Mesh Generator als Catia-Makro
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 Linienmittelpunkt 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.
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.
