Kennisbank
Wat is een 3D-ontwerpmodel?
Een ontwerpmodel vertaalt uw plannen naar een digitaal oppervlak waarop een graafmachine, grader of dozer zich kan richten. Wat het is, hoe de machine het gebruikt en waarom het niet hetzelfde is als het bestaande terrein.
Van plan naar oppervlak
Een bouwplan bestaat meestal uit een grondplan, een lengteprofiel en een reeks dwarsprofielen. Voor een mens is dat voldoende om het ontwerp te begrijpen, maar een machinesturing heeft iets anders nodig: een doorlopend oppervlak waarop voor elk punt in het werkgebied een ontwerphoogte bekend is.
Dat oppervlak noemen we het ontwerpmodel of ontwerpoppervlak. Het wordt opgebouwd als een TIN (Triangulated Irregular Network): een net van aaneengesloten driehoeken waarvan elke hoek een exacte X-, Y- en Z-coördinaat heeft. Tussen die hoekpunten wordt lineair geïnterpoleerd, zodat de machine overal een hoogte kan aflezen.
Naast het oppervlak hoort bij een goed model ook lijnwerk: assen, kantlijnen, boordstenen, taludvoeten en -kruinen. Dat lijnwerk helpt de machinist zich te oriënteren en bepaalt mee hoe de driehoeken lopen.
Hoe de machine het model gebruikt
Een machine met 3D-sturing kent via GNSS-ontvangers (of een total station) haar eigen positie en die van het werktuig, zoals de snijkant van de bak of het blad. De sturing vergelijkt continu de hoogte van dat werktuig met de ontwerphoogte uit het model op diezelfde plaats.
Het verschil verschijnt op het scherm in de cabine als ‘te hoog’ of ‘te laag’, vaak met een getal in centimeters. Bij semi-automatische systemen stuurt de hydrauliek het blad of de bak zelf bij. Zo kan er zonder piketten en zonder voortdurend uitzetten worden gegraven, geëgaliseerd en afgewerkt.
De machine volgt het model letterlijk. Elke fout in het model, hoe klein ook, wordt dus ook letterlijk uitgevoerd. Daarom is de kwaliteit van het model even belangrijk als de kwaliteit van de machine.
Ontwerp versus bestaand terrein
Het is belangrijk twee oppervlakken uit elkaar te houden. Het bestaande terrein (de opmeting van de huidige toestand) beschrijft hoe de werf er vandaag uitziet. Het ontwerpoppervlak beschrijft hoe ze er na de werken moet uitzien.
De machine stuurt altijd op het ontwerp. Het bestaande terrein wordt gebruikt om te bepalen waar het ontwerp aansluit op de omgeving, waar taluds eindigen en hoeveel grond er moet worden afgegraven of aangevuld. Zonder betrouwbare opmeting van de bestaande toestand kan een ontwerp correct lijken op papier, maar op de werf vreemd aansluiten.
Meerdere lagen in één project
Een wegproject of bouwput heeft zelden één enkel ontwerpniveau. Vaak worden meerdere oppervlakken gemaakt, telkens voor een fase van de uitvoering:
- uitgravingsniveau of bodem van de bouwput;
- bovenkant fundering of onderfundering;
- afgewerkt niveau (bijvoorbeeld onderkant verharding);
- taluds, grachten en aansluitingen op de bestaande toestand.