Das Relief Programm

Das Reliefprogramm

Mit dem Reliefmodul erstellen und bearbeiten Sie Freiformflächen, Münzreliefs und Formen für Gravier- / Fräsanwendungen. Hier werden gerasterte Reliefdaten im Relief – Format als geordnete Punktewolke bearbeitet. Reliefdaten sind ähnlich den gerasterten Druckbilddaten wie PCX, BMP, TIFF  .. aufgebaut.

Das Reliefbild besteht aus einzelnen, in Spalten und Zeilen geordneten Punkten, den Pixeln. Jedem Pixel ist ein Höhenwert (Z – Information) zugeordnet. In den verschiedenen grafischen Darstellung werden diese Höheninformationen als Farben, Graustufen oder Kurven gezeichnet. Ein Pixel ist dabei das kleinste darstellbare Element im Relief. Werden für Projektionen, Umrechnungen oder zum Fräsen Zwischenpunkte benötigt, dann werden diese interpoliert. Die Reliefs können editiert, skaliert, gefiltert, gespiegelt und über verschiedene Fräserkorrektur – Verfahren in optimale Fräsbahnen umgerechnet oder als Projektionsbasis zum Abbilden von 2D- oder 3D – Wegen verwendet werden.

Das Relief Modul unterstützt als äußerst leistungsfähiges Programm die Bereiche:

• Verarbeiten von Reliefs, Digitalisierdaten, Flächenformaten, Fotos (Relief).
• Erzeugen von Reliefs aus Grafikelementen (ReliefVTR).
• Erzeugen von Fräsdaten aus Relief (CAM) (Relief AutoKorr).

Schwerpunkt für das Reliefformat sind künstlerische Werkstücke mit vielen feinen Details und relativ flachen Verläufen (Münzrelief). Hier liegt der besondere Vorteil einer einfachen und kompakten Darstellung. Technische Formteile haben dagegen eher gleichmäßige, zum Teil auch sehr steile Flächen mit wenigen Strukturen. Hierfür sind eher Flächenbeschreibungen (Solids) geeignet. 

Einige Vor- und Nachteile der Verfahren:

Der Austausch von Vektordaten (Wegen) zwischen Relief und CAD

Werden Vektordaten (Wege – Konturen, Strecken, Punkte) im Reliefmodul benötigt, dann sind diese im CAD zu erzeugen und markiert in das Reliefmodul zu übernehmen. Im Reliefmodulwerden die im CAD markierten Wege in der Farbe Cyan angezeigt. Andererseits werden Wege, die im Reliefmodul erzeugt wurden, nach Verlassen des Reliefmodul markiert in den AktLayer übernommen. Im CAD können Wege sehr leicht auf das Relief im Hintergrund gezeichnet werden nachdem im Hilfsmittel Grafikhintergrund die Option Relief aktiviert wurde.

Die Hilfsmittel im Relief

	Grafik ZOOM +: Bild vergrößern. Einen Bildausschnitt durch ein Rechteck einrahmen und vergrößert darstellen. Nach Anklicken mit erhalten Sie je nach Modul eine Zoom-Auswahl.
	Grafik ZOOM -: Bild verkleinern. Die Grafik mit halber Größe neu zeichnen. Nach Anklicken mit erhalten Sie je nach Modul eine Zoom-Auswahl.
	Grafik Bild NORM: Bild auf eingestellte Grenzen. Nach Anklicken mit erhalten Sie eine Auswahl zur Grafikeinstellung: Standard Graubild: Standard Graustufen (Farb-) Reliefbild einstellen. Die Farbtabelle kann unter Farben geändert werden. Die Grafikanzeige wird durch Anklicken von Standard Graubild und übernehmen aktiviert.  Kontrast dz-Grafik: Reliefdraufsicht mit Hervorhebung feiner Details. Die Kontraststufe kann im Bereich 1..5 eingestellt werden. Rendern: Die Reliefgrafik mit fest eingestellter Beleuchtungsquelle gerendert anzeigen.  Standardeinstellung. Relief Objekte: Anzeige der Objektgrenzen (Vektordaten). Durch anklicken wird die Anzeige ein-/ausgeschaltet. Zwischen- ablage: Anzeige der Vektordaten in der Zwischenablage (markierte Wege).Durch anklicken wird die Anzeige ein-/ausgeschaltet. Farben: Einstellung der Farbtabelle für die Relief Bilddarstellung. Zur Auswahl stehen verschiedene Standard – Paletten (Grautreppe .. Schokolade) und eine freie Einstellung mit variable Farben.
	Grafik Bild Neu:  Bild mit aktuellen Einstellungen neu zeichnen.
	Grafik Alles:  Alle Grafikteile anzeigen (auch außerhalb der Grenzen).
	Eingabeparameter (Programmeinstellungen). Aktuelle Informationen finden Sie in der Programmhilfe .
	Hilfe: Haben Sie Fragen zur Bedienung, dann benutzen Sie bitte zuerst die eingebaute Hilfe. Die Hilfe erreichen Sie auch bei bereits aktivierter Funktion mit oder mit dem Hilfsmittel ? Hilfe und anklicken der Funktion.
	Auswahl AktLayer:  Alle Operationen werden mit einem Layer dem AktLayer (aktueller oder aktiver Layer) ausgeführt. Der gewünschte Layer wird hier ausgewählt.

Menü Relief Datei

In diesem Menü laden und speichern Sie Relief – Datenformate, Bilder und CAD- oder Digitalisierdaten. Die Funktionen in diesem Menü laden immer nur ein komplettes Relief und löschen dabei den vorhergehenden Relief Inhalt.

Relief öffnen.

Gepackte (.HRP) oder ungepackte Reliefdaten (.HRL) werden aus einer Datei in den Arbeitsspeicher geladen. Zur Unterscheidung der Datenformate siehe Relief speichern.

Relief speichern.

Die Reliefdaten werden in eine Datei gespeichert. Zum Speichern können Sie die beiden Dateitypen HRP und HRL wählen.

Relief Import.

Fremdformate können mit Relief Import in ein Relief gewandelt werden.

Import STL.

STL ist ein Stereo Lithographie – Format der Firma 3D-Systems. Zum Import werden ASCII- und Binär-Dateien akzeptiert. Die Maßeinheit wird immer in mm angenommen. Vorteil von STL ist die klare Definition und damit sind kaum Probleme beim Import zu erwarten. Für gute Flächenqualitäten sollten Sie darauf achten, daß die Flächen möglichst hoch aufgelöst und mit geringen Toleranzen gespeichert sind. Die STL – Daten sollten möglichst in Bearbeitungslage vorliegen. Ist dies nicht der Fall, dann können Sie die STL-Flächen vor der Relieferzeugung drehen.

STL – Lage:

Die Form kann um die X, Y und Z – Achse im Bereich -180 Grad..+180 Grad gedreht werden. Die Drehung erfolgt in 5 Grad – Schritten durch Klicken auf die Buttons links und rechts neben den Winkelanzeigen. Alternativ kann die jeweils als letztes geänderte Achse auch mit dem Maus Rändelrad gedreht werden. Genauere Eingaben sind im Zahlenfeld durch manuelle Eingaben möglich.

Nach Bestätigung der Lage werden die Reliefdaten angezeigt/editiert. In der Regel können die vorgeschlagenen Werte unverändert übernommen werden. Nur in Einzelfällen wird eine änderung der Daten empfohlen.

Hinweis: Je nach Qualität der Flächenerzeugung können STL – Daten Lücken (Fehler) enthalten. Diese Fehler sind meist durch die Art der Konstruktion verursacht (z.B. durch das Aneinanderfügen von Flächengrenzen mit Bögen und segmentierten Linien (Polygon)). Kleine Fehler im Bereich eines Reliefpunktes um ein STL – Segment werden vom Programm automatisch geschlossen. Größere Fehler müssen nach einem Import durch Filter oder manuell entfernt werden. Ein geeigneter Filter zum schließen typischer STL – Lücken ist Korrektur Filter 2.

Import DXF-3DFace

Einlesen von DXF – Dateien mit 3DFACE – Flächen. Diese Daten werden z.B. mit der Roland Picza Digitalisiermaschine erzeugt. 

Achtung: Hier können nur Dateien mit 3DFACE – Flächen korrekt eingelesen werden. Standard 2D oder 3D – DXF – Daten sind für diesen Import ungeeignet und Sie erhalten kein Ergebnis! Im Zweifelsfall kontrollieren Sie bitte Ihre Daten mit einem geeigneten Editor oder CAD.

Import Photo

Ein Graustufenbild importieren und die Größe (Abmessung) anpassen. Das Programm importiert Bitmapdateien (256 Graustufen = 8Bit Graustufen = 1Byte/Pixel) in folgenden Formaten:

Ein Photo sollte vor der Fräswegberechnung in einem Photostyler (z.B. Corel PHOTO-PAINT) bearbeitet und als Graustufenbild (8Bit/Pixel – nicht in Farbe, Ausnahme .jpg) gespeichert werden. Bilder im .jpg – Format können auch als Farbbilder (24Bit) gespeichert sein. Diese werden beim Import in Graustufenbilder umgewandelt.

Gerasterte Fotos (z.B. aus Zeitschriften) besitzen eine sehr raue Oberfläche und sollten möglichst vermieden oder vorher in einem geeigneten Photostyler überarbeitet werden. Gerasterte Bilder können auch mit approximieren fein/stark verbessert werden.

Die Formate BMP, PCX, jpg und JPEG werden bereits mit den korrekten Bildabmessungen importiert. Die Abmessungen können Sie in der nachfolgenden Eingabe einstellen. gif – Bilder besitzen keine Auflösung oder Bildabmessung. Diese Bilder müssen immer korrekt eingestellt werden.

Relief Export.

Das aktuelle Relief in verschiedene Fremdformate wandeln und speichern.

STL (verbunden):
STL ist ein Stereo Lithographie – Flächenformat der Firma 3D-Systems. Zum Export werden STL – Binär – Dateien erzeugt. Exportverfahren mit erhöhter Flächenzahl. Die Oberfläche wird durch aneinanderliegende Dreiecksflächen gebildet und ist lückenfrei geschlossen. Die max. zulässige Abweichung zum Relief wird durch die Eingabe Toleranz bestimmt. Eine große Toleranz ergibt kompakte Daten mit wenigen STL – Flächen, aber große Abweichungen zum Relief. Eine kleine Toleranz ergibt umfangreiche Daten mit vielen STL – Flächen aber auch kleine Abweichungen zum Relief. Die Toleranz sollte nicht zu fein gewählt werden, da die damit entstehende Flächenzahl die Möglichkeit vieler Zielsysteme (CAD/ CAD) überschreitet. Toleranzen < 0,01 mm sollte nicht gewählt werden. Für große Reliefausdehnungen sollte die Toleranz deutlich darüber liegen (0,05 .. 0,5 mm).

DXF-3DFace:
Exportieren des aktuellen Reliefs in eine DXF – Datei mit 3DFACE – Flächen. Diese Datei kann z.B. mit AutoCAD eingelesen werden. Die Oberfläche wird durch aneinanderliegende Rechteckflächen gebildet. Die max. zulässige Abweichung zum Relief wird durch die Eingabe Toleranz bestimmt. Eine große Toleranz ergibt kompakte Daten mit wenigen DXF – Flächen, aber große Abweichungen zum Relief. Eine kleine Toleranz ergibt umfangreiche Daten mit vielen DXF – Flächen aber auch kleine Abweichungen zum Relief. Die Toleranz sollte nicht zu fein gewählt werden, da die damit entstehende Flächenzahl die Möglichkeit vieler Zielsysteme überschreitet. Toleranzen < 0,01 mm sollte nicht gewählt werden. Für große Reliefausdehnungen sollte die Toleranz deutlich darüber liegen (0,05 .. 0,5 mm).

BMP – Bild:
Das Relief als Graustufenbild (256 Stufen) im BMP – Format speichern.

Status.

Kenndaten und Abmessungen der Reliefdatei anzeigen. Die Z – Koordinaten verlaufen positiv nach oben (entgegen Richtung LG1 – Format).

Export von Relief Auszügen.

Die Funktionen in diesem Menü laden immer nur ein komplettes Relief und überschreiben dabei den vorhergehenden Inhalt des Arbeitsspeichers. Soll ein Relief oder ein Teil eines Reliefs zu einem vorhandenen Relief Importiert werden, dann kann dies mit ReliefVTR . Relief einfügen erfolgen. In vielen Fällen muß das zu importierende Relief für diesen Zweck vorbereitet sein. Z.B. wenn das Relief mit einer beliebigen Kontur und nicht rechteckig begrenzt werden soll. Mit Relief einfügen können grundsätzlich alle ungepackte Reliefs (.HRL) importiert werden. Die Reliefs dürfen zum Einfügen nicht gepackt sein. Mit den nachfolgenden Funktionen Export Auszug und Export Rahmen werden Ausschnitte von Reliefs erzeugt.

Export Auszug.

Einen rechteckigen oder ellipsenförmigen Auszug aus dem aktuellen Relief erzeugen. Der Auszug kann in eine Datei Exportiert oder als aktuelles Relief übernommen werden. Der Reliefauszug wird zunächst durch die beiden Werte Nullposition und Endposition begrenzt. In der nachfolgenden Auswahl kann der Auszug weiter eingegrenzt werden.

Export Rahmen.

Ein Auszug aus einem Relief, der innerhalb einer oder mehrerer Rahmenkonturen liegt, wird exportiert. Die Reliefteile, die außerhalb der Rahmenkontur liegen, werden ausgeblendet (überschreiben beim Importieren nicht das vorhandene Relief). Der Rahmen ist zuvor im CAD zu konstruieren und zu markieren.

Vorgehensweise für Export Rahmen.

Rahmen ändern.

Die Reliefgrenzen editieren (Relief beschneiden oder erweitern).

Skalieren.

Ein Relief in Größe und Auflösung anpassen.

Grenzen anpassen.

Das Relief an die Arbeitsgrenzen bzw. die Arbeitsgrenzen an das Relief anpassen.

Das Relief kann über mehrere Darstellungen in 3D angezeigt werden.

• Die Darstellungsart (Gitter, Vektoren, Punkte oder Fläche) wird mit den oberen Buttons gewählt.
• Die Betrachtungsrichtung wird schematisch durch einen Quader angezeigt. Die Richtung können Sie durch anklicken der Richtungspfeile mit dem Cursor in Schritten von 10Grad einstellen.
• Mit PosA stellen Sie die Linien – Darstellungsfarbe ein. Bei Eingabe PosA ohne Farbe erfolgt die Perspektiv-Anzeige mit einstellbarer Höhen-Levelmarkierung.
• Nach wird die Grafik gezeichnet, bricht die Eingabe ab.

Zoom Projektion.

Zum Anzeigen eines Ausschnittes (Zoom) wählen Sie Zoom Projektion. Der gewünschte Ausschnitt wird mit dem Cursor durch die beiden Extrempositionen eines Rechteckes (Nullposition und Endposition) definiert. Nacheinander werden beide Positionen mit dem Cursor eingegeben. Eine Position wird mit der Taste bestätigt. Wird die Taste bedient, dann bricht die Funktion ab und das Bild bleibt in seinem ursprünglichen Zustand. Nach Bestätigung der Endposition wird das Bild gelöscht und die Projektion vergrößert neu gezeichnet. Vor Zoom Projektion muß das Bild mit Norm Projektion eingestellt worden sein.

Das Menü Relief Edit.

Schichtrand.

Suche von Grenzlinien für einen gewählten Z – Level Relief. Die Linien werden als Vektordaten ermittelt. Nach der Auswahl ABSOLUT/relativ wird im Relief ein Punkt in der gewünschten Höhe ausgewählt.

Einstellung Schichtrand	Absolute Höhendarstellung	Relative Höhendarstellung.

Der Level zu welchem die Grenzlinien gesucht werden sollen, muß zuvor mit dem Cursor ausgewählt werden. Die Koordinaten in X/Y/Z werden dazu in der Eingabezeile angezeigt. Der Level kann in der nachfolgenden Editierung korrigiert oder nach oben/unten verschoben werden.

Einstellung für Schichtrand.	Reliefschnitt auf Level – Höhe.	Relief mit der gefundenen Kontur.

Filtern.

Mit den Filterfunktionen können Sie das Relief überarbeiten und glättere Oberflächen erreichen bzw. Unregelmäßigkeiten ausfiltern.Filter werden meist für Importdaten benötigt. Z.B. Import von Punktewolken: Digitalisierfehler müssen entfernt werden (Fehlerpix., Ausreißer, approximieren). Oder nach Import von STL – Daten: Lücken müssen häufig ausgeglichen werden (Korrekturfilter 2). Die Filter können für eine stärkere Wirkung auch mehrmals aufgerufen werden.

Spiegeln + drehen.

Das gesamte Relief in X, Y, Z spiegeln oder um +90Grad / -90Grad drehen.

Die Fräsdatenerzeugung aus Relief

Das Programm unterstützt verschiedene Verfahren zur Fräsdatenberechnung aus Relief: Die vollautomatische Relief Autokorrektur und das Z-Konstante Vorfräsen.

Komplette Fräsdaten für bis zu 3 Werkzeuge mit einer Reihe von Frässtrategien können sehr leicht mit Relief AutoKorr erzeugt werden. Dazu stellen Sie die Werkzeuge, Berechnungsverfahren und Frässtrategien ein und starten die Berechnung. 

Die Relief AutoKorr kann für die Berechnung von Fräswegen für das komplette Relief oder für Fräswege innerhalb geschlossener Konturen angewendet werden. Soll die Berechnung für ein Reliefteil innerhalb Konturen erfolgen, erstellen Sie diese Konturen im CAD, markieren diese und wechseln in das Reliefmodul. Die markierten Wege werden jetzt in der Farbe Cyan angezeigt. Wenn die Relief AutoKorr mit markierten Wegen gestartet wird, stehen Ihnen andere Frässtrategien zur Verfügung. Zur Fräswegberechnung wird das Relief immer mit der höchsten Stelle auf Z = 0 gelegt.Unabhängig davon, ob an dieser Stelle Fräswege liegen oder nicht. 

Die fertigen Fräsdaten sollten immer mit Norm/ZOOM Projektion kontrolliert werden und können danach mit PLayer Export direkt ausgegeben werden. Alternativ können Sie die Fräsdaten mitPLayer > ZielLayer in einen Grafiklayer kopieren. Dies ist dann sinnvoll, wenn diese Fräsdaten mit anderen Fräswegen kombiniert werden sollen.

Prinzipiell werden Reliefs für mehrere Fräsverfahren eingesetzt:

• Unkorrigiertes Relief als Projektionsbasis für Gravierdaten. Das Relief wird in den Menüs Relief Datei, Relief Edit und ReliefVTR bereitgestellt um danach mit Projektionen 2D oder 3D Fräswege auf das Relief zu projizieren.
• Automatische Erzeugung komplexer Fräsdaten für mehrere Werkzeuge über die Relief Autokorrektur sowie einiger spezieller Fräsverfahren für die Schichtbearbeitung (s.u.).

Relief AutoKorr.

Mit dieser Funktion werden die kompletten Vorfräs- und Schlichtbahnen nach mehreren auswählbaren Verfahren für bis zu 3 Werkzeuge zum Fräsen eines Reliefs berechnet. Wurden zuvor im CAD Konturen markiert, dann werden diese, andernfalls wird die Reliefgrenze als Fräsgrenze verwendet. Die Eingaben erfolgen in Spalten: Links (vorfräsen grob), Mitte (vorfräsen fein), rechts (schlichten). Zur Bahnberechnung können die Werkzeuge kombiniert werden. Die Eingabe vorfräsen fein ist nur zusammen mit vorfräsen grob und schlichten möglich.

Die Werkzeugwahl.

Einstellungen zur Fräswegberechnung.

 Die Parameter der Relief AutoKorr.

Relief – Vorfräsberechnung in Schichten.

 Die Parameter für Z-Konst. Vorfräsen

Norm Projektion.

Perspektiv – Darstellung eines 3D – Fräs – Datensatzes. Die Fräsdaten werden perspektivisch angezeigt. Der Perspektiv Winkel kann mit den 8 Richtungsbutton eingestellt werden. Bei Einstellung in Draufsicht (alle Winkel = 0) werden die 3D – Wege in Grau- (Farb-) stufen gezeigt.

Zoom Projektion.

Vergrößerte 3D – Ansicht der projizierten Fräser Mittelbahnen (Zoom). Diese Funktion wird nach Norm Projektion benutzt.

PLayer > ZielLayer:

Die berechneten Fräswege werden in einen Layer übernehmen. Dazu ist ein Ziellayer einzugeben. Mit Hilfe dieser Funktion können 2D- und 3D-Fräsdaten in den Layern kombiniert und mit Datei . direct mill in einem Projekt ausgegeben werden. Zur Speicherung in einen Layer wählen Sie mit der Layer – Auswahl den Ziellayer.

Befinden sich bereits Daten im ausgewählten Ziellayer, dann können Fräsdaten in den Ziellayer hinzugeladen oder die vorhandenen Daten überschrieben werden.

PLayer Export:

Die mit Relief AutoKorr berechneten Fräsbahnen werden exportiert. Dazu wird in die Export – Auswahl verzweigt. Mit Hilfe dieses direkten Exportes können Fräsdaten sehr produktiv ohne Umwege zur Maschine au