Wir entwickeln mathematische Methoden und parametrische Modelle für komplexe Konstruktionsprozesse im Umfeld der Fertigung und des Werkzeugbaus. Die Prozesse werden praxisnah durch eigene CAD Software abgebildet und automatisiert.

Der Fokus unserer Entwicklungen liegt auf der Bereitstellung von qualitativ hochwertigen NURBS-Flächenmodellen. Nur so können die erzeugten Daten mit beliebigen anderen CAD/CAM Programmen eingelesen, ohne Verluste weiterverarbeitet und für die Fertigung verwendet werden. Mehr zu unseren Tätigkeiten...

Finden Sie hier unsere...

• Software-Produkte (für Windows)

• Beispiele für Dienstleistungen

• Beispiele für weitere Softwarelösungen

Das Bild zeigt ein hochleistungs Skiff....

Komplexe Randbedingungen machen das Konstruieren von Freiform- Flächenmodellen nicht selten zu einer echten Herausforderung. Die Ingenieure können durch den Einsatz von Standard-CAD-Programmen solche Aufgaben zumeist nicht mit der geforderten Qualität lösen.

Wir arbeiten mit unseren Kunden aus allen möglichen Bereichen wie z.B. der Architektur, dem Produktdesign, der Medizintechnik, dem Automobilbau oder der Maschinenindustrie in Projekten zusammen oder entwickeln Sonderlösungen.

Die Aufgaben an uns sind vielfältig, bestehen aber zumeist darin, glatte, gestrakte Flächenmodelle für CAD/CAM Prozesse aufzubauen. Ein paar herausragende Projekte möchten wir hier vorstellen...

Weitere Software-Lösungen wurden im Rahmen von Projekten entwickelt. Sie stehen neben umfangreichem Software-Code intern für Service-Dienstleistungen zur Verfügung.
Die folgenden Beschreibungen sollen Ihnen als Anregung für neue Entwicklungen dienen:

Details zu den Softwareprodukten

Auto SBC steht für "Automated Springback Compensation" (Automatische Rückfederungs-Kompensation). NURBS-Flächen lassen sich auf deformierte Netz-Oberfläche (Dreiecksmodelle) transformieren. Neben der Rückfederungskompensation können auch andere ähnliche Aufgaben, wie z.B. die Kompensation von elastischen Werkzeugverformungen bearbeitet werden.

Als Voraussetzung für die Anwendbarkeit müssen zu einem gegebenen CAD-Flächenmodell entweder ein Vektorfeld oder zwei kompatible Netzoberflächen (aus denen panelshop das Vektorfeld berechnet) zur Verfügung stehen.

panelshop Auto SBC wurde vor allem zur Kombination mit Finite-Element-Programmen wie AUTOFORM, PAM-STAMP und LS-DYNA entwickelt: Die zur Rückfederungskompensation benötigte Oberfläche wird durch das FE-Programm berechnet und als Dreiecksnetz ausgegeben.

Vorteile

• Vollständig automatisierter Ablauf:
  Es müssen lediglich die entsprechenden Dateien eingelesen und die Berechnung gestartet werden.

• Kurze Berechnungszeiten:
  Für die Flächenerzeugung des im Film gezeigten Beispiels (Frontklappe von DaimlerChrysler) werden mit einem Standardcomputer nur 3:08 min benötigt.

• Hohe Qualität der Flächendaten:
  Die erzeugten NURBS-Flächen liegen sehr dicht an dem deformierten Netz. Der erzeute Flächenverband ist "skinfähig" (Übergangstoleranz von max. 0.01 mm).

• Einfache Bedienung:
  Eine halbstündige telefonische Einweisung reicht aus, um das Programm bedienen zu können.

• In der Simulation nicht optimierte (kompensierte) Flächen, bleiben automatisch unverändert.

• Symmetrie wird unterstützt.

• Durch leistungsfähige Extrapolation ist panelshop - Auto SBC ebenfalls auf Ergebnisse aus Spring-Forward-Analysen anwendbar.

• Die einzelnen Verschiebungsvektoren müssen nicht exakt auf den gegebenen CAD-Flächen liegen.

• Das Feld der Verschiebungsvektoren darf inhomogen sein und beliebige Löcher aufweisen. In diesem Fall wird zwischen den vorhandenen Vektoren interpoliert.

• Die Verschiebungsvektoren können auch durch eine Spring-Forward-Analyse berechnet worden sein. Das Transformationsfeld steht in diesem Fall nur im Bereich der Fertigteilflächen zur Verfügung. Die äusseren Flächen der Ziehanlage werden mit PanelShop kompensiert, indem mit einem nach aussen abklingenden Transformationsfeld extrapoliert wird.

Besondere Merkmale

• Vollständig automatisierter Ablauf:
  Es werden Dreiecksmodelle (STL-Format) eingelesen und NURBS-Flächen (IGES-Format) berechnet und ausgegeben.

• Zum Betrieb im Bach-Modus optimiert:
  covermesh kann in Form einer Bibliothek in Ihre digitale Prozesskette integriert und automatisch via Skripting aufgerufen werden.

• Manuell aufrufbar:
  Über das Windows-Eingabefenster kann covermesh mit den entsprechenden Parametern aufgerufen werden.

• Als Plug-in für Rhinoceros verfügbar:
  covermesh for Rhinoceros bietet den Vorteil, dass es direkt im CAD-Programm aufgerufen werden kann. Eingangsdaten (Dreiechsnetze) können vorbereitet und die resultierenden Flächendaten (NURBS-Flächen) in beliebige Konstruktionen integriert werden.

RhinoCWK ist ein Plug-in für Rhinoceros. Konstruktionsdaten inklusive ihrer Attribute lassen sich zwischen Cadworks und Rhinoceros hin und hertransportieren.

Cadworks ist die führende 3D CAD/CAM Software im Holzbau und wird zur Planung von Holzbauten eingesetzt, die anschliessenden Fertigungsprozesse werden jedoch zumeist mit Rhinoceros geplant.

RhinoCWK wurde z.B. im Projekt "Centre Pompidou Metz" eingesetzt...

Die komplexen Basiskörper und die sehr aufwendig zu konstruierenden Wirkflächen der Schneidwerkzeuge für Karosserieblech- und Kunststoffteile werden automatisch erzeugt. Dafür wurden neue mathematische Lösungen entwickelt, um Offsets für räumliche Kurven und die dazwischen aufgespannten Flächen zu berechnen.

Vorteile

• Die bisherige segmentierte und sehr aufwendige manuelle Konstruktionsweise entfällt vollständig, der Arbeitsaufwand wird um ca. 95% reduziert. Für die Erzeugung der Schneidwerkzeuge der im Bild gezeigten Porsche Seitenwand wurden z.B. nur noch 2 Stunden benötigt (vorher ca. 40 Stunden, Stand 2005).

• Neben den Gusskörpern werden auch die Wirkflächen, welche zur Fräsbearbeitung benötigt werden, automatisch erzeugt. Verschiedene parametrische Profile der Wirkflächen wurden implementiert, um verschiedene Konstruktionsrichtlinien zu erfüllen: "V"-, "Doppel V"-, "Gerade"- und ein "Stufen"- Profil.

• Um den Bedingungen der Fertigung zu genügen, werden die Wirklächen automatisch auf Kollision und Hinterschnittigkeit geprüft und korrigiert.

• Die optimale Grösse der resultierenden Gusskörper und die ebenfalls optimal angepassten Wirkflächen minimieren die benötigte maschinelle Bearbeitungszeit erheblich.

• Durch die automatische Vorgehensweise wird die Qualität der Ergebnisdaten gesichert: Übermasse werden auch in komplexen geometrischen Bereichen automatisch eingehalten, Wirkflächen werden immer nach dem gleichen Schema ausgeführt.

• Einfache Bedienung, Schulungsaufwand weniger als 4 Stunden.

Abfalltrenner entlang scharfkantiger Grundkurve (90° Knick), Oberteil (li) Unterteil (re)

• Einsatz des Schneidleistenmoduls TSE in der Prozesskette des Audi-Werkzeugbaus, Johannes Möller, AUDI AG.

• Erfahrungsbericht zur betrieblichen Einführung von TSE bei Bm Form Tec GmbH, Thorsten Kownatzki, BM FORM TEC GmbH

Die Basiskörper der Nachformwerkzeuge für Karosseriebleche werden automatisch erzeugt. Die Konstruktion der Formbacken verläuft entlang zweier 3D-Kurven, wodurch sie sich erheblich von der Konstruktion der Schneidmesser unterscheidet. Neue mathematische Methoden wurden ausserdem zur Konstruktion von tangentialen Verlängerungen und partiellen Offsets implementiert.

Vorteile

• Der Arbeitsaufwand konnte auch hier wie bei den Schneidmessern um mehr als 95% reduziert werden.

• Die optimale Grösse der Gusskörper minimiert auch hier die maschinelle Bearbeitungszeit erheblich.

• Durch die automatische Vorgehensweise wird die Qualität der Ergebnisdaten gesichert: Übermasse werden auch in komplexen geometrischen Bereichen automatisch eingehalten.

• Einfache Bedienung, Schulungsaufwand ca. 2 Stunden.

Werkzeugoberteil: Die Konstruktion verläuft entlang zweier 3D-Kurven. Kurve A wird zumeist aus den virtuellen Kanten entlang von Bauteil-Verrundungen zusammengestellt. Kurve B gibt den Bauteilrand wieder.

Querschnitt des Oberteils, Kurven A und B sind als Schnittpunkte dargestellt

Für die Formwerkzeuge wurden zwei weitere komplexe Flächenfunktionen entwickelt:

• Tangentiale Verlängerung des Bauteilrandes (vgl. Skizze). Der Bauteilrand (Randkurve B) wird automatisch um ein konstantes Mass nach aussen verlängert.

• Offsetfläche (vgl. Skizze). Aus der Kombination der Flächenverlängerung und den gegebenen Bauteilflächen werden für den benötigten Gusskörper automatisch Offsetflächen zur Sicherstellung eines konstanten Gussübermasses berechnet.

Um im Frühstadium der Werkzeugkonstruktion effizient mit der Gussmodell-Konstruktion beginnen zu können, lassen sich Offsetflächen für Wandstärken in der Grössenordnung von 50 mm und so genannte 0-Flächen berechnen. Für kleine Offset-Abstände in der Grössenordnung der Materialstärke wurde ebenfalls eine Methode implementiert. Das oberer Bild zeigt eine Offsetfläche (60 mm Offsetabstand) für eine Seitenwand.

Vorteile

• Vollautomatisch, sehr einfache Bedienung

• Robust im Bezug auf Löcher und Unstetigkeiten im Modell

• Erzeugung minimaler Datenmengen

• Automatische Berechnung einer Nullfläche (Offsetabstand = 0 mm, siehe Bild unten)

• Verwendung von Netzdaten, z.B. aus DIEDESIGNER (AUTOFORM) oder PAM-DIEMAKER (ESI-GROUP) oder ähnlichen Programmen möglich.

0-Fläche und 60 mm Offset nach innen

Die CAD-Modelle von Karosserieblechteilen werden in der Regel nicht parametrisch konstruiert. Das liegt daran, dass die Flächendaten mit "nicht parametrischen" Systemen aus Scan-Daten abgeleitet werden. Basisflächen, die bis zu den virtuellen Kanten heranreichen (auch als theoretisches Ecken bezeichnet) liegen deshalb im Datenmodell meist nicht vor.

Für verschiedene Belange der Werkzeugkonstruktion wird der virtuelle Verlauf der Kanten benötigt, ausserdem die bis zur virtuellen Kante verlängerten Basisflächen. Eine ähnliche Aufgabe in diesem Kontext besteht in der Verkleinerung von Verrundungsradien. So genannte "Freimachungen" in Stempel und Matrize werden auf diese Weise realisiert.

Vorteile

• Extrem einfache, intuitive Handhabung. Alle Funktionen sind vollautomatisch.

• Tangentenstetige Verknüpfung der einzelnen Kurvensegmente zu einer zusammenhängenden virtuellen Kante.

• Verkleinerung von Radien über einen Verband von Verrundungsflächen.

Zur Ermittlung von Beschnittkurven auf Ziehanlagen wird in der Konstruktion als erste Nährung eine Abwicklung der Flanschflächen des Fertigteils vorgenommen. Dieser Arbeitsschritt ist bei Verwendung von Standard-CAD-Systemen heute immer noch sehr zeitaufwendig.

Eine geometrisch basierte Lösung awurde entwickelt: Die Aussenkontur des Flansches wird entlang planarer Schnitte auf die entsprechenden Trägerflächen des Ziehmodells abgewickelt. Als Resultat wird sowohl eine Spline-Kurve als auch eine Punktefolge der abgewickelten Kurve ausgegeben.

Vorteile

• Sehr einfache Bedienung

• Kurze Rechenzeiten

Es können beliebige Spline-Flächen vernetzt werden. Die erzeugten Netzdaten lassen sich mit FEM-spezifischen Standard-Schnittstellen herausschreiben.

Für das Rohrbiegen wurde ausserdem ein spezieller Vernetzer entwickelt.

Rohrvernetzer: Liest die gleichen Input- Daten wie eine Biegemaschine, die Poly-linie und die Radien

Zusätzlich zu den Parametern für die Biegemaschine legt der Benutzer die Netzfeinheit fest, um ein prozess-angepasstes Netz zu generieren. Für die Rohrvernetzung sind keine Spline-Flächen als Eingangsdaten notwendig.

Vorteile

• Einfache Handhabung

• Sehr robust