Fusion 360 - Tool / Script / addin für automatische Splineinterploation

[dschim]

Hallo miteinander,
kennt jemand eine Methode oder Tool um aus vielen einzelnen Liniensegmenten einen Spline zu interpolieren?
Hintergrund - ich habe von einem meiner Flieger einen sehr genauen STL-Scan und möchte das aus Schnittkurven nachkonstruieren.
Die Schnittkurven bestehen aber wegen der Herkunft aus STL aus vielen einzelnen Schnippseln - s. Bsp.

 

[wersy]

Hallo Wolfgang,

ich würde einen Spline sorgfältig nachzeichnen. Wenn es hochkommt, dauert das 5 Minuten.
Falls das Profil gleich bleibt, einfach entsprechend skalieren.

 

[dschim]

Danke Michael,
nachdem ich über google nichts gefunden habe hat mir rcnetwork doch eine Lösung mit Profscan angeboten.

Man nehme:
- glätte in Fusion den Linienzug von Hand an den Stellen an denen bspw. durch die Klappen
Sprünge drin sind
- Profscan von der GMFC-Seite http://gm.cnc.free.fr/en/download.php (http://gm.cnc.free.fr/CNC/Profscan222.zip) installieren
- DXF laden und als dat abspeichern

- Fusion Script Airfoil_DAT_Optimizer
- Fusion Script Airfoil_DAT_to_Spline

und .... tata ...

das obere ist ein durchgehender Spline, unten sind es ca 450 Linienschnipsel
Im Detail ergeben sich zum Scan Abweichungen im 1/10mm Bereich - wobei das aus der STL-Generierung kommt
bei der eine max. Abweichung von 1/10mm in Polyworks eingestellt war.

Jetzt mal alle Schnitte so bearbeiten und eine Erhebung drüber ziehen und schauen was der Krümmungsverlauf sagt.

Das Tool von Marc https://www.rc-network.de/members/marc-frank.96724/

Neue App: BezierAirfoilDesigner

BezierAirfoilDesigner https://github.com/Marc-Frank/BezierAirfoilDesigner Eine Open-Source-App zum konvertieren von Profilkoordinaten in Bézier Kurven. Welches Problem soll die App lösen? Wer schon einmal probiert hat ein Flugmodell im CAD umzusetzen, kennt das Problem des Importierens der...

www.rc-network.de

habe ich noch nicht probiert da das jetzt erzielte Ergebnis für eine optische Darstellung völlig ausreichend ist.

 

[wersy]

Hallo Wolfgang,

reicht es nicht für die Optik, wenn du nur das Wurzel- und das Endprofil für eine Erhebung nimmst?
Übrigens, an Dat to Spline und Dat Optimizer war ich beteiligt, bzw. habe die Entwicklung vorangetrieben

 

[dschim]

Hallo Michael,
frei nach Radio Eriwan - im Prizip schon, aber ....

Die beiden Tools sind schon eine großartige Erleichterung wobei ich nicht weiss was die mathematisch machen trotz
Studium in Visual Studio. Liegt aber an meinem mangelnden Wissen :-).

 

[wersy]

Hallo Wolfgang,

kannst du mal die Datei hochladen, die du in Profscan importiert hast?

 

[dschim]

Gerne - ich glaube das war diese hier.
Wie immer - txt entfernen

 

[wersy]

Hallo Wolfgang,

ProfScan ist schon ein vielseitiges Programm, gut zu wissen, dass es das gibt. Danke, habe das gleich mal ausprobiert.
In diesem Falle würde ich aber darauf verzichten. Schneller, und vor allem genauer, zeichnet man direkt das DXF mit ein paar Punkten nach:

Denn selbst mit reduzierter Anzahl an Punkten ergeben sich solche Wellen:

Und hinten entsteht bei geschlossenen Profilen die übliche Verformung:

Es empfiehlt sich auch, das Profil in Ober- und Unterteil aufzuteilen. Falls man einen Randbogen braucht, geht das am besten im Flächenmodus mit zweigeteilter Fläche.

Das Endprofil wurde einfach skaliert.

Anbei die Datei.

 

[dschim]

Danke Michael,
das man das Profil im Bereich der Endleiste noch nachbearbeiten muss wenn man es fräsen oder schneiden will war mir schon klar.

Ich habe gestern Abend noch einen alternativen Weg ausprobiert da ich noch einen hochaufgelösten Scan (sogar das Foliendekor ist erkennbar) mit 80 MB erhalten habe:

Direkt in Fusion:
- Netzschnittskizze

- Schnitt an gewünschter Position erzeugen
- neue Skizze editieren - es gibt dann eine neue Untermenge MeshSection, dargestellt in braun. Die Elemente lassen sich aber noch nicht bearbeiten oder auswählen.

- im Menue erzeugen hat man dann den neuen Eintrag Kurven an Netzschnitt anpassen. Damit kann man den Schnitt in einen Spline umwandeln

mit Auswahl verschiedenster Optionen. Danach wieder Erhebung etc.

Leider kann man den entstandenen Spline nicht in Profscan laden da dieses Tool bei DXFen nur Punkte, Linien oder Polylinien verarbeitet.
Eine Berechnung mit xFoil oder Ranis scheidet damit natürlich aus, aber es gibt da bestimmt Wege den Spline in ein verträgliches Format zu verwandeln.

Habe das Ergebnis nur optisch kontrolliert aber dieAnzeige von 9x10hoch-3 = 0,009mm scheint ausreichend genau.
Den Randbogen habe ich als B-REP gelassen da mir der Aufwand fürs modellieren zu hoch erschien. Müsste aber gehen wenn man sich an dein
Tutorial beim Thema Antennendurchführung hält.
Deine Datei schaue ich mir heute Abend mal an - Danke dafür.

 

[wersy]

Hallo Wolfgang,

Richtig! Wenn das Ausgangsmaterial ein Netz ist, bietet sich natürlich Netzschnitt Skizze an.
Gut, dass du das hier mal zeigst.

Deine Datei schaue ich mir heute Abend mal an - Danke dafür.

Ich habe eben bemerkt, die Erhebung der Unterseite erfolgte ohne Leitlinien!

Eine Berechnung mit xFoil oder Ranis scheidet damit natürlich aus, aber es gibt da bestimmt Wege den Spline in ein verträgliches Format zu verwandeln.

Ich habe mir mal eine dat aus einem geglätteten Profil selbst erstellt.
Ein Raster drübergelegt, und die Schnittpunkte rausgemessen.

 

[dschim]

.... mir hätte es jetzt fast das Hemd zerrissen beim Lob fürs zeigen vom Meister der Spiralvasen-Methode, so ist mir die Brust geschwollen :-) - Danke.

Ich habe mir mal eine dat aus einem geglätteten Profil selbst erstellt.
Ein Raster drübergelegt, und die Schnittpunkte rausgemessen.

Geht auch anders .....
Gibt das Tool DXF Spline to Polyline .... ist zwar ein bisschen buggy da man das nur im Skizzenmodus aufrufen kann und dann schon eine bestehende Skizze selektiert haben muss ... aber workaround ist eine dummyskizze zu erzeugen / aktivieren und dann die gewünschte Skizze markieren und dann das Modul aufzurufen. Ohne Skizzenmodus bekommt man das nicht angezeigt!

Entsprechend die Skizze mit dem Tool speichern - und schon hat Profscan was zum Arbeiten für die Konvertierung in DAT....

Dann mit Airfoil_Optimizer bearbeiten und das kommt dann beim Re-Import der DAT dabei raus.

ob man das in Xfoil oder Ranis einlesen kann .... ? Nicht probiert. anbei die DAT - vielleicht findet sich ein Spezi der sich daran vergnügen will.

 

[dschim]

Edit zum obigen Beitrag Netzschnittskizze:
- falls das STL aus einem Scan kommt sind öfters mal so "Fuzzel" drin die scheinbar fusion beim schneiden stören.
- Abhilfe - unter Netz - Vorbereiten - Reparieren (das Icon mit dem Pflaster)
- danach sollte er eine Skizze mit Inhalt erstellen können.

 

[wersy]

Lob fürs zeigen vom Meister der Spiralvasen-Methode

Danke für das Lob – und du bist jetzt der „Meister der Profilpunkte“

Haste raffiniert ausgeklügelt:
Erst den händisch erstellten Spline in Segmente häckseln, und daraus dat-Punkte generieren.

Das generelle Problem ist, dass Anpassungs Splines eher ungeeignet für Profile aus dat Dateien sind.
Je nachdem wo die Punkte liegen, wird der Spline verbogen. Besonders im Nasenbereich musste ich gelegentlich Punkte in der dat löschen oder verschieben.

Mein, mit wenig Punkte, gezeichnetes Profil passt nur deshalb, weil ich an manchen Stellen den Spline hinbiege.
Ideal sind Kontrollpunkt Splines, bei denen die Punkte außerhalb der Kurve liegen.

ob man das in Xfoil oder Ranis einlesen kann .... ?

Ist mit XFRL5 kein Problem.

 

[dschim]

Dangge!
Wie gesagt - bin in Fusion erst am Anfang der Lernkurve, aber seit ich "Privatier" bin habe ich wenigstens mal Zeit an einem Problem
ein paar Stunden dranzubleiben. Ich glaube aber dass ich mir bei Gelegenheit mal einen potenteren Rechner zulegen muss,
mein 2011 Samsung Notebook mit i3 Prozessor und 8GB kommt wirklich an seine Grenzen wenn man mit hochaufgelösten STL's arbeitet und wird wahrscheinlich in den Keller ausschließlich zum Fräsen verbannt. Mal schauen was es auf dem Refurbished-Markt so gibt ....

Ich denke wir beide haben jetzt eine gute Ausgangsbasis für's Reverseengineering geschaffen.
Mit den Punkten aus Fusion / Proscan / Optimizer kann man sicherlich dann händisch das Ergebnis in Richtung
Weiterverarbeitung verbessern. Was dann noch mit dem AirfoilDesigner zusaätzlich möglich ist muss ich bei Gelegenheit mal ausprobieren.
Falls ich zu einem Ergebnis komme stelle ich das sicherlich hier ein.

 

[wersy]

Ich glaube aber dass ich mir bei Gelegenheit mal einen potenteren Rechner zulegen muss,
mein 2011 Samsung Notebook mit i3 Prozessor und 8GB kommt wirklich an seine Grenzen wenn man mit hochaufgelösten STL's arbeitet

Es könnte sein, dass du enttäuscht wirst.
Ich habe mir von meinem neuen Notebook Wunder versprochen.

11th Gen Intel(R) Core(TM) i7-1165G7 @ 2.80GHz 2.80 GHz
NVIDIA GeForce MX450
16,0 GB (15,7 GB verwendbar)

Außer beim Rendern von Bildern (10x schneller), merke ich kaum einen Unterschied zu meinem Samsung von 2013.
Sobald große STLs in Volumenkörper konvertiert sind, lahmt der Rechner.
Es gibt aber erstaunlich viele Bearbeitungsmöglichkeiten, die sich im Netz Modus anwenden lassen.
Außer mit Netzschnitt Skizzen habe ich bisher kaum was damit gemacht.
Mitunter lähmt auch die Timeline heftig – ohne erkennbaren Grund.

 

[dschim]

Sooo - das nächste Problem dass sich ergab war der Randbogen der eben doch nicht so einfach war - nach hinten hin war nichts mehr mit Tangential sondern es ergab sich eine Spitze obewohl der Querschnitt tangential zur Fläche und zu einer Senkrechten definiert war.

Eine Möglichkeit ist eine 2. Verlaufsführung mit dem Randbogenquerschnitt einzufügen. Gemacht
wurde das mit einer neuen Schnittebene - der Rest ist dann wieder Erhebung vom Profil auf die Randbogendraufsicht.

 

[dschim]

So - nachdem Fläche und HLW nachkonstruiert wurden ist jetzt als glaube ich größte Herausforderung der Rumpf dran.
Dummerweise hat die Libelle im vorderen Bereich einen ovalen und im hinteren Bereich so ein Mischung aus Oval und Dach als Querschnitt.
Das wird für meine bisher geringen Künste beim Straken sicher noch zu vielen Fragen führen.
Wie man sieht ist auch dieser Scan sehr hoch aufgelöst, man sieht das Foliendesign.

Was aber komisch ist dass man bei den Digitaldrucken (bspw. hinter dem Tragflügel sogar das gedruckte Motiv (Bierflasche mit Finger) gut erkennen kann. Ich vermute mal dass das Scanprogramm Polyworks hier aufgrund der unterschiedlichen Farben die Tesselierung enger gewählt hat.

Wieso? K.A. .... ;-).

Und falls sich jetzt jemand fragt was das am Ende werden soll?
Ganz einfach - ich will meine Fähigkeiten im Bereich Flächenmodellierung mit Fusion anhand dieses Beispiels verbessern da man hier gleich mit dem realen Scan vergleichen kann ob man die Schnitte und Verläufe richtig interpretiert und vor allem bei der Modellierung dann die richtige Methode gewählt hat. Gibt mit Sicherheit bessere Programme wie bspw. ICEM Surf in denen der erfahrene Konstrukteur mit eine paar Operationen class 1 Flächen generieren kann - das ist aber weder für meine Hardware (2011er Samsung Notebook mit 8 GB) noch meinen Geldbeutel geeignet.

 

[wersy]

Gibt mit Sicherheit bessere Programme wie bspw. ICEM Surf in denen der erfahrene Konstrukteur mit eine paar Operationen class 1 Flächen generieren kann - das ist aber weder für meine Hardware (2011er Samsung Notebook mit 8 GB) noch meinen Geldbeutel geeignet.

Wenn es darum geht, Oberflächen zu "bügeln" reicht FreeCAD.
Da gibt es eine App, die perfekte Oberflächen generiert, auch wenn die Ausgangslage dürftig ist.
Auch für komplizierte Schiffsrümpfe, die nach Spantenrissen aufgebaut sind, haben die eine App. Die rechnet dann auch schon mal über Nacht...
Aber selbst mit der App für Flugzeurümpfe wäre es mir schon zu aufwendig. Mit ein wenig Sorgfalt klappt das auch mit Fusion, und jedem anderen Programm in der Art.

 

[dschim]

So - jetzt schon die erste Frage:
Kontrollpunktspline versus Anpassungspunktspline?
Beim ersteren kann man alle Punkte exakt auf vorgebenene Geometrien setzen was ein Vorteil ist wenn man 3D-Verlaufsführungen bei der Erhebung benutzt. Jedoch sind die Krümmungen sehr ungleichmässig (im Bild die "dicken" Krümmungslinien)
Beim Anpassungspunktspline kann man nur Anfangs- und Endpunkt exakt setzen jedoch geht der Spline dazwischen nicht unbedingt durch Punkte in der Schnittebene welche für die Verlaufskurven bestimmt sind. Jedoch ist der Krümmungsverlauf viel harmonischer (im Bild die "dünnen" Krümmungslinien). Heißt aber dass ich dann die entsprechenden Verlaufskurven nochmals neu machen muss mit dem Risiko dass sie dann doch nicht das Profil exakt getroffen haben.

Also - was ist am besten??

Und wie kann man beim Kontrollpunktspline die "handles" an den Kontrollpunkten asymmetrisch gestalten um bspw. eine scharfe Ecke zu bekommen. Ich kann mich noch ganz dunkel erinnern dass das bei sog. NURBS geht.

 

[wersy]

Heißt aber dass ich dann die entsprechenden Verlaufskurven nochmals neu machen muss mit dem Risiko dass sie dann doch nicht das Profil exakt getroffen haben.

Deswegen macht man erst die Verlaufskurven.
Diese spiegel ich, damit ein vollständiges Profil gezeichnet werden kann. Anpassungssplines lassen sich dann oben und unten leichter anpassen.
In dem Fall also Anpassungssplines.

Ich kann mich noch ganz dunkel erinnern dass das bei sog. NURBS geht.

Anpassungs- und Kontrollpunkt Kurven sind NURBS Kurven.