Idee: Mesh Generator als Catia-Makro

variable_mesh_sample

Vorwort:

Der Mesh Generator erzeugt automatisch eine Voronoi Struktur. Als Eingabe dient dabei ein Sketcher (Catia) mit einer 2D-Punktewolke.

  • Die Punktewolke kann dabei regelmäßig (auskonstruiert) oder scheinbar regellos sein.
  • Die Reihenfolge der Punkte spielt für die Generierung der Struktur (Mesh) keine Rolle.
  • Punkte können beliebig ergänzt oder entfernt werden.

Ziel ist die (halb-) automatische Erzeugung einer Struktur mit variabler Zellgröße zwecks:

  • Materialminimierung,
  • Bauteiloptimierung,
  • Simulation bionisches Design,
  • bedarfsgerechter Konstruktion für Bauteile die im ADM Verfahren hergestellt werden (3D-Druck),
  • Konstruktionshilfsmittel (zur Erstellung von Varianten),
  • etc…

Mesh Aufbau:

Das Mesh wird aufgrund des Delauny Algorithmus berechnet.

  • alle Punkte werden durch eine Linie verbunden (in den Bildern durch blaue Linien dargestellt),
  • für jede Verbindungslinie wird im jeweiligen Linienmittelmunkt eine Linien-Normale generiert,
  • alle Linien-Normalen werden gegeneinander getrimmt,
  • somit entsteht eine Struktur mit “Regionen” (in den Bildern durch grüne Linien dargestellt)

Verwendung:

Wenn die Punktewolke geometrieabhängig ist (= Zweck der Übung), ergibt sich eine Struktur, die in weiterer Folge als Konstruktionsgrundlage für die Bauteilkonstruktion dient.

  • Die Feinheitsgrad der Struktur kann dabei dur die Anzahl der Punkte beeinflußt werden.

    D.h. in der Nähe von Lastangriffspunkten werden mehr Punkte definiert, bei “flächigerem” Kraftverlauf werden weniger Punkte definiert.

  • Symmetrien / Unsymmetrien können leicht dargestellt werden.

  • Somit ergibt sich ein Bauteil “gleicher Festigkeit”

Hinzufügen von Punkten:

Hier ein Beispiel, wie sich die Struktur ändert, wenn örtlich Punkte hinzugefügt werden (siehe Bild), beispielsweise um die Verrippung um einen Lastangriffspunkt zu verfeinern.

Regular

Hinweis: Bei sorgfältiger Auskonstruktion der zugrundeliegenden Punkte-Wolke (und durch Mitberücksichtigung von Symmetrien, etc….) bleibt die erzeugte Struktur “regelmäßig”.

Erster Test mit lauffägigem Catia-Makro:

Erzeugende Punkte liegt auf der Bauteilkontur (innen & außen), sowie auf Offset-Kurven // zur Innen und Außenkontur. Die Mesh-Größe wird durch die Anzahl der Punkte definiert und kann somit variabel gestaltet werden.

Einige Ergebnisse:

Fazit:

Das Catia-Makro gibt zeigt dem Konstruktuer Wege auf, wie eine mögliche Verrippung gestaltet werden kann.

  • Durch Vorgabe der Definitionspunkte können verschiedenste Strukturen automatisch generiert werden und in Catia zur Geometrieerzeugung verwendet werden.

  • Besonders im Hinblick auf die additive Fertigung ist das sehr interessant.

Das Makro steckt zurzeit noch in der Entwicklungsphase.
Der Sourcecode ist daher vorerst nur auf Anfrage verfügbar.

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