Aan een ingescand driedimensionaal automodel zijn in de computer weinig grote ingrepen meer te doen. Met nieuw onderzoek van industrieel ontwerpgroep Dynash moet een ontwerper iedere hersenkronkel direct digitaal kunnen toepassen.
Een flink spitse neus, in plaats van een rechthoekige Volvo-voorkant? Of toch maar weer terug. In de tegenwoordige ontwerperswereld vraagt één zo’n grote ingreep dagenlang kleien aan een nieuwe vorm, waarna het nieuwe kleimodel opnieuw moet worden ingescand voor computerbewerking.
De kont van een auto met factor 1,6 vergroten bijvoorbeeld, lukt nu beter in klei dan in Cad, het systeem dat door de meeste ontwerpers wordt gebruikt. Eenmaal in de computer gezet zijn grote veranderingen niet meer mogelijk. “We ontwerpen nu een systeem waarbij je makkelijker overspringt tussen een kleimodel en de computer”, zegt Joris Vergeest van Dynamic Shape Advancement (Dynash). “In het proces van de schets op het bierviltje naar definitief ontwerp, heb je dan minder tussenontwerpen van klei nodig die je steeds moet inscannen. Die kosten teveel tijd.”
De truc van Vergeest en zijn groep zit in het aanbrengen van templates in hun eigen versie van het Cad-ontwerpprogramma. Die templates zijn vormalgoritmes die de ontwerper naar eigen smaak met zijn muis in elke willekeurige richting kan uitrekken. Het rekenwerk achter deze software-aanpassing heeft Vergeest samen met wiskundigen van de Universiteit Utrecht bedacht.
In de computer aangebrachte veranderingen kunnen weer door een robot in een basismodel van klei uitgefreesd worden. Die robot is een lange in zes richtingen beweegbare arm met Black&Decker-boorkop. Hij is live aan het werk in het lab te bewonderen via de website van Dynash.
De arm draait rond een groot blok klei op een draaitafel die op en neer kan, en draagt zo keurig de in de computer vastgelegde coördinaten over op het rode aardewerk. “Dat is best spectaculair om te zien”, zegt Vergeest. Als de robot aan het frezen is vliegt de klei alle kanten op.”
In een ander stadium wordt het model voor de sterk op een diaprojector lijkende scanner geplaatst. “Die scanner projecteert een laserstraal op het object”, zegt Vergeest. “In één seconde heb je dan 40 duizend driedimensionale beeldpunten die je in de computer invoert. Omdat we van één object vanuit zo’n zes verschillende hoeken opnames maken, krijg je zes van die puntenwolken die je met elkaar moet integreren tot één model. Dat vraagt bij de huidige computers nog ruim een uur werk en wij willen dat tot enkele minuten terugbrengen.”
Wat de rekenkracht betreft, hier biedt de supercomputer van de deeltjesversneller Cern in GenÈve uitkomst. “GenÈve heeft de krachtigste computer ter wereld, met daaraan weer andere clusters gekoppeld. Daar gaan wij via een internetverbinding mee rekenen”, zegt Vergeest. Het Cern wil meer geld binnenhalen en verhuurt daarom via het internet haar diensten. Een groep die in GenÈve inlogt kan haar rekenprobleem met de supercomputer oplossen.
Vergeests collega Ger Bruens is docent vormgeving en werkt met hem samen aan Dynash omdat hij specialist is in kleiboetseren. De klei bewaart hij beneden in de kelder van industrieel ontwerpen. Hier hebben de studenten van het keuzevak automotive 3D klei voorverwarmd in een oven staan, klaar om hun ideeën te boetseren.
“Die klei brengen ze bij een temperatuur van ongeveer vijftig graden aan op een basismodel van hardschuim, om de voor het ontwerp specifieke vorm aan te brengen”, zegt Bruens, die coördinator is van de vormstudievakken.
Het werkhok lijkt meer op een handvaardigheidlokaal dan een onderdeel van de universiteit. “Het is noodzakelijk dat studenten zelf 3D-voorstellingen van een ontwerp kunnen kleien”, zegt Bruens. “Het gaat daarbij natuurlijk om vormstudies maken, het is niet zo dat we hier modelbouwers willen opleiden. We blijven een TU.”
‘Als de robot aan het frezen is vliegt de klei alle kanten op’
Een auto is nog altijd het beste in klei te ontwerpen. Die kleimodellen kunnen nu snel in de computer worden gezet. (Foto: Sam Rentmeester/FMAX)
Een flink spitse neus, in plaats van een rechthoekige Volvo-voorkant? Of toch maar weer terug. In de tegenwoordige ontwerperswereld vraagt één zo’n grote ingreep dagenlang kleien aan een nieuwe vorm, waarna het nieuwe kleimodel opnieuw moet worden ingescand voor computerbewerking.
De kont van een auto met factor 1,6 vergroten bijvoorbeeld, lukt nu beter in klei dan in Cad, het systeem dat door de meeste ontwerpers wordt gebruikt. Eenmaal in de computer gezet zijn grote veranderingen niet meer mogelijk. “We ontwerpen nu een systeem waarbij je makkelijker overspringt tussen een kleimodel en de computer”, zegt Joris Vergeest van Dynamic Shape Advancement (Dynash). “In het proces van de schets op het bierviltje naar definitief ontwerp, heb je dan minder tussenontwerpen van klei nodig die je steeds moet inscannen. Die kosten teveel tijd.”
De truc van Vergeest en zijn groep zit in het aanbrengen van templates in hun eigen versie van het Cad-ontwerpprogramma. Die templates zijn vormalgoritmes die de ontwerper naar eigen smaak met zijn muis in elke willekeurige richting kan uitrekken. Het rekenwerk achter deze software-aanpassing heeft Vergeest samen met wiskundigen van de Universiteit Utrecht bedacht.
In de computer aangebrachte veranderingen kunnen weer door een robot in een basismodel van klei uitgefreesd worden. Die robot is een lange in zes richtingen beweegbare arm met Black&Decker-boorkop. Hij is live aan het werk in het lab te bewonderen via de website van Dynash.
De arm draait rond een groot blok klei op een draaitafel die op en neer kan, en draagt zo keurig de in de computer vastgelegde coördinaten over op het rode aardewerk. “Dat is best spectaculair om te zien”, zegt Vergeest. Als de robot aan het frezen is vliegt de klei alle kanten op.”
In een ander stadium wordt het model voor de sterk op een diaprojector lijkende scanner geplaatst. “Die scanner projecteert een laserstraal op het object”, zegt Vergeest. “In één seconde heb je dan 40 duizend driedimensionale beeldpunten die je in de computer invoert. Omdat we van één object vanuit zo’n zes verschillende hoeken opnames maken, krijg je zes van die puntenwolken die je met elkaar moet integreren tot één model. Dat vraagt bij de huidige computers nog ruim een uur werk en wij willen dat tot enkele minuten terugbrengen.”
Wat de rekenkracht betreft, hier biedt de supercomputer van de deeltjesversneller Cern in GenÈve uitkomst. “GenÈve heeft de krachtigste computer ter wereld, met daaraan weer andere clusters gekoppeld. Daar gaan wij via een internetverbinding mee rekenen”, zegt Vergeest. Het Cern wil meer geld binnenhalen en verhuurt daarom via het internet haar diensten. Een groep die in GenÈve inlogt kan haar rekenprobleem met de supercomputer oplossen.
Vergeests collega Ger Bruens is docent vormgeving en werkt met hem samen aan Dynash omdat hij specialist is in kleiboetseren. De klei bewaart hij beneden in de kelder van industrieel ontwerpen. Hier hebben de studenten van het keuzevak automotive 3D klei voorverwarmd in een oven staan, klaar om hun ideeën te boetseren.
“Die klei brengen ze bij een temperatuur van ongeveer vijftig graden aan op een basismodel van hardschuim, om de voor het ontwerp specifieke vorm aan te brengen”, zegt Bruens, die coördinator is van de vormstudievakken.
Het werkhok lijkt meer op een handvaardigheidlokaal dan een onderdeel van de universiteit. “Het is noodzakelijk dat studenten zelf 3D-voorstellingen van een ontwerp kunnen kleien”, zegt Bruens. “Het gaat daarbij natuurlijk om vormstudies maken, het is niet zo dat we hier modelbouwers willen opleiden. We blijven een TU.”
‘Als de robot aan het frezen is vliegt de klei alle kanten op’
Een auto is nog altijd het beste in klei te ontwerpen. Die kleimodellen kunnen nu snel in de computer worden gezet. (Foto: Sam Rentmeester/FMAX)
Comments are closed.