Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Entwicklung von 3-D-CAD-Flächen aus Freihandskizzen

01.12.2009
Mitarbeiter des Fraunhofer IPA entwerfen und realisieren neue Werkzeuge für Designer, die den Zugang zu digitalen Modellierstrategien und zum Rapid Prototyping über tradierte Kreativtechniken wie Freihandskizzen oder Designmodelle eröffnen.
Dazu wurden verschiedene Ansätze zur Papierskizzenauswertung entwickelt, die einerseits die direkte Ableitung digitaler unscharfer 2-D-Skizzen ermöglichen und jetzt auch die direkte intuitive Ableitung von 3-D-CAD-Flächen realisieren.

Dreidimensionale Flächenmodellierung eines Eierbechers mit Richtungsvektoren und den aus einer korrespondierenden Skizze gemessenen Tiefenwerten. © Fraunhofer IPA

Wesentliche Parameter im Lebenszyklus eines Produktes werden während der Produktentwicklung mit dem Aufbau von 3-D-CAD-Modellen definiert.

Die Produktentwicklungsschritte können so vollständig in digitalen Entwicklungsumgebungen ablaufen und mit Berechnungs- und Simulationswerkzeugen gut unterstützt werden. Viele maßgebliche Kosten und die Qualität des späteren Produkts werden jedoch bereits im Design festgelegt, das nach wie vor eine Sonderstellung in der digitalen Welt einnimmt.

Der Designprozess ist ein kreativer Problemlösungsprozess, der die menschlichen kognitiven Ressourcen zum Generieren von Lösungen beansprucht. Für die Präzisierung einer Produktidee werden zunächst schnell erzeugbare Entwürfe angefertigt. Sie dienen zur Funktionsermittlung und unterstützen die Suche nach Lösungsprinzipien. Hierfür eignen sich Freihandskizzen am besten. Die flüchtigen Skizzen erhöhen die Interpretationsmöglichkeiten, sind oft mit weiterer, produktrelevanter Information (Text, Foto, Textur) versehen und können schnell und überall angefertigt werden.

In der Produktentwicklung ist die Übertragung der gestalterischen Information aus den Freihandskizzen in digitale Information aber nach wie vor nicht formalisiert und kann deshalb nicht durchgängig methodisch unterstützt werden. Moderne Produktentwicklungsstrategien fordern jedoch, auch die Kreativtechniken in digitale Entwicklungsschritte einzubinden und durch geeignete digitale Methoden zu unterstützen. Insbesondere ist es wünschenswert, erste formelle Konzepte aus der 2-D-Welt der Skizzen einfach und schnell in die 3-D-Welt der CAD-Modelle zu übertragen. 3-D-Darstellungen sind sowohl zur Verifizierung der Formkonzepte (Visualisierung) als auch für frühe Funktionstests oder Funktionssimulationen (Modellaufbau) notwendig.

In unseren Arbeiten entwerfen und realisieren wir neue Werkzeuge für Designer, die den Zugang zu digitalen Modellierstrategien und zum Rapid Prototyping über tradierte Kreativtechniken wie Freihandskizzen oder Designmodelle eröffnen. Dazu wurden verschiedene Ansätze zur Papierskizzenauswertung entwickelt, die einerseits die direkte Ableitung digital unscharfer 2-D-Skizzen ermöglichen und andererseits die direkte intuitive Ableitung von 3-D-CAD-Flächen realisieren.

Das implementierte Softwarepaket SkizzErk erlaubt dabei sowohl die freie Formdefinition für die Entwicklung von 3-D-Flächenelementen als auch die Anpassung an gegebene 3-D-Formen. Der Designer kann gestalterisch beliebige Werte setzen, gemessene Werte aus weiteren Skizzen verwenden oder Grundkörper definieren, die seinem Entwurf nahe kommen oder die er verändern will.

Die Besonderheit der Modelliermethode besteht darin, dass die entstehenden 3-D-Flächen eine intuitiv variierbare lineare Kombination einer dünnen Platte und einer Membran (im physikalischen Sinn) darstellen. So wird es möglich, auch Kanten, Knicke oder Risse in der 3-D-Fläche zu beschreiben und damit gestalterischen Modellieransprüchen zu genügen. Die entwickelten 3-D-Kurven und 3-D-Flächen (Polygonnetze) können direkt in ein CAD-Modell übernommen werden.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dr.-Ing. Dipl.-Math. Sabine Roth-Koch
Telefon +49 711 970-1811 I sabine.roth-koch@ipa.fraunhofer.de

Hubert Grosser | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ipa.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Diagnose per Computer: Gefährliche Krankheitserreger mithilfe maschinellen Lernens erkennen
23.05.2018 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Frühwarnsystem RAWIS in Katastrophenübung mit THW final getestet
23.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Was einen guten Katalysator ausmacht

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Superkondensatoren aus Holzbestandteilen

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Schaltschrank-Plattform für die Energiewelt

24.05.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics