Punktewolken im Karroseriebau

Im Bereich CAD werden Punktewolken gerne verwendet, um eingescannte Designobjekte in das CAD-System einzulesen. Bei anspruchsvollen Formen (z.B. Automobilkarosserie) wird nicht selten ein "Lehmmodell" ("Claymodell") erstellt. Mit Ziehmesser und anderen Handwerkzeugen werden die Formen aus einer Modelliermasse (Modellierlehm, "Clay") erstellt und danach eingescannt.

 

Bei symetrischen Bauteilen (z.B. Motorhaube) wird dabei nur eine Seite (z.B. nur die linke Seite) modelliert. Diese wird dann mit taktilen, messenden oder optischen Scannern eingescannt. Die dabei entstehende 3D-Geometrie besteht erst mal nur aus Punkten im Raum (Y,X,Z-Koordinaten). Diese Punktewolke wird entweder in einer spezielle Software zur "Flächenrückführung" eingelesen oder in einigen Fällen auch direkt in die CAD-Software eingelesen.

 

Die oft übliche Umwandlung von Punkten zu einfachen Oberflächennetzen, wie sie bei Computerspielen meist ausreichend ist, genügt im Automobilbau natürlich nicht! Es werden Bezier- und NURBS-Flächen durch die Punkte gelegt und dabei mit ausgefeilten Filtermethoden mögliche Messfehler ausgeglichen. Die so entstandenen hochwertigen Flächen haben dank der Nacharbeit einer erfahrenen CAD-Fachkraft exakte Flächengrenzen und exakt definierte Übergänge (tangential und meist auch kurventstetig) zu den angrenzenden Flächen. Das so aus dem "Lehmmodell" entstanden CAD-Modell kann nun realtiv einfach im CAD gespiegelt werden. Es liegt nun ein exakt beschriebenes Modell einer Autokarroserie (oder Teile davon) vor.

 

Aus diesem 3D-Modell kann nun ein weiteres "Lehmmodell" aus Modelliermasse im Maßstab 1:1 zur weiteren Begutachtung gefräst werden. Kleinere Designänderungen können nun wieder an das Modell vorgenommen werden, wieder eingescannt und wieder mit Flächenrückführung erneut in das nun neue,revisionierte CAD-Modell eingefügt werden. Diese Schritte können sich daurchaus sehr häufig wiederholen und erklärt mit auch die hohen Kosten und den Zeitaufwand beim Entwickeln einer neuen Karosserie (oder der Innenausstattung). Man ist bestrebt, diese Schritte zunehmend in speziellen Visualisierungsprogrammen abzubilden, aber ganz will man aus verschiedenen Gründen auf diese Technik noch nicht verzichten.

 

Datenformate für Punktewolken im Raum

Zum Import von Punktewolken in die CAD-Software werden folgende Dateiformate verwendet: IGES, STEP, (Autodesk)-DXF, IV, STL-Schnittstelle, STL-A (ASCII), STL-B (Binär), WRL, RCP und RCS (Liste ist nicht vollständig).