Digitale Messinstrumente messen und modellieren gleichzeitig

Auf der Dutch Design Week 2014 wurde das Projekt Of Instruments and Archetypes vorgestellt, dass bei so manchem Konstrukteur und Designer und vor allem solchen die es werden wollen für reges Interesse gesorgt hat. Das belgische Unternehmen Unfold, die Holländer Kirschner3D und die britischen Designer PennyWebb haben digitale Messinstrumente vorgestellt, die ihre Messungen direkt in einer Software in ein digitales Modell umwandeln können. Und das ganze in Echtzeit.

Mit dem Projekt möchten die Entwickler zeigen, dass man digitale Funktionen aus CAD-Systemen in die reale Welt übertragen kann, ohne deren eigentliche Funktion zu verlieren.

Digitale Messinstrumente
Digitale Messinstrumente (Foto: Dries Verbrugen und David Peskens)

Messen wird zur Modellierung genutzt

Das Modellieren und Konstruieren von Bauteilen wird üblicherweise in CAD-Systemen (computer-aided-design) umgesetzt. In einer grafischen Oberfläche ist es möglich, digitale Abbilder von physikalischen Objekten darzustellen. Dies wird heute hauptsächlich in dreidimensionaler Form umgesetzt. D.h., die Bauteile werden als Volumenmodell konstruiert und verarbeitet. Möchte man Änderungen am Modell umsetzen, so wird dies über Parameter direkt im CAD-System vorgenommen. Die Welt der Konstruktion hat sich fast vollkommen digitalisiert.

Das Projekt der Entwicklerteams möchte einen gewissen Teil der Digitalisierung wieder in das reale Leben zurück holen. Hierfür haben sie drahtlose, digitale Messinstrumente entwickelt. Ein Maßband, ein Winkelmesser und ein Messschieber.

Maßband, Messschieber, Winkelmesser
Maßband, Messschieber, Winkelmesser (Foto: Dries Verbrugen und David Peskens)

Die Instrumente werden zur Messung von physikalischen Objekten verwendet. Drahtlos werden die genauen Daten in Echtzeit auf eine CAD-Software übertragen. Parallel dazu passt sich das dreidimensionale Volumenmodell den genauen Messungen an. Das Messen wird also zur Modellierung von digitalen Modellen verwendet.

Das Maßband, der Winkelmesser und der Messschieber wurden so einfach wie möglich hergestellt. Der Körper besteht aus Holz und das Messmittel wird aus Messing gefertigt. Auf keinem Messinstrument befinden sich Skalen oder Zahlen. Deshalb nicht, weil der Nutzer nicht darauf angewiesen ist.

Wo können digitale Messinstrumente eingesetzt werden?

Messen des Außendurchmessers einer Vase
Messen des Außendurchmessers einer Vase (Foto: Dries Verbrugen und David Peskens)

Die digitalen Messinstrumente können beispielsweise verwendet werden, um parametrische CAD-Modelle individuell anzupassen. Muss die Höhe verändert werden, wird diese mit dem Maßband gemessen. Soll der Innendurchmesser einer Kanne verändert werden, so wird der Messschieber verwendet. Mit dem Winkelmesser können ganz einfach Winkel angepasst und verändert werden. Und das alles mit einer sehr hohen Präzision.

Um die Funktionen der digitalen Messinstrumente zu demonstrieren, haben die Entwickler unterschiedliche Aufsätze modelliert. Jeder Aufsatz war individuell und musste an unterschiedlich große Gläser angepasst werden.

Mit dem Messschieber wurde der obere Durchmesser des Glases, die Dicke der Wand sowie die Länge des Henkels und dessen Durchmesser gemessen. Der Winkelmesser wurde dazu verwendet, den Schnabel des Aufsatzes zu messen und modellieren. Während jeder Messung wurde das digitale Modell neu berechnet und entsprechend modelliert.

Messen der Außenwand
Messen der Außenwand (Foto: Dries Verbrugen und David Peskens)

Das fertige Modell wurde auf einem 3D Drucker gefertigt und anschließend getestet. Der große Vorteil dieser Mess- bzw. Modellierungsmethode ist, dass weniger Fehler entstehen und die Bauteile anschließend passgenau hergestellt werden können.

Zum Schluss noch das Video von Of Instruments and Archetypes, in dem man die Technologie in Aktion sieht:

Über Stefan Reinsprecht 148 Artikel

Hi, ich bin Stefan Reinsprecht, der Herausgeber von Netzkonstrukteur. Als Maschinenbauingenieur mit jahrelanger Erfahrung in der Konstruktion und Entwicklung interessiere ich mich sehr für technische Dinge. Hier erfährst Du Neuigkeiten, aber auch Grundlagen. Viel Spaß beim Lesen.
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