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3D-Bildverarbeitung und Computer Assisted Creation
3D-Bildverarbeitung
Ein kurzes Time-to-Market ist eine der wichtigsten Forderungen für eine überlebensfähige Industrie geworden. Die heutigen Produktionsprozesse sind aber bereits in hohem Maße automatisiert so daß die Beschleunigung des Produktionsvorgangs selbst an seine Grenzen gelangt. Hier sind ebenfalls die Rationalisierungsreserven bereits weitgehend ausgeschöpft. Dies trifft nicht zu für die ersten Stufen beim Entstehen eines neuen Produktes, nämlich die kreative Phase der Gestaltung sowie die schnelle Herstellung von Prototypen.
Im sogenannten Rapid Prototyping entwickelt die Forschungsgruppe von Prof. Robert Massen dreidimensionale Bildverarbeitungsverfahren zur Digitalisierung von körperlichen Modellen und zur schnellen Erzeugung von CAD-Daten. Prototypen werden innerhalb weniger Stunden direkt aus den Digitalisierdaten mit Hilfe von Stereolithographie und ähnlichen hard-copy Verfahren schichtweise in verschiedenen Materialien (Kunststoffe, Metalle) aufgebaut.
Diese Forschungsarbeiten wurden teilweise innerhalb der CIM-Aktivitäten der FH Konstanz durchgeführt. Ein großer Portalroboter wurde mit einem optischen Kamerabasierenden Digitalisierer ausgerüstet, welcher auch große Modelle vollständig aus mehreren Ansichten digitalisieren kann. Der Roboterkopf bewegt in fünf numerisch steuerbaren Achsen den optischen Meßkopf und erzeugt mehrere überlappende Koordinaten-Punktwolken, welche mit Hilfe von Flächenrückführungsprogrammen in CAD-Flächendaten überführt werden.
Die Arbeiten an dem neuartigen optischen 5-Achsen Digitalisierer wurden teilweise im Rahmen einer Doktorarbeit eines ehemaligen Studenten von Prof. Massen durchgeführt.
Computer Assisted Creation
Im Computer Assisted Creation-Projekt wird die 3D-Bildverarbeitung und Digitalisierung für die kreative Phase der Gestaltung weiter entwickelt. Die Aufgabe des Designers besteht im Modellieren von Rohentwürfen und nicht in einem CAD-gestützten Konstruieren. Es gibt aber heute keine Software, welche es dem Designer erlaubt, ohne mathematische Kenntnisse der Freiformflächen (Bezier, Nurbs, Bisplines) am Bildschirm komplexe Formen in einer Art zu gestalten, wie er es beim manuellen Modellieren in Lehm gewohnt ist. Es wurde daher ein neuer Ansatz, das sog. Virtual Clay Konzept entwickelt. Virtual Clay ist eine Sammlung von Algorithmen und Programm-Modulen, mit welcher der Designer direkt die vom optischen Digitalisierer aus einem körperlichen Rohmodell erstellten Punktkoordinatenwolken am Bildschirm modellieren kann, ohne den Umweg über die komplexe Flächenrückführung in eine mathematische Flächenbeschreibung nehmen zu müssen. Die hochredundante Koordinaten-Punktewolken werden in eine neue Datenstruktur, das sog. Elastic Mesh Image überführt und mit virtuellen Werkzeugen wie Daumen, Messer, Stichel, Spachtel usw. dreidimensional verformt.
Fotomaterial auf Anfrage
Kontakt: Dr. Adrian Ciupuliga, Tel.: 07531/206-417
Criteria of this press release:
Information technology
transregional, national
Research projects
German
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