產(chǎn)生描述位于三維成形部件表面上的箔片的數(shù)據(jù)組的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于產(chǎn)生描述位于=維成形的部件表面上的錐片的數(shù)據(jù)組的方 法，其中該錐片在鋪設(shè)到該部件上之前設(shè)置有一個微觀結(jié)構(gòu)（即一個可見的精密結(jié)構(gòu)）、尤 其一個壓花或印痕，并且在生產(chǎn)該部件時參照其最初的且鋪設(shè)到該部件表面上之前存在的 尺寸和厚度分布呈=維地拉伸和延展，該拉伸和延展是通過在適當(dāng)時在提供壓力和熱量的 情況下貼靠到該部件表面處，其中首先通過在鋪設(shè)到該部件表面上時錐片材料的流變性能 的計算機(jī)輔助的模擬和建模，測定通過平行于錐片平面的拉伸和延展并在層厚度方面（即 在所有=個軸中）實現(xiàn)的錐片的幾何形狀的改變，并且W第一數(shù)據(jù)組的形式來提供。
【背景技術(shù)】
[0002] 人們通?？蒞看到作為在汽車內(nèi)部空間中的表面設(shè)置有例如熱塑性錐片的=維 成形部件表面。運些錐片經(jīng)常設(shè)置有同樣微觀=維構(gòu)造化的上表面(壓花、印痕），其中已經(jīng) 在一個先前的成型步驟中設(shè)置有表面結(jié)構(gòu)的錐片受另一個后續(xù)成形的處理步驟影響，尤其 是一個成型的深拉，其中該錐片獲得其部件形式。
[0003] 該先前的成型步驟(其中該錐片設(shè)置有一個表面結(jié)構(gòu))通常由沖壓方法構(gòu)成。在此 情況下，人們當(dāng)然了解包括深拉在內(nèi)的一系列作為后續(xù)的成型的處理步驟的變形方法，例 如熱成型、壓力層壓、后注塑化interspritzen)、陰模熱成型（IMG in-mould graining)，在 該錐片被壓向模具并且獲得其部件形式。
[0004] 帶有一個=維構(gòu)造化的沖壓的表面（即大致由塑料構(gòu)成的有花紋的、有圖案的或 精密結(jié)構(gòu)化的模制表皮)的熱塑性錐片作為物體的表面廣為人知并且例如被用于車輛的內(nèi) 襯板，在此經(jīng)常作為相對柔軟的下起泡的（unterschSumte)鏈片，即所謂的泡沫錐片，W 舒適的觸感大致用于儀表板或車口的內(nèi)殼等的襯板。運些錐片W相應(yīng)的強(qiáng)度和樣式的匹配 自然也被用于其他優(yōu)質(zhì)的涂覆產(chǎn)品。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中已知用于產(chǎn)生運些模制表皮的不同的方法，例如用于產(chǎn)生"環(huán)形的" 錐片軌道的漉社方法或也用于產(chǎn)生單獨的工裝模制表皮的方法。然而，在此還要提及如下 的漉社方法，其中一個熱塑性錐片借助于一個壓花漉而設(shè)置有表面結(jié)構(gòu)。
[0006] 本領(lǐng)域技術(shù)人員已知在W下變形方法方面的問題:在將一個錐片鋪設(shè)到一個=維 的部件上時，即大致在一個拉伸過程中，其中一個設(shè)置有統(tǒng)一的印花表面的錐片被拉入一 個模具(深拉)或通過一個固定的載體或基體張緊，運當(dāng)然會使錐片發(fā)生巨大的變形。在此， 通過單獨的表面區(qū)域之間的變化的距離能夠產(chǎn)生扭曲，運種扭曲作為不規(guī)則性會立刻引起 觀察者的注意。由于在汽車內(nèi)部空間區(qū)域內(nèi)可W觀察到改善觀感質(zhì)量的強(qiáng)大趨勢，運些不 規(guī)則性越來越不為人們所接受。
[0007] 目P，必要的是提前就已經(jīng)知道是否能夠出現(xiàn)運些不規(guī)則性，由此然后W此方式使 該制造過程和設(shè)計能夠與壓印和變形相匹配，使得通過單獨的表面區(qū)域之間變化的距離盡 可能不產(chǎn)生扭曲。
[000引為此，通常產(chǎn)生錐片涂覆部件的實體的原型，運些原型然后經(jīng)常與該汽車制造商 一起被進(jìn)行評估并且在出現(xiàn)故障時總是再一次用經(jīng)改變的參數(shù)作為單獨零件并且經(jīng)常W 手工操作而高耗費地進(jìn)行生產(chǎn)并且再次受到檢查。當(dāng)然，運種對最終完成的實施方式的探 索是十分高耗費并且昂貴的。
[0009] -段時間W來，隨著自動化和計算機(jī)輔助的發(fā)展，人們也在制造領(lǐng)域并且在此也 在原型制造中嘗試使用計算機(jī)輔助的方法，運些方法在模型計算或模擬的范圍內(nèi)實現(xiàn)運些 原型部件在顯示屏上的可視化。
[0010] 目前的現(xiàn)有技術(shù)在此類互動式汽車內(nèi)部空間表面的可視化領(lǐng)域內(nèi)實現(xiàn)例如材料/ 材料表面的照明模擬。能夠確定和示出顏色W及光澤特性。運種虛擬的材料特性作為理論 模型的參數(shù)或通過明確的測量來確定。
[0011] 此外，汽車的作為CAD模型存在的部分可W用紋理，即用自然的或工藝的微觀結(jié)構(gòu) 的模型，如皮革、木材、沙子、拋光的金屬表面、雕版等覆蓋，運在表面上獲得了一種精密結(jié) 構(gòu)的印象。為此要提及作為示例性方法的"凹凸貼圖（Bump Mapping)"，運種方法使用紋理 深度信息，W便使觀察者獲得微觀結(jié)構(gòu)的一種=維的效果并且被視為當(dāng)今許多的解決方案 的基礎(chǔ)。
[0012] 紋理的用途形成相對于該精密結(jié)構(gòu)的明確的3D建模的一種折中，然而，運種折中 能夠?qū)崿F(xiàn)對整個汽車內(nèi)部空間的互動式觀察，因為通過運種方法減少了待管理的數(shù)據(jù)量。
[0013] 在汽車內(nèi)部空間的細(xì)有錐片的部件方面，現(xiàn)有技術(shù)為在該生產(chǎn)過程中并且在緊接 著對運些數(shù)據(jù)的使用（用于在虛擬的部件上的紋理的正確定位）中對一個錐片樣式的局部 變形進(jìn)行檢測。在運種情況中，使用一個已知表面的數(shù)字表示（"掃描"）作為紋理(參見:針 對性地形成表面特性（Oberf IScheneigenschaftengezieIt gestalten)，汽車材料 (Automotive Materials)，第2期，2007號，第29至33頁）。
[0014] 然而，該實際的視覺印象在此不利地示出為，比在一個實體-自然的部件表面的情 況下用一個變形的并且設(shè)置有壓花的錐片所產(chǎn)生的有所不足。在該虛擬的部件的生產(chǎn)過程 的影響到目前為止尤其只通過局部的標(biāo)度表示。運由不均勻的部件表面W及細(xì)接工藝 (Bespannungsprozesses)的時間過程（例如熱成型）產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的基本目的在于，實現(xiàn)細(xì)有錐片的部件的改善的可視化并且W此方式完全 放棄在存在疑問的情況下總是需要的原型制造并且實現(xiàn)設(shè)置有微觀結(jié)構(gòu)的錐片的部件的 可視化質(zhì)量，運種可視化如此接近實體-自然的部件表面的外觀，使得不用原型就可W作出 生產(chǎn)決策。本目的是通過主權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求公開了其他的有利的 設(shè)計。
[0016] 在此，首先從測量拓?fù)涮峁┑诙?shù)據(jù)組，該第二數(shù)據(jù)組代表在未成形的狀態(tài)下且 鋪設(shè)到該部件上之前的錐片的微觀結(jié)構(gòu)或壓花或印痕的最初的拓?fù)洳⑶矣筛叨群蜕疃刃?息組成。一般而言，運種宏觀結(jié)構(gòu)、壓花或印花結(jié)構(gòu)從視覺測量現(xiàn)在W深度圖的形式存在。
[0017] 現(xiàn)在運種方法在于，通過鋪設(shè)到該部件表面上時錐片材料的流變性能的模型和該 錐片的改變，用通過該微觀結(jié)構(gòu)影響的全局的和局部的幾何變形在所有=個軸中確定變更 數(shù)據(jù)，W便確定在鋪設(shè)錐片時的過程參數(shù)和錐片微觀結(jié)構(gòu)。
[0018] 運樣，人們例如在一個帶有該建模的深拉部件的情況下測定每個質(zhì)點的位移向量 并且由此測定在鋪設(shè)前平面式/平坦的和W-個預(yù)先給定的層厚度存在的錐片的每個幾何 位置/點，該錐片描述在"平面式/平坦的"狀態(tài)中的質(zhì)點與在"變形"的狀態(tài)中的同樣的質(zhì)點 之間的相關(guān)性。由此人們也可W在所有的部件點處得到變形的錐片的層厚度和從屬的地點 與在最初存在的平面的錐片的相同地點和層厚度的指派關(guān)系。
[0019] 存在作為模擬的結(jié)果計算出的并且在第一數(shù)據(jù)組中輸出的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)針對最終 的且鋪設(shè)到該部件表面之后存在的錐片的層厚度的分布和位置(是位置正確的并且相對于 該未成形的錐片的層厚度）。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，目前運種通過計算機(jī)輔助的流變性能的模擬和建模測定的第一數(shù)據(jù) 組的數(shù)據(jù)W如下方式被用于改變第二數(shù)據(jù)組，使得該第二數(shù)據(jù)組的高度和深度信息在考慮 到平行于錐片平面的拉伸和延展的情況下位置正確地/局部地借助于從運些模擬結(jié)果中測 定的、針對層厚度的數(shù)據(jù)而被換算為或匹配于與經(jīng)改變的層厚度一致地改變的高度和深度 信息并保存在一個第=數(shù)據(jù)組中。
[0021] -般而言，運些高度和深度信息的改變當(dāng)然在于由在拉伸情況下實現(xiàn)錐片的變薄 而導(dǎo)致的降低。例如，運意味著，運些錐片區(qū)域按照模擬在鋪設(shè)到該部件后具有一個更小的 錐片厚度，其中從該錐片的結(jié)構(gòu)深度/微觀結(jié)構(gòu)深度測定的在"平面式/平坦的"狀態(tài)中在鋪 設(shè)前包含的數(shù)據(jù)相應(yīng)地減少。此后，該第=數(shù)據(jù)組的計算出的"新"的高度和深度信息作為 在鋪設(shè)到該部件上之后改變的錐片的新微觀結(jié)構(gòu)添加/疊加到該第一數(shù)據(jù)組和在必要時用 于在一個屏幕上形成可視顯示的部件幾何形狀。根據(jù)本發(fā)明，對該有微觀結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行 修改W用于可視化并且將運種修改根據(jù)通過模擬方法計算的材料遷移在變形過程中在反 向禪合(Riickkopp lung)的意義上進(jìn)行疊加。
[0022] 由此，通過此施加，該錐片的厚度