viele Aufnahmen der Vorder- und der Rückseite aus verschiedenen Winkeln erforderlich, und diese erzeugten eine große Datenmenge.

Das STL-Modell des Tragrahmens in Artec Studio 11

Um jedes Maschinenteil im Detail (einschließlich Vorder- und Rückseite) einzuscannen, benötigte Ali 30 bis 40 Minuten.

„Das waren sehr kurze Scan-Sessions“, stellt Ali fest. „Kein anderer Scanner kann so große Teile mit einer derartigen Präzision und Geschwindigkeit erfassen.“

Nach dem Einscannen übertrug Ali die Daten auf seinen Computer im Teknodizayn-Office. Die Nachbearbeitung der einzelnen Teile mit der 3D-Software Artec Studio 11 dauerte etwa vier bis fünf Stunden. Es waren viele Aufnahmen der Vorder- und der Rückseite aus verschiedenen Winkeln erforderlich, und diese erzeugten eine große Datenmenge.

Das STL-Modell des Tragrahmens in Artec Studio 11

Die Daten wurden manuell verarbeitet. Zunächst wurden die überflüssigen Bereiche der Scans entfernt. Dann wurden die Scans mithilfe des schnellen, einfachen Punkt-zu-Punkt-Ausrichtungsalgorithmus angeordnet. Anschließend erfolgte die globale Registrierung mit Farbe und Geometrie. Das Resultat war eine dichte, exakte Punktwolke, aus der ein Polygonnetz erzeugt werden musste. Der nächste Schritt bestand darin, mit der Funktion Sharp Fusion in bestmöglicher Auflösung STL-Polygonnetzmodelle zu erstellen, anhand derer die Nachkonstruktion erfolgen konnte.

Das STL-Modell des Drehkranzes in Artec Studio 11

Die Dateien wurden in die Reverse Engineering-Software Geomagic Design X exportiert. „Geomagic ist zweifellos das beste, schnellste und einfachste Programm auf dem Markt”, so Ali. „Unser Reverse Engineering-Spezialist führte zunächst eine automatische Regionenerkennung der Teile durch und richtete sie aus, um die Ebenen anzuordnen. Später zeichnete er parametrisch die Volumenmodelle, ganz exakt Element für Element. Nach sieben bis acht Stunden Arbeit pro Maschinenteil waren die Volumenmodelle bereit für die Fertigung.”

Tragrahmen in Geomagic Design X

Drehkranz in Geomagic Design X

Die nachkonstruierten Teile erreichten genau die benötigte Präzision. Sie wurden in eine funktionierende Baumaschine eingesetzt und getestet – und passten perfekt. Assan ASP war von den Ergebnissen sehr beeindruckt und kaufte ein CAD-Paket mit Artec Eva, Artec Space Spider und Geomagic für SOLIDWORKS. Diese Technologie will das Unternehmen zur Verbesserung seines bisherigen Workflows und für künftige Research-and-Development-Projekte einsetzen.

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