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3D-Experience

Der Schwerpunkt 3D-Experience am Zentrum für Produkt- und Prozessentwicklung (ZPP) beschäftigt sich intensiv mit den neusten 3D-Tools und CAx-Technologien.

3D-Ergonomie-Studie an der VR-Wall
3D-Ergonomie-Studie an der VR-Wall

Die Schwerpunkt-Kompetenzen

Mit dem Einsatz von 3D-Tools und 3D-Experience-Knowhow (Methoden und Verwendung von 3D-Daten) wird die Entstehung von Innovationen beschleunigt und die Qualität von Produkten verbessert. Die Abbildung der realen Welt in virtuellen 3D-Prototypen unterstützt zusätzlich auch die Bereiche Design, Marketing und Management. Mit kundenspezifischer Nischensoftware optimieren wir den Prozessabläufe in CAx-Anwendungen.

"Experience is what you get when you didn't get what you wanted."
By Randy Pausch

3D-Experience-Fokus

Projektbeispiele

Konstruktionsbesprechung an der VR-Wall
Konstruktionsbesprechung an der VR-Wall

Virtual Reality in der Ingenieursaubildung

Das ZPP stellt sein Lehrprojekt vor

3D-Experience-Fokus im Detail

3D-Scanning

einscannen eines Styropor-Kopfes

 

Wir scannen reale Teile und erzeugen 3D-Daten für das Re-Engineering:

  • als Vorlage für die Produktentwicklung
  • für die Ist-Soll-Analyse im Bereich Fertigung
  • für die Geometrie-Optimierung in den Bereichen Materialfestigkeit, Industriedesign und Aerodynamik
  • Modellerzeugung für das 3D-Drucken

3D-Modelling

Wir wenden effiziente und automatisierte Modellier-Techniken für die Produktentwicklung und das Industriedesign an:

  • Entwickeln von Methoden für die schnelle Modell-Generierung
  • Erzeugen von „Light-Modellen“ für die optimierte Kommunikation per 3D-Viewer auf neuen Tools (Notebooks, Tablets, Smartphones)
  • Anwenden von verschiedenen Modelliertechniken (B-Surf, Subdivision-Surfaces, Voxel-Modelling, Solid-Modelling, bionische und filigrane-Strukturen.

3D-Design

Wir befassen uns mit 3D-Design-Techniken wie 3D-Sketching, Live-Rendering und animierten Szenen und setzen diese im Bereich Marketing, bei der Produkt-Präsentation sowie in der Produkt-Dokumentation ein. Die Optimierung der Schnittstellen zwischen Industriedesigner und Maschinenbau-Ingenieur (Produktentwickler) ist dabei unser Hauptfokus.

3D-Visualisierung

Die neusten Produkt-Visualisierungs-Techniken und Web-Rendering-Tools setzen wir ein für Produkt-Reviews an der VR-Wall, an holographischen Tablets sowie für Industriedesign und Marketing, für photo-realistische Veröffentlichungen und 3D-Experience auf Web-Pages.

3D-Ergonomie und -Haptik-Studien

Wir optimieren die Bedienbarkeit von Produkten (Ergonomie, Haptik) mit VR-Wall und Tracking-Systemen schon in der Phase des virtuellen Prototypen. Dabei stehen uns auch 3D-Tools zur Gesichtsfeld- (was sehe ich?) und Erreichbarkeits-Analyse zur Verfügung. Z.B. für die Optimierung von Cockpits, Leitständen sowie Bedienpanels (HMI) im Massstab 1:1 an der VR-Wall mit bis zu 5.3 x 2.2 m Bildgrösse.

3D-Simulation und Berechnung

Neben klassischen linearen Analysen betrachten wir auch komplexe Vorgänge wie überelastische Materialbeanspruchung, Kriechen, gedämpfte Schwingung oder Verhalten bei Erdbeben.

  • statische und dynamische Mechanik
  • thermische Mechanik
  • Bauteileoptimierung und Festigkeitsnachweise
  • Strömungssimulation

3D-Master-Methodik

Wir beschreiben ein Modell mit der 3D-Master-Technologie vollständig so, dass sämtliche Geometrierelevanten Daten in einer 3D-Datei zu finden sind (Masse, Toleranzen, Oberflächenangaben, Fertigungshinweise, Anmerkungen).

3D-Manufacturing

Wir simulieren CAM-Prozesse und entwickeln optimierte Frässtrategien, Fertigungsprogramme und Aufspannlösungen. Die NC-Programme werden dabei im virtuellen Raum getestet, so dass sie fehlerfrei auf der realen Maschine umgesetzt werden können.

3D-Lab für Virtual Reality und Augmented Reality

Wir betreiben ein 3D-Virtual-Lab, in welchem wir neue 3D-Innovationen erforschen, neue 3D-Tools auf ihre Praxistauglichkeit testen, Schulungen und Weiterbildungen im Bereich 3D-Experience anbieten sowie Kunden-Test’s und -Analysen durchführen.

Tosca für Berechnung & Simulation, Strukturoptimierung

Tosca bietet eine effiziente Struktur- und Fluidoptimierung, die auf FEA- (Abaqus, ANSYS, MSC Nastran) und CFD-Software (STAR-CCM+ und ANSYS Fluent) basiert. Insbesondere im Bereich von Tosca Structure steht der Fokus im Bereich Gewichts- und Steifigkeitsoptimierung. Vor allem in Kombination mit dem additiven Fertigungsverfahren SLM können am ZPP optimierte Strukturen mit nur wenigen Einschränkungen hergestellt werden.

Entwickeln von Nischensoftware für 3D-Prozesse

Wir entwickeln kundenspezifische Nischensoftware für die Automatisation von CAx-Prozessen. Z.B. Automatisation eines Berechnungsprozesses mit CATIA V5, Matlab und Ansys.

Unsere Infrastruktur

Für die 3D-Experience-Tätigkeiten steht uns eine umfangreiche und moderne Infrastruktur zur Verfügung. Für Ihre Aufträge setzen wir effiziente 3D-Experience-Tools ein und wenden die passende Software an.

Referate

3D-Day: 3D-Scanning und 3D-Kommunikation (PDF 1,7 MB); Programm und diverse Referate des 3D-Day, 29.10.2015

Medienberichte

Virtual Reality Wall (VR-Wall) - tauchen Sie in die virtuelle 3D-Welt ein

Konstruktionsbesprechung an der VR-Wall

 

 

 

Das ZPP setzt für die Produktentwicklung eine moderne Virtual-Reality-Wall ein. Damit können Produkte und Maschinen auf einer grossen Leinwand visualisiert und virtuell untersucht werden. Ein virtueller Prototyp kann z.B. aus ergonomischer Sicht analysiert werden oder es kann die Wartung einer Maschine virtuell geprüft und trainiert werden. 

  • Mittendrin statt nur dabei: ZHAW forscht in 3D,
    maschinenbau, 14.01.2014
  • Mittendrin statt nur dabei: ZHAW forscht in 3D,
    Professional Computing online
  • Mittendrin statt nur dabei: ZHAW forscht in 3D,
    polyscope', 10.12.2014
  • Medienmitteilung