20.09.

CAD-Programme und 3D-Modelierungsverfahren

Autor:

CAD: Hinterachsschwinge Mercedes Rendering

CAD: Hinterachsschwinge Mercedes Rendering

Im Arbeitsalltag von meinen INDAT-Kollegen und mir ist CAD einfach nicht mehr wegzudenken. Es ist ein integraler Bestandteil im Rapid Product Development oder Rapid Product, wie wir es bezeichnen. CAD hat im Entwicklungsprozess von Produkten und Industriekonstruktionen mehrere Vorteile:

  • Beschleunigter Konstruktionsprozess
  • Bessere Visualisierung von physischen Objekten
  • Ausführliche Aufzeichnung der Konstruktion
  • Verringerung der Fehlerzahl
  • Schnelle und problemlose Wiederverwendung der Konstruktionsdaten

Für viele Unternehmen sind vor allem Zeit und Kosten wesentliche Faktoren im Produktionsprozess. Daher müssen Konstrukteure, wie wir bereits in der Entwicklung die optimale Konstruktion bestimmen. Hier unterstützen uns CAD-Programme von den Analysen über die Gestaltung der optimalen Form bis hin zur Festlegung der Fertigungsmethoden. Das entscheidende ist, dass dadurch die Produktion von Prototypen von mehreren auf praktisch nur einen reduziert werden kann.

 

 CAD früher und heute

CAD hat die Industriekonstruktion enorm vereinfacht und vor allem automatisiert. Das war nicht immer so. Ich denke schon fast wehmütig an das Jahr 1990 zurück. Damals habe ich mit dem CAD-Programm „Euclid“ meine ersten Gehversuche im Bereich 3D-Modelierungsverfahren unternommen. „Euclid“ war das erste 3D-Programm am Markt und natürlich für damalige Verhältnisse das Non plus ultra.

Für ein Fräsprogramm musste sich mein damaliger Arbeitgeber „SGI Octane Workstations“ der Firma „Sillicon Graphics International“ anschaffen. Diese Dinger kosteten damals rund 500.000 österreichische Schillinge und nahmen enorm viel Platz in Anspruch. Dazu gab es 20 Zoll Bildschirme die pro Stück etwa 100.000 Schilling gekostet haben. Das sind etwas mehr als 7.000 Euro.

Die Rechenleistung dieser Grafik-Workstation konnte mit der Leistung der heutigen PC´s jedoch nicht annähernd mithalten. Die Rechnungszeit fürs Schlichten einer Getriebewanne betrug zum Beispiel mehr als 16 Stunden. Meist begannen wir am Abend kurz vor Dienstschluss zum rechnen. Wenn wir dann am nächsten Morgen wieder ins Büro kamen waren die Berechnungen manchmal immer noch nicht abgeschlossen. Heute dauert der gleiche Prozess nicht mehr als 20 Sekunden!

 

Und dann kam Catia

Nach „Euclid“ arbeitete ich seit dem Jahr 2000 mit dem CAD-Programm Pro/ENGINEER. Die große Schwäche dieses Programms waren Freiformflächen. Da mich aber zu diesem Zeitpunkt Kunden immer mehr in die Richtung Design drängten, konnte ich mich mit „Pro/ENGINEER“ nicht wirklich anfreunden. Und dann kam endlich auch für mich die Computer Aided Three-Dimensional Interactive Application – oder kurz CATIA.

CATIA ist ein CAD-Programm der französischen Firma Dassault Systèmes, und wurde ursprünglich für den Flugzeugbau entwickelt. Diese Technik kam bei der Entwicklung des Alpha Jets zum ersten Mal zum Einsatz. Heute wird CATIA in vielen Bereichen der Industrie eingesetzt und ist vor allem bei Automotiv-Freiformflächen der gängige Standard.

 

Automatische Parametrisierung

Durch meinen Partner Gerhard Eberl kam das CAD/CAM/CAE-System NX Unigraphics zur INDAT. Genau wie CATIA liefert auch dieses Programm parametrische Modelle mit Konstruktionshistorie. Dabei werden sowohl die einzelnen Konstruktionsschritte als auch die geometrischen Parameter eines physikalischen Körpers gespeichert. Das bietet im Produktionsprozess eine hohe Flexibilität. Durch die Änderung unterschiedlicher Parameter können somit verschiedene Varianten eines Objekts konstruiert werden, ohne das Basismodel ständig neu aufbauen zu müssen. Das spart sehr viel Zeit und letztendlich auch unnötige Kosten.

Ein simples Beispiel: Angenommen ich runde die Kanten eines Würfels mit einem 2mm Radius ab. Nach der Fertigung stellt sich aber heraus, dass ein 3mm Radius besser gewesen wäre. Mit Hilfe von parametrischen Modellen muss ich nun lediglich den Parameter des Radius verändern und erspare mir so eine aufwendige Neukonstruktion. Bevor es diese Art von CAD-Programmen gab, konnte man nicht so einfach einige Konstruktionsschritte zurückgehen. Früher mussten die Flächen aufwendig getrennt und aufgeschnitten, die Ebenen verlängert und wieder zusammengeführt werden, bevor man einen neuen Radius einstellen konnte. Hoch lebe CATIA und NX Unigraphics!

 

CAD-Alltag bei INDAT

INDAT ist übrigens die einzige Firma in Österreich, welche beide CAD-Programme, nämlich CATIA und NX Unigraphics, lizensiert und in Verwendung hat. Durch die rasante Entwicklung in der rechnerunterstützten Konstruktion ist es in unserer Branche zwingend notwendig Up-to-date zu bleiben. Daher werden unsere Mitarbeiter laufend auf Schulungen geschickt.

 

Fazit

CAD hat die Arbeit von Konstrukteuren enorm erleichtert und vor allem automatisiert.  Wir bei INDAT konstruieren, mit Hilfe von CAD, virtuelle Modelle von dreidimensionalen Objekten und verarbeiten diese weiter. So werden unnötige Fehler vermieden, mechanische Bewegungen und Abläufe simuliert, getestet und letztendlich auch optimiert. Selbst Live-Vorführungen vor Kunden sind so möglich. Eines steht fest, ohne CAD würde es bei INDAT kein Rapid Product geben!

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