Rhino 8: Flächen abwickeln mit UnrollSrf, UnrollSrfUV und Squish

Die offizielle Rhino-8-Dokumentation beschreibt die Befehle UnrollSrf, UnrollSrfUV und Squish, um unterschiedliche Flächen in eine Ebene zu überführen. Entscheidend für die Wahl ist, ob eine Fläche in einer oder in zwei Richtungen gekrümmt ist: Für abwickelbare Flächen lässt sich UnrollSrf verwenden, für doppelt gekrümmte Flächen Squish, das eine angenäherte Abwicklung erstellt. UnrollSrfUV erhält beim Abwickeln außerdem die UV-Informationen der Ausgangsflächen. Bei der Vorbereitung von Architekturverkleidungen oder Fertigungsmustern ist es wichtig, diese Unterschiede zu beachten und die Verformungen im Ergebnis zu prüfen.

1. Geometrie bestimmen

Eine Fläche ist abwickelbar, wenn sie sich aus einer ebenen Platte durch Biegen formen lässt, ohne dass diese gedehnt, zerrissen oder geknickt werden muss. Zylinder und Kegel sind Beispiele für solche Flächen. Sie sind nur in einer Richtung gekrümmt und weisen entlang der Fläche Geraden auf. Rhino empfiehlt UnrollSrf, um solche Flächen in eine Ebene zu überführen.

Kugeln, Torusflächen und andere in zwei Richtungen gekrümmte Flächen lassen sich nicht auf dieselbe Weise abwickeln. Für die Überführung in eine Ebene muss das Material möglicherweise gestaucht oder gedehnt werden. Prüfen Sie vor der Wahl eines Befehls mithilfe einer Gaussian-Curvature-Analyse, welche Bereiche der Fläche doppelt gekrümmt sind. Auch der in der Dokumentation beschriebene Befehl Curvature hilft dabei, die Krümmung beim Bewegen des Cursors über eine Fläche sichtbar zu machen: Doppelte Krümmung wird mit zwei Bögen dargestellt, eine abwickelbare Fläche mit einem Bogen und einer Linie.

2. Abwickelbare Flächen mit UnrollSrf abwickeln

1. Wählen Sie die Fläche oder Polysurface aus. In der Rhino-8-Hilfe ist UnrollSrf unter Surface Tools › Surface › Surface Flattening › Unroll Developable Surface aufgeführt.

2. Wählen Sie während des Abwickelns Kurven, Punkte oder Textpunkte auf der Fläche aus. Lässt sich eine getrimmte Polysurface nicht abwickeln, entfernen Sie die Trim-Kurven und wickeln Sie die Fläche und Kurven ab. Anschließend können Sie die abgewickelte Fläche erneut trimmen.

3. Legen Sie mit Explode fest, wie die Teile ausgegeben werden. Yes lässt die Flächen getrennt; No fügt Teile an den Kanten wieder zusammen, die in der ursprünglichen Polysurface gemeinsame Kanten waren.

4. Ziehen Sie Labels in Betracht, um entsprechende Kanten zuzuordnen. Die Option versieht die Kanten des Ausgangsobjekts und der abgewickelten Teile mit übereinstimmenden nummerierten Markierungen.

5. Gibt der Befehl eine Warnung zu einer Flächendifferenz aus, vergleichen Sie die Fläche der abgewickelten Fläche mit der ursprünglichen. Für die Warnung lässt sich ein prozentualer Flächenunterschied festlegen. Laut Dokumentation können beim Abwickeln Abweichungen bei Fläche oder Länge der Abwickellinien auftreten.

Bei UnrollSrf legt RelativeTolerance fest, bis zu welcher Grenze eine Richtung als linear gilt, wenn LinearDirection=Natural verwendet wird. Kleinere Werte sind strenger; laut Dokumentation kann der Wert 1,0 bei den meisten Freiformflächen eine Abwicklung ermöglichen. Dieser Wert allein belegt nicht, dass die Abwicklung für die Fertigung geeignet ist.

3. UnrollSrfUV verwenden, wenn die UV-Informationen erhalten bleiben sollen

UnrollSrfUV ist dafür vorgesehen, beim Abwickeln einer Fläche oder Polysurface die UV-Informationen der Ausgangsflächen zu erhalten. Als Menüpfad ist Surface › Surface Flattening › Unroll Surface UV angegeben. Auch die Schritte zum Auswählen von Kurven, Punkten oder Textpunkten sind in der Hilfe beschrieben.

Bei diesem Befehl kann LinearDirection auf Natural, U oder V gesetzt werden. Natural bestimmt automatisch, welche Isoparameterlinien als gerade gelten; mit U und V wird die Richtung manuell festgelegt. Wenn beide Richtungen geeignet erscheinen, wird die geradere verwendet. Kann keine davon als linear eingestuft werden, lässt sich die Fläche nicht abwickeln. Die Dokumentation warnt ausdrücklich, dass bei einer abwickelbaren Fläche wie einem Zylinder eine falsche Richtung zu einem verzerrten Ergebnis und einer Meldung über Flächenverlust führen kann.

4. Doppelt gekrümmte Flächen mit Squish abwickeln

1. Wählen Sie eine Mesh- oder NURBS-Fläche mit Krümmung in zwei Richtungen aus. Der Menüpfad lautet Surface Tools › Surface › Surface Flattening › Squish Double-Curved Surface.

2. Legen Sie mit Deformation fest, ob Stauchung oder Dehnung bevorzugt wird. Free gibt keiner der beiden Richtungen den Vorrang; StretchMostly bevorzugt Dehnung, CompressMostly Stauchung. StretchOnly verhindert Stauchung, CompressOnly verhindert Dehnung.

3. Prüfen Sie die Markierungen und den Bericht im Ergebnis. Eine rote Punktwolke kennzeichnet Bereiche mit Stauchung, eine grüne Punktwolke Bereiche mit Dehnung. Die Stellen mit den stärksten Veränderungen können mit bis zu zehn Textpunkten markiert werden; an diesen Markierungen wird die Längenänderung in Prozent angegeben.

4. Prüfen Sie neben der Flächenänderung auch die geschätzten Werte für Stauchung und Dehnung. Soll ein geschlossenes Mesh an einer Naht aufgetrennt werden, gibt es die Option SplitSeams; um Verformungen der Randlängen zu vermeiden, steht PreserveBoundary zur Verfügung.

5. Verwenden Sie SquishBack, um Kurven oder Punkte aus dem 2D-Muster auf die ursprüngliche 3D-Form zurückzuführen.

Bei den Optionen CustomA, CustomB und CustomC lassen sich die Parameter für Dehnung und Stauchung in Rand- und Innenbereichen einstellen. Laut Dokumentation beträgt der Wert der vier Parameter 1; es können positive Werte eingegeben werden. Wird ein Parameter erhöht, verringert sich die von ihm beschriebene Verformung, wenn die übrigen Parameter gleich bleiben. Um beispielsweise die Stauchung in Innenbereichen zu begrenzen, wird InteriorCompress=100 als Beispiel genannt. In einem anderen Beispiel zur Erhaltung der Randlängen werden BndStretch und BndCompress auf 10 sowie InteriorStretch und InteriorCompress auf 1 gesetzt.

Was bedeutet das für Architektur- und Visualisierungs-Workflows?

Für Teams, die Fassadenverkleidungen, Sonderformteile oder Schnittmuster vorbereiten, hilft die richtige Befehlswahl, frühzeitig zu beurteilen, ob eine Fläche als ebenes Muster betrachtet werden kann. Für abwickelbare Flächen mit Krümmung in nur einer Richtung lässt sich UnrollSrf verwenden. Wenn die UV-Informationen erhalten bleiben sollen, können die Optionen von UnrollSrfUV geprüft werden. Bei doppelt gekrümmten Formen bietet Squish eine erste Einschätzung der Verformung.

Squish bildet die physikalischen Eigenschaften des tatsächlichen Materials und insbesondere den Einfluss der Materialstärke jedoch nicht ausreichend ab. Die angezeigten Werte ersetzen daher keine Fertigungsprüfung. Bei Projekten, bei denen Material-, Schneid- oder Biegekosten entscheidend sind, sollte das Ergebnis mit Fertigungsfachleuten geprüft werden. Beachten Sie auch, dass Squish bei abwickelbaren Flächen möglicherweise nicht gut funktioniert; in diesem Fall sollte UnrollSrf verwendet werden.

Häufige Fehler

• Zu erwarten, dass sich eine Kugel oder eine andere doppelt gekrümmte Fläche mit UnrollSrf korrekt abwickeln lässt.

• Das Ergebnis zu verwenden, ohne bei UnrollSrfUV die Auswahl von LinearDirection zu prüfen.

• Eine Warnung zu Flächenabweichungen zu übersehen oder den Toleranzwert als Nachweis für Fertigungsgenauigkeit zu betrachten.

• Die Verformungsmarkierungen von Squish als echten Materialtest oder endgültige Schnittvorlage zu interpretieren.