Advanced Geometric Modeling and Analysis
Inhaltsverzeichnis
Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit Forschungsthemen zu erweiterten Methoden der Geometriesynthese und Analyse. Dazu zählen generative Designverfahren mit dem Fokus auf algorithmischen und simulationsgestützten Methoden. Schnittstellen bestehen dabei zu anderen Wissenschaftsdisziplinen (Simulation, Leichtbau, Chemischer Anlagenbau, Biologie, Medizin, etc.) um den jeweiligen Entwicklungs- und Prozessanforderungen gerecht zu werden. Ein weiterer Forschungsgegenstand sind moderne Geometrie-Analyse-Verfahren. Betrachtet werden Analysetechniken des Reverse Engineering mit den grundlegenden Verfahrenstechniken der Geometriedigitalisierung bis zur Flächenrückführung.
Des Weiteren beschäftigt sich die Gruppe mit der Integration der Forschungsthemen in industriell und gesellschaftlich relevante Bereiche. Zu nennen sind hier Anwendungsfelder im medizinischen Bereich, wie der Planung, Konstruktion und Fertigung von individuellen Versorgungen (bspw. Knochenersatz). Ferner liegen Schwerpunkte im Bereich Additiver Fertigungsverfahren, insbesondere Design-Methoden (Design4AM), geometrieadaptive Slicing-Strategien und der Druck von Knochenzementen. Alle Themen sind in aktuellen Lehrveranstaltungen abgebildet.
Themenstellungen sind:
- Diskrete Geometriedaten (Punktewolken, Dreiecksnetze, Voxeldaten)
- Geometrische Darstellungsformen (bspw. NURBS / B-rep, CSG-Tree, implizite und diskrete Formen)
- Algorithmische Verarbeitung und Erzeugung von Geometriedaten
- Implizite und explizite Beschreibungsformen zur Erzeugung von Geometrien (Signed Distance Field – Methoden)
- Erweiterte Methoden zur Konstruktion für die additive Fertigung (Design4AM – bspw. Gitter- und Wandstrukturen, Minimalflächen)
- Generative Designmethoden und algorithmisch beschriebene Strukturen
- Schnittstellen zu Simulationsmethoden, Datenübergabe im ingenieurstechnischen Kontext
- Arbeiten mit 3D-Scandaten verschiedener Erfassungssysteme
- 3D Erfassungsmethoden im Sinne des Reverse Engineering (triangulationsbasierte Oberflächenerfassung, Computertomographie)
- Methoden der Flächenrückführung (Fitting, Approximation, Freiformflächen)
- Reverse Engineering
- Geometrieanalyse im kriminaltechnischen Kontext
- Geometrieanalyse und Design-Strategien im medizinischen Kontext
- Assistenzsysteme zur Geometrieverarbeitung für verschiedene Anwendungsfelder
- Überführung und Nutzung von (Geometrie)-Informationen aus bildgebenden Verfahren wie Computertomographie in der virtuellen Produktentwicklung
- KI-Unterstütze Methoden zu Geometriesegmentierung und Klassifizierung
- Geometrieadaptive Slicing-Methoden
Angebote und Informationen zur Ausstattung des Reverse Engineering Labors
Ansprechpartner
| Leiter: | |
| Stv. Leiter | Dr.-Ing. Philipp Sembdner |
| Weitere Mitarbeiter: | |
| Dipl.-Ing. Maximilian Pohling | |
| Dipl.-Ing. Paul Schuster | |
| Dipl.-Ing. Alexandra Schaaf |
Projekte
| Projektlaufzeit | Projektitel |
|---|---|
| 08/2025 - 12/2027 | Voronoistruktur-basierte individuell lastangepasste Implantate aus polymeren Knochenersatzmaterialien |
| 03/2025 - 04/2027 | Prozessbegleitende wissensbasierte Assistenz bei der Behandlungsplanung in der Dentalchirurgie |
| 01/2025 - 06/2027 | Adaptive individualisierte Implantate zur großflächigen kranioplastischen Versorgung |
| 11/2021 - 10/2023 | |
| 10/2020 - 12/2021 | Konstruktive Aspekte der Erzeugung essentieller OP-Schablonen und funktionaler Implantatstrukturierungen (Teilprojekt) |
| 09/2019 - 08/2021 | |
| 07/2018 - 06/2020 | |
| 10/2017 - 09/2020 | |
| 08/2017 - 01/2020 | |
| 07/2017 - 06/2020 | |
| 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 |
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09/2016 – 02/2019 |
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| 08/2016 - 07/2018 | Konstruktion, Berechnung und Herstellung komplexer geometrischer Strukturen mittels Laserstrahlschmelzen |
| 06/2012 - 02/2018 | 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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