Wypełniając powyższe formularz wyrażają Państwo zgodę na naszą politykę prywatności, z którą można zapoznać się tutaj.
©2024 Innovar3D. All rights reserved.
Innovar 3D (siedziba główna)
ul. Łęgska 41
87-800 Włocławek
INNOVAR 3D - Łódź
ul. Listpadowa 113b/2
92-117 Łódź
INNOVAR 3D - Warszawa
ul. Opinogórska 3/39
04-039 Warszawa
tel. +48 799 01 77 77
email: biuro@innovar.pl
NIP: 8883038240
+48 799 01 77 77 
biuro@innovar.pl 9:00 - 16:00
Aktualizacja wpisu (2026) - ostatnie akapity
W 2026 roku artykuł został zaktualizowany o praktyczne aspekty pracy z danymi ze skanowania 3D pozyskiwanymi przy użyciu sprzętu metrologicznego o podwyższonej dokładności. Zastosowanie precyzyjnych systemów pomiarowych pozwala obecnie na pozyskanie danych o znacznie mniejszym szumie i lepszej spójności geometrycznej, co bezpośrednio przekłada się na wyższą jakość i przewidywalność modeli NURBS tworzonych na podstawie skanów 3D.
Dzięki temu modele CAD oparte o powierzchnie NURBS mogą być wykorzystywane nie tylko jako modele referencyjne, ale również jako wiarygodna podstawa do dalszych prac projektowych, analiz tolerancji oraz przygotowania dokumentacji produkcyjnej.
NURBS w inżynierii odwrotnej – co, jak i z jakim efektem w NURBS CAD w skanowaniu 3D?
Przykładowe pliki do pobrania opisane w tym artykule znajdują się tutaj.
Dowiedz się więcej o zastosowaniu plików NURBS do wizualizacji.
Inżynieria odwrotna to proces, w którym na podstawie wyniku skanowania 3D (chmury punktów lub siatki trójkątów) najczęściej otrzymujemy model CAD. Z reguły mowa jest o pliku parametrycznym bryłowym lub powierzchniowym. Przy tworzeniu takich plików są używane funkcje znane ze standardowego projektowania, takie jak szkice, wyciągnięcia, zaokrąglenia itp. Wszystkie operacje zostają zapisane tworząc tzw. drzewo operacji. Dodatkowo przez cały proces inżynierii odwrotnej powstające etapy mogą być na bieżąco porównywane z bazową siatką trójkątów. Pliki otrzymane taką techniką mają wiele zalet – między innymi są uniwersalne i bardzo dobrze edytowalne w innych programach CAD. Jednak ich wykonanie wymaga dużego nakładu pracy, co przekłada się na koszt wykonania usługi inżynierii odwrotnej.
Pliki te możemy wyeksportować we wszystkich popularnych formatach CAD tj. .step; .iges; .x_t; itp.
Alternatywą dla otrzymania modeli CAD w procesie inżynierii odwrotnej jest stworzenie modeli za pomocą powierzchni NURBS. Takie powierzchnie składają się z łat, które ściśle przylegają do siatki trójkątów, i które są styczne ze sobą. Jeśli cały obiekt będzie wypełniony „łatami” to uzyskanym wynikiem będzie właśnie bryła NURBS. Najważniejszą zaletą tworzenia wyżej opisaną funkcją (nazywaną „autosurface”) jest skrócenie czasu wykonania. Wynik otrzymujemy kilka raz szybciej niż tradycyjnym podejściem. Takie modele możemy również zapisać w typowych formatach CADowski takich jak .stp; .iges. x_t.
Powierzchnie NURBS
Kolejną zaletą modeli CAD powstałych przez powierzchnie NURBS jest możliwość, przekonwertowania skomplikowanych nieparametrycznych kształtów w plik o rozszerzeniu, które umożliwi otwarcie go oprogramowaniu wykorzystującymi pliki CAD. Dobrym przykładem jest zeskanowana rzeźba lub obiekt muzealny, które posiadają skompilowane kształty.
Jednak trzeba pamiętać, że model stworzony przez powierzchnie takie ma pewne ograniczenia. Po pierwsze na takim modelu nie zaznaczymy ostrych krawędzi, ponieważ wszystkie łaty między sobą są styczne i posiadają nieregularne kształty.
Kolejnym ograniczeniem, jest fakt, że łaty nie są nigdy idealnie płaskie, więc nie znajdziemy na nich płaszczyzny:
oraz nie wyznaczymy idealnych okręgów
Zastosowania NURBS
Trzeba również pamiętać, że w celu stworzenia powierzchni NURBS, wymagana jest siatka trójkątów bez ubytków i bardzo dobrej jakości, ponieważ jeśli nie mamy pełnego skanu to powierzchnia nie powstanie, a jeśli na siatce trójkątów będą skazy to i one będę odzwierciedlone na modelu.
Jednak mimo pewnych ograniczeń modele CAD stworzone przez powierzchnie NURBS znajdują swoje zastosowania. Z racji naszego wieloletniego doświadczenia, wykonując usługi skanowania 3D oraz usługi inżynierii odwrotnej zawsze dobierzemy dla klienta odpowiedni wariant dla jego potrzeb.
Porównanie modelu CAD parametrycznego z modelem CAD stworzonym przez powierzchnie NURBS
|
|
Model CAD parametryczny |
Model CAD stworzony przez powierzchnię NURBS |
| Czas wykonania modelu |
Długi |
Krótki |
| Parametryczność modelu |
Obecna |
Brak |
| Wykrywanie krawędzi, płaszczyzny, okręgu itd. |
Tak |
Nie |
| Dokładność odwzorowania |
Duża |
Bardzo duża |
| Wymagana jakość siatki trójkątów |
Mogą występować w niej ubytki |
Wymagana bardzo wysoka jakość siatki |
| Możliwości edycji powstałych plików |
Bardzo duże |
Ograniczone |
| Formaty zapisu |
.stp; .iges; .x_t |
.stp; .iges; .x_t |
Warto zwrócić uwagę na jeszcze jedną możliwość uzyskania modeli CAD, a mianowicie model hybrydowy. Taki model składa się obszarów zrobionych parametrycznie oraz przez powierzchnię NURBS. Np. ogólny kształt przedmiotu jest stworzony przez autosurface, a ważne miejsca zamodelowane będą parametrycznie. Takie rozwiązanie sprawia, że gotowy plik powstaje w stosunkowo szybkim czasie, a przydatność takiego detalu wzrasta (newralgiczne miejsca można łatwo edytować czy wykorzystać np. do stworzenia złożeń).
Opisane wyżej modele do pobrania tutaj.
Usługi inżynierii odwrotnej i usługi skanowania 3D
Wykonujemy usługi skanowania 3D oraz usługi inżynierii odwrotnej w całym kraju.
NURBS i CAD w skanowaniu 3D w kontekście precyzji metrologicznej - aktualizacja 2026
Zastosowanie sprzętu metrologicznego w skanowaniu 3D zmienia sposób, w jaki należy patrzeć na modelowanie NURBS. Wysokiej jakości dane pomiarowe pozwalają na bardziej kontrolowane odwzorowanie krzywizn, przejść powierzchniowych oraz geometrii swobodnych, bez konieczności agresywnego wygładzania lub upraszczania modelu.
W praktyce oznacza to, że model NURBS tworzony na podstawie skanu 3D coraz częściej pełni rolę wiarygodnego modelu geometrycznego, a nie wyłącznie uproszczonej reprezentacji referencyjnej. Ma to szczególne znaczenie w projektach, w których istotne są tolerancje geometryczne, dopasowanie elementów współpracujących oraz przewidywalność dalszych etapów projektowych i produkcyjnych.
Jednocześnie należy podkreślić, że nawet przy bardzo dokładnych danych pomiarowych modelowanie NURBS pozostaje procesem inżynierskim. Sprzęt metrologiczny podnosi jakość danych wejściowych, ale nie eliminuje konieczności świadomych decyzji projektowych dotyczących ciągłości powierzchni, uproszczeń geometrycznych oraz interpretacji geometrii rzeczywistej względem założeń nominalnych.
FAQ – NURBS i CAD w skanowaniu 3D
Czy dokładność skanowania 3D ma realny wpływ na jakość powierzchni NURBS?
Tak. Im dokładniejsze i bardziej spójne dane pomiarowe, tym większa kontrola nad kształtem i ciągłością powierzchni NURBS oraz mniejsze ryzyko lokalnych zniekształceń modelu.
Czy sprzęt metrologiczny eliminuje błędy w modelach NURBS?
Nie. Sprzęt metrologiczny ogranicza błędy pomiarowe, ale nie zastępuje procesu inżynierskiego. Ostateczna jakość modelu NURBS zależy od sposobu jego budowy oraz przyjętych założeń projektowych.
Kiedy model NURBS ze skanu 3D nie jest najlepszym rozwiązaniem?
W projektach, w których wystarczająca jest siatka trójkątów lub model referencyjny, np. do wizualizacji, analiz przestrzennych lub prostych dopasowań.
Czy model NURBS ze skanowania 3D odwzorowuje geometrię nominalną?
Nie. Model NURBS odwzorowuje rzeczywistą geometrię obiektu wraz z jego odchyłkami. Geometria nominalna wymaga dodatkowego opracowania projektowego.
Jak strategia skanowania wpływa na późniejsze modelowanie CAD?
Sposób skanowania, gęstość danych oraz stabilność pomiaru mają bezpośredni wpływ na możliwość wiernego odtworzenia powierzchni NURBS bez nadmiernych uproszczeń.
Czy modele NURBS ze skanów 3D nadają się do produkcji?
Tak, pod warunkiem że dokładność skanowania, sposób modelowania oraz tolerancje projektowe są dopasowane do wymagań procesu produkcyjnego.
Autor: mgr inż. Adam Rajch
Inżynier skanowania 3D, założyciel i właściciel INNOVAR, absolwent Politechniki Warszawskiej. Od ponad 13 lat realizuje projekty z zakresu profesjonalnego skanowania 3D obiektów przemysłowych, pojazdów oraz elementów o złożonej geometrii. Specjalizuje się w skanowaniu laserowym, inżynierii odwrotnej oraz przygotowaniu danych pomiarowych do projektowania CAD i BIM, zarówno dla przemysłu ciężkiego, jak i branży automotive.
W swojej pracy koncentruje się na precyzji pomiarowej, rzeczywistych ograniczeniach technologii skanowania 3D oraz praktycznym wykorzystaniu danych pomiarowych w procesach projektowych i produkcyjnych.