3.1. Flächen allgemein
In 3D-CAD-Systeme haben sich zwei Vorgehensweisen zur Modellierung etabliert. Es werden das sogenannte Solid Modeling und die Flächenmodellierung unterschieden, die kurz vorgestellt werden sollen.
Solid Modeling:
Beim Solid Modeling werden zunächst Volumenmodelle erzeugt, die mithilfe der Boole'schen Operatoren zu komplexeren Geometrien zusammengefasst werden können.
Flächenmodellierung:
Anders als beim Solid Modeling werden bei der Flächenmodellierung einzelne Flächen erzeugt, die anschließend zusammengefügt und mit speziellen Werkzeugen und Funktionen bearbeitet werden können. Sobald der komplette Flächenzug geschlossen ist, kann hieraus ein Volumen erzeugt werden. Insbesondere bei komplexen Freiformflächen, die analytisch nicht mehr exakt definiert werden können, kommt die Flächenmodellierung zum Einsatz, da das Solid Modeling die Gestaltung von Freiformflächen nur bedingt oder auch gar nicht zulässt.
In diesem Kapitel werden die Grundlagen der Flächenmodellierung in der Modeling-Umgebung von NX erläutert.
NX stellt eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung, um Freiformflächen zu modellieren. Das Grundgerüst dieser Modellierung und der Definition der Flächen bilden Punkte, Kurven oder andere Flächen. Aus diesem Grund lassen sich Flächen gemäß ihrer definierenden Elemente in folgende Gruppen einteilen:
- Flächen definiert durch Punkte
- Flächen definiert durch Kurven oder Kurvengitter
- Flächen definiert durch andere Flächen oder Flächenkanten
Flächen definiert durch Punkte:
Ihre Form ergibt sich aus einer Menge von Punkte, die entweder interpoliert oder approximiert werden können. Interpolation bedeutet, dass die Fläche „durch die Punkte geht“, während eine Approximation eine Annäherung an die Punkte bedeutet. Daher spricht man bei dieser Variante nicht von Punkten sondern Polen.
Flächen definiert durch Kurven und Kurvengitter:
Die Geometrie durch Kurven definierter Flächen ergibt sich aus der Geometrie einer oder mehrerer Schnitt- bzw. Leitkurven.
Flächen definiert durch andere Flächen oder Flächenkanten:
Flächen, die auf der Form anderer Flächen basieren, sind die Überbrückungs- und Erweiterungsflächen sowie die Offset-Flächen. Mithilfe der Überbrückungsflächen lassen sich zwei Flächen miteinander verbinden, während man die Erweiterungsflächen dazu nutzt, um Flächen zu verlängern. Bei einer Offset-Fläche wird in Richtung des Normalenvektors einer gegebenen Fläche eine neue Fläche in einem einstellbaren Abstand gebildet, die die gleiche Form wie die Ausgangsfläche besitzt.
Die zuvor vorgestellten Werkzeuge finden nur im Rahmen der Flächenmodellierung Anwendung. Neben diesen Funktionen stehen noch die bereits aus dem Solid Modeling bekannten Produktionsverfahren zur Verfügung. Diese lauten:
- Rotation
- Translation
- Trajektion
Die Grundlage dieser Methode bildet eine Querschnittsfläche bzw. eine Kurve, die dann entlang einer Raumrichtung (Translation) oder einer Kurve (Trajektion) verschoben wird. Bei der Rotation wird ein rotationssymmetrischer Querschnitt oder Kurve um eine bestimmte Achse rotiert.
Nachdem der wesentliche Kern der Flächen in NX8.5 vorgestellt wurde, sollen im Anschluss an diese Einleitung die grundlegenden Operation behandelt werden.