Konsequentes Design:
Flächen schnell rückführen

Für die Formfindung eines neuen Fahrzeugs sind nicht nur Ideen und Kreativität, sondern auch spezielle Technik und Software erforderlich. Bei BMW erzeugen die Kreativen sowohl ein Computermodell des neuen Fahrzeugs als auch eine physische Ausführung.

Am greifbaren Objekt lässt sich die Form am besten beurteilen und weiterentwickeln. Die Tebis-Flächenrückführung dient dazu, das Modell aus Clay (Plastilin) in die Computerwelt zurückzuführen und die Daten für weitere Prozessschritte nutzbar zu machen. Die am realen Modell abgesicherten virtuellen Daten sind unter anderem für die High-End-Visualisierung erforderlich – der Grundlage für die endgültige Formenwahl.

Auf dem Weg zur neuen Form

Designer erschaffen heutzutage in der Regel die gewünschte Form eines geplanten Fahrzeugs zunächst im 3D-Raum durch Poly-Modelling. Hier entstehen am Bildschirm 2D-Skizzen und daraus im Anschluss 3D-Flächendaten.

Diese Daten dienen als Grundlage für die physischen Modelle, die meist aus Industrieplastilin bestehen. Die Clay-Modelle dienen der finalen Formfindung und Designabsicherung. An ihnen wird das Design beurteilt; Designer und Modelleure ändern Proportionen und Formen.

Die Software im Designprozess

Ein bearbeitetes, finalisiertes Clay-Modell wird immer digitalisiert. Dazu werden Scandaten erstellt. Jetzt ist Tebis an der Reihe: Auf den eingelesenen Scandaten im STL-Format lassen sich in kurzer Zeit die Flächendaten für weitere Prozessschritte erzeugen. Dazu werden hochwertige CAD-Flächendaten in zwei Qualitätsstufen geboten: Konstruktionsflächen und Designflächen. Die exzellenten Designflächen werden beispielsweise zur 3D-Visualisierung für fotorealistische Bilder und Filme vom virtuellen 3D-Modell benötigt. Die qualitativ hochwertigen Flächen können in CAS-Systemen direkt weiterbearbeitet werden und bekommen dort ihre finale Qualität.

Konstruktionsflächen entstehen als Vorstufe der Designflächen in etwa der halben Zeit. Sie sind weniger qualitätsvoll und werden bei der Zusammenarbeit mit Abteilungen wie Karosserie, Fahrwerk und Antrieb ausgetauscht.

Der Faktor Zeit

Der zur Verfügung stehende Zeitraum - von der Konzeption bis zur Markteinführung - neuer Modelle verkürzt sich ständig. Gleichzeitig spielt im Bereich Automobil das Design eine enorme Rolle; es muss ansprechend, markant, innovativ und markenkonform sein.

Der Formfindungsprozess über Clay-Modelle trägt zwar dazu bei, die geforderte Designqualität zu liefern, verschlingt jedoch wertvolle Zeit im Entwicklungsprozess. Tebis ist es in Zusammenarbeit mit BWW in den vergangenen zwei Jahrzehnten gelungen, immer hochwertigere Designflächen in immer kürzerer Zeit zu erzeugen. Allein von 2010 bis 2013 wurde eine Halbierung der Bearbeitungszeit erreicht. Grundlage hierfür war ein gemeinsames Projekt mit dem Ziel, in die qualitativ beste Flächenrückführung eines Fahrzeugexterieurs statt 100 Stunden nur noch 50 Stunden investieren zu müssen.

Neue Techniken

Im Fokus des Projekts standen unter anderem eine neue toleranzgesteuerte Approximationstechnik sowie die vollautomatische Kurvensynchronisation. Besonderes Augenmerk legte Tebis auf die bis dato sehr zeitintensive manuelle Rekonstruktion der theoretischen Kanten. Durch neue Algorithmen wurden die größten Zeitfresser im Prozess eliminiert.

Auch das User-Interface wurde unter die Lupe genommen, um den Zugang für Einsteiger leichter zu gestalten. Das Projekt war erfolgreich, was sich an Zahlen eindrucksvoll zeigt. Für hochwertige CAD-Designflächen einer Fahrzeugaußenhaut sind heute für ein Modell mittlerer Komplexität etwa 50 Stunden einzurechnen. Genügt die CAD-Konstruktionsqualität, etwa für eine Einbauuntersuchung, reichen 25 Stunden. Die Vorteile für Anwender: Deutliche Kosteneinsparung, einfaches Handling in der Flächenrückführung sowie kontinuierliche und zeitnahe Datenbereitstellung qualitativ hochwertiger CAD-Flächen über den gesamten Formfindungs- und Clay-Prozess.

Aktuell arbeitet Tebis zusammen mit der BMW Group an noch mehr Automatisierung in der Flächenberechnung. „Wir denken an Schnellflächen“, erläutert Eckhard Metzger, Produktmanager bei Tebis, die Vision. „Wir möchten von durchschnittlich 25 Stunden Aufwand für Konstruktionsflächen runter auf zehn Stunden für Flächen, die sich für erste Untersuchungen eignen. Wir sind äußerst zuversichtlich, dass wir dieses Ziel erreichen werden.“