Mit der weltweiten Entwicklung hin zu einer immer stärkeren Individualisierung im Automobilbereich steigt die Nachfrage privater Fahrzeugbesitzer nach personalisierten Innenraumlösungen kontinuierlich.

Individuelle Anpassungen wie komplexe Freiformflächen, modulare Designs und präzise Sitz- sowie Innenraumverkleidungen entwickeln sich zunehmend zu wichtigen Trends im Fahrzeugumbau.

Angesichts immer komplexerer Anforderungen an die Gestaltung von gekrümmten Fahrzeugbodenmatten und maßgeschneiderten Innenraumkomponenten stoßen herkömmliche manuelle Messmethoden jedoch zunehmend an ihre Grenzen.

Sie sind zeitaufwendig, ineffizient und können die Anforderungen moderner Fahrzeugindividualisierung hinsichtlich Messgenauigkeit, Anpassungsfähigkeit und Produktionseffizienz nicht mehr erfüllen.

Automotive Innenraum-Scan-to-CAD-Workflow mit dem 3DeVOK MQ

Der 3DeVOK MQ Handheld-3D-Scanner kombiniert einen 22-Linien-Infrarotlaser mit strukturierter Infrarot-Speckle-Projektion und erreicht eine extrem hohe Genauigkeit von 0,08 mm.

Dank seiner markerlosen und berührungslosen 3D-Erfassung kann der Scanner die vollständigen 3D-Daten von Fahrzeugbodenmatten innerhalb weniger Minuten erfassen und schafft damit eine zuverlässige Grundlage für eine schnelle und hochwertige CAD-Modellierung.

Besonders hervorzuheben ist, dass der kompakte MQ 3D-Scanner auch bei traditionell schwer zu erfassenden Materialien wie dunklen oder lichtabsorbierenden Oberflächen eine stabile Leistung bietet.

Er erfasst mühelos flexible Konturen und komplexe Oberflächenstrukturen mit hoher Präzision und verbessert dadurch die Effizienz des gesamten Arbeitsablaufs erheblich.

Ingenieure, die den Scanner eingesetzt haben, berichten:

„Der Innenraum eines Fahrzeugs ist oft sehr beengt, aber das kompakte Design des MQ macht die Erfassung einfach und komfortabel. Selbst komplexe Oberflächenstrukturen und dunkle Materialien von Fahrzeugbodenmatten werden mit beeindruckender Genauigkeit erfasst.“

Reverse Engineering von Fahrzeugbodenmatten mit QuickSurface

Die Erfassung eines 3D-Modells ist erst der erste Schritt. Viele Hersteller von Innenraumkomponenten benötigen editierbare CAD-Daten, um nachfolgende Design- und Fertigungsprozesse effizient umzusetzen.

Die 3DeVOK Studio 3D-Scanning-Software unterstützt eine direkte Integration mit der Reverse-Engineering-Software QuickSurface. Durch Funktionen wie Freiformflächenmodellierung und Abweichungsanalyse ermöglicht die Lösung eine schnelle und präzise Anpassung von Fahrzeugbodenmatten.

Der anschließende Workflow umfasst folgende Schritte:

1. Datenvorverarbeitung

Nach dem Import der STL-Datei werden überflüssige Datenpunkte entfernt und die Scandaten bereinigt.

2. Grundflächenanpassung

Ausgewählte polygonale Bereiche werden analysiert, um optimal angepasste intelligente Flächen zu erzeugen.

3. Modell-Ausrichtung

Das Polygonnetz wird anhand geometrischer Merkmale wie Ebenen und Achsen im Weltkoordinatensystem ausgerichtet, um die anschließende parametrische Modellierung und Bemaßung zu erleichtern.

4. Anpassung von Freiformflächen

Mithilfe von Echtzeit-Abweichungsfarbkarten werden Kontrollpunkte dynamisch angepasst, sodass die erzeugten Flächen exakt mit den erfassten 3D-Daten übereinstimmen.

5. Parametrische Rekonstruktion

Auf Basis von Konturlinien werden parametrische Skizzen erstellt und mit geometrischen Bedingungen wie Maßen, Winkeln und Tangentialität versehen.

6. Flächenbeschnitt

2D-Skizzen werden als Schneidwerkzeuge verwendet, um die Randkontinuität der Flächen zu optimieren.

7. Verdickung und Nachbearbeitung

Materialstärken werden definiert und fertigungsgerechte Verrundungen hinzugefügt.

8. Abweichungsanalyse und Export

Die Abweichungen zwischen dem rekonstruierten CAD-Modell und den ursprünglichen Scandaten werden überprüft. Anschließend erfolgt der Export in gängige CAD-Formate wie STEP, IGES usw. zur direkten Weiterverarbeitung in Design-, Konstruktions- oder Fertigungsprozessen.

Vom Innenraum bis zur Karosserie: Neue Herausforderungen im Formenbau

Mit der zunehmenden Erweiterung der Automobilfertigung von Innenraumkomponenten bis hin zu Außenbauteilen stehen viele Unternehmen bei der Reproduktion und Fertigung von Komponenten vor neuen Herausforderungen.

Während der Entwicklung oder Reparatur fehlen häufig wichtige Unterlagen wie Original-CAD-Daten, Konstruktionszeichnungen oder technische Dokumentationen, wodurch die genaue Nachbildung von Bauteilen erschwert wird.

Herkömmliche manuelle Messverfahren sind nicht nur zeitaufwendig und arbeitsintensiv, sondern stoßen auch bei der Sicherstellung einer hohen Messgenauigkeit zunehmend an ihre Grenzen.

In solchen Fällen ermöglicht die Kombination aus 3D-Scanning und Reverse-Engineering-Technologie eine schnelle Erfassung vollständiger 3D-Daten eines Bauteils sowie die effiziente Rekonstruktion editierbarer CAD-Modelle auf Basis der Scandaten.

Ob für kundenspezifische Entwicklungen, strukturelle Optimierungen oder die Wiederaufbereitung und Neufertigung von Komponenten – diese digitale Lösung bietet einen effizienten Ansatz für die Rekonstruktion und Produktion von Bauteilen und verbessert die Effizienz der Formenentwicklung sowie die Präzision der Qualitätskontrolle erheblich.

Der professionelle 3DeVOK MT 3D-Scanner bietet die perfekte Lösung für die Werkstückerfassung

Der 3DeVOK MT 3D-Scanner verfügt über 34 blaue Laserlinien, 22 Infrarotlaserlinien sowie ein großflächiges Infrarot-Speckle-Projektionssystem und erreicht eine extrem hohe Genauigkeit von bis zu 0,04 mm.

Selbst anspruchsvolle Oberflächen wie Metall- und reflektierende Materialien können zuverlässig erfasst werden. In Kombination mit Referenzmarkierungen verbessert das System zusätzlich die räumliche Ausrichtungsgenauigkeit bei komplexen Werkstücken und gewährleistet eine präzise Erfassung kleinster Details.

Am Beispiel der Erfassung einer reflektierenden Radnabe:

Ausgestattet mit 34 blauen Laserlinien und Referenzmarkierungen ermöglicht der MT-Scanner die hochpräzise Digitalisierung reflektierender Metallteile – ganz ohne den Einsatz von Antireflexionsspray.

Ingenieure können die vollständigen 3D-Daten einer reflektierenden Radnabe innerhalb weniger Minuten erfassen. Anschließend lassen sich die Scandaten direkt in 3DeVOK Studio zur ersten Optimierung verarbeiten und als STL-Datei exportieren.

Durch den direkten Import mit einem Klick in QuickSurface kann der Reverse-Engineering-Workflow unmittelbar gestartet werden.

1. Import der Scandaten

Importieren der gescannten Punktwolken- bzw. Mesh-Daten der Radnabe in die Engineering-Software.

2. Modellausrichtung und Positionierung

Kalibrierung der Modellposition anhand der Radmittelachse und der Montagefläche als Referenzgeometrien.

3. Rekonstruktion des Felgenprofils

Erstellen einer Skizze des äußeren Querschnittprofils → Rotationsmodellierung zur Erzeugung der Hauptstruktur.

4. Erstellung der Speichen-Aussparungen

Erstellen eines Querschnitts des inneren Rings → Rotationsausschnitt zur Bildung der grundlegenden Hohlstruktur.

5. Erzeugung der Speichenflächen

Extraktion der Begrenzungen der Speichenflächen über eine 3D-Skizze → Extrudieren und Aufteilen der Scandaten.

Erzeugung glatter Übergangsflächen mithilfe einer automatischen Flächenrekonstruktion.

6. Replikation von Musterelementen

Anwendung eines Kreismusters (5-fache gleichmäßige Teilung) auf eine einzelne Speichenfläche.

7. Bearbeitung von Detailmerkmalen

Zentrale Bohrung: Erstellung durch Skizze und Rotationsausschnitt

Schraubenbohrungen: Erstellung eines einzelnen Bohrungs-Features und anschließende Musterkopie

8. Abschließende Prüfung und Export

Überprüfung kritischer Abmessungen wie Lochkreis (PCD) und Einpresstiefe (Offset).

Export in universelle CAD-Formate wie STEP für die weitere Verarbeitung.

Im Vergleich zum MQ eignet sich der MT besser für industriell anspruchsvolle Werkstücke mit höherer geometrischer Komplexität sowie strengeren Anforderungen an Genauigkeit und Bearbeitbarkeit der 3D-Daten. Dazu gehören beispielsweise Präzisionskomponenten wie Metallhalterungen, bearbeitete Maschinenteile und Prototypen für den Formenbau.

Anwendungen von 3D-Scanning in der Automobilfertigung und technischen Ausbildung

Neben dem Einsatz in der Herstellung von Automobilkomponenten und Außenverkleidungen werden die 3DeVOK MQ und MT 3D-Scanner auch zunehmend in Forschung und Lehre eingesetzt – insbesondere in Bereichen wie Fertigungstechnik, Maschinenbau und Fahrzeugtechnik.

Ihre berührungslose, markerlose und hochpräzise 3D-Erfassung bietet eine zuverlässige Datengrundlage für verschiedene Lehr- und Forschungsaufgaben, darunter Produktentwicklung, Reverse-Engineering-Versuche, digitale Modellrekonstruktion und Strukturoptimierungsanalysen.

Durch die Kombination der leistungsfähigen 3DeVOK MQ und MT 3D-Scanner mit der Modellierungssoftware QuickSurface können Anwender einen hochpräzisen und effizienten Scan-to-CAD-Workflow aufbauen.

Diese Lösung unterstützt Unternehmen nicht nur dabei, Produktentwicklungszyklen zu beschleunigen und die Formenentwicklung zu optimieren, sondern verbessert auch die praxisnahe Ingenieurausbildung an Hochschulen, fördert die Zusammenarbeit zwischen Industrie, Wissenschaft und Forschung und erschließt das volle Innovationspotenzial der 3D-Digitalisierung.