Advanced Geometric Modeling and Analysis
Table of contents
The research group deals with research topics on advanced methods of geometry synthesis and analysis. These include generative design processes with a focus on algorithmic and simulation-based methods. There are also interfaces to other scientific disciplines (simulation, lightweight construction, chemical plant engineering, biology, medicine, etc.) in order to meet the respective development and process requirements. Another area of research concerns modern geometry analysis methods. Analysis techniques of reverse engineering with the basic process techniques of geometry digitization up to reverse engineering are considered.
Furthermore, the group deals with the integration of research topics in industrially and socially relevant areas. These include fields of application in the medical sector, such as the planning, design and production of individual prosthetics (e.g. bone replacement). There is also a focus on additive manufacturing processes, in particular design methods (Design4AM), geometry-adaptive slicing strategies and the printing of bone cements. All topics are covered in current courses.
Topics are:
- Discrete geometric data (point clouds, triangle meshes, voxel data)
- Geometric forms of representation (e.g. NURBS / B-rep, CSG tree, implicit and discrete shapes)
- Algorithmic processing and generation of geometric data
- Implicit and explicit forms of description for generating geometries (signed distance field methods)
- Advanced design methods for additive manufacturing (Design4AM - e.g. grid and wall structures, minimal surfaces)
- Generative design methods and algorithmically described structures
- Interfaces to simulation methods, data transfer in an engineering context
- Working with 3D scan data from various capture systems
- 3D acquisition methods in the sense of reverse engineering (triangulation-based surface acquisition, computer tomography)
- Methods of reverse engineering (fitting, approximation, free-form surfaces)
- Reverse Engineering
- Geometry analysis in a forensic context
- Geometry analysis and design strategies in a medical context
- Assistance systems for geometry processing for various fields of application
- Transfer and use of (geometry) information from imaging processes such as computer tomography in virtual product development
- AI-supported methods for geometry segmentation and classification
- Geometry-adaptive slicing methods
Offers and information on the equipment of the Reverse Engineering Lab
Contact Persons
Head: | Dr.-Ing. Stefan Holtzhausen |
Deputy Head: | Dr.-Ing. Philipp Sembdner |
Assistants: | Dipl.-Ing. Martin Pendzik |
Dipl.-Ing. Arthur Hilbig | |
Dipl.-Ing. Alexander Seidler |
Projects
Project Running Time | Project Title (German Original Title) |
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11/2021 - 10/2023 | Entwicklung eines smarten Scaffold-Designs und Gestaltung individueller Ersatzstrukturen im Kontext einer durchgängigen Prozesskette |
10/2020 - 12/2021 | Konstruktive Aspekte der Erzeugung essentieller OP-Schablonen und funktionaler Implantatstrukturierungen (Teilprojekt) |
09/2019 - 08/2021 | Prozesskette zur wissensbasierten Konstruktion und Auslegung von Bewegungselementen für die Herstellung individueller Orthesen (Teilprojekt) |
07/2018 - 06/2020 | Erarbeitung eines Konzepts zum Daten-Workflow und notwendiger Softwarelösungen zur individuellen Planung, Modellierung und Fertigungsvorbereitung eines Augmentats (Teilprojekt) |
10/2017 - 09/2020 | Parametrisierung individueller Knieimplantate für die Planung und Fertigung mittels EBM (Teilprojekt) |
08/2017 - 01/2020 | Ermittlung von Rauheiten im Bauteilinneren anhand von CT-Daten und Korrelation zu klassischen Verfahren (Teilprojekt) |
07/2017 - 06/2020 | ESF-Nachwuchsforschergruppe „IndivImp“: Individualisierte Implantate und Ersatzgewebe durch Additive Fertigungsmethoden |
10/2016 - 03/2019 |
Erforschung eines Verfahrens zur Realisierung der Geometrievielfalt bei der generativen Fertigung von Individualimplantaten aus Calciumphosphatzement, „Osteoprint-custom“; Teilprojekt: Algorithmen zur Geometrie- und Werkzeugbahngenerierung für das 3D-Drucken von Scaffolds |
09/2016 – 02/2019 |
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08/2016 - 07/2018 | Konstruktion, Berechnung und Herstellung komplexer geometrischer Strukturen mittels Laserstrahlschmelzen |
06/2012 - 12/2016 | Durchgängige Reverse Engineering/CAD/CAM-Lösung zur navigationsunterstützten Zahnimplantation mittels Bohrschablonen |
02/2016 - 01/2019 | RessFAST – Steigerung der Materialeffizienz durch ressourceneffiziente Fertigung für Bauteile aus Aluminium, Stahl und Titan |
01/2016 - 01/2018 | Agent-3D_Basis: Rahmenbedingungen für die Additiv-Generative-Fertigung, Teilprojekt: Simulation und Absicherung der neuen Gestaltungsmöglichkeiten |
03/2013 - 02/2015 | Entwicklung eines rechnergestützten 3D-Dokumentationssystems (Hard- und Software) mit zusätzlichen digitalen Farbinformationen für die Beurteilung des Heilungsverlaufs chronischer Wunden |
10/2013 - 03/2015 | Datenreduktion in 3D-Tagebaumodellen |
01/2013 - 12/2014 | Darstellungsverfahren und Methoden im Feld der Simulation sowie materialbezogene Umsetzungsformen - "Das Berufsfeld des Darstellungs- und Simulationsmethodikers" |
09/2011 - 12/2016 | Adaptive Verformung von Finite-Elemente-Modellen auf 3D-Scandaten |
08/2011 - 07/2013 | Konstruktion eines Tiefziehwerkzeuges zur Herstellung von Verdecken bei der HARMONA Akkordeon GmbH |
09/2010 - 08/2012 | 3D-Scannen chronischer Wunden und Narben zur Beurteilung des Behandlungsverlaufes |
04/2009 - 03/2012 | Erarbeitung effektiver Methoden und Softwarelösungen zur aufwandsarmen Modellierung von individuellen Implantatstrukturen |
03/2009 - 02/2011 | Entwicklung von neuen Schneidverfahren für beschichtete Holz- und Aluminiumteile |
01/2009 - 12/2010 | CAE-Methoden in der Einarbeitungsphase der Blechumformung |
01/2008 - 12/2009 | Reverse Engineering in der Kleinserienfertigung des Streichinstrumentenbaus - Produktionstechnische Aspekte |
09/2007 - 04/2009 | Effektive 3D-Messung von Verdichterschaufeln der Fa. Rolls-Royce |
12/2006 - 02/2007 | Reliefmodell der Sächsisch-Böhmischen Schweiz |
11/2005 - 05/2006 | Erstellung eines dreidimensionalen Volumenmodells der menschlichen Mittelohrknöchelchen |
09/2005 - 05/2007 | Einsatz von Reverse Engineering am Beispiel MELKUS RS1000 - RS2000 |
05/2005 - 04/2007 | Erarbeitung einer Methodik für die CAD-Modellierung bezüglich der unterschiedlichen individuellen Behandlungsmittel für Tumorpatienten und Erstellung einer durch Zahntechniker dafür nutzbaren Software |
05/2005 - 07/2006 | Einführung der Prozesskette Konstruktion und Fertigung von Zahnformen in der Firma Heraeus Kulzer am Standort Wasserburg |
04/2005 - 12/2006 | Rechnergestützte Konstruktion, Simulation und Fertigung von Musikinstrumenten im Vorhaben "Musicon Valley |
03/2005 - 04/2006 | Der Goldene Rathausmann in Dresden – 3D-Scanning und Photogrammetrie |
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