Form und Funktion

CAD CAM

Entwurfsmodellierung – In frühen Phasen der Produktentwicklung geht es darum, eine Vielzahl von Entwürfen durchzuspielen, zu optimieren und zu präsentieren. Autodesk bietet in diesem Bereich eine Reihe von Produkten.

21. März 2011

Bisher wurden Produkte oft völlig getrennt designt und konstruiert. Sogar die Softwaretools innerhalb eines Produktportfolios, beispielsweise bei Autodesk, waren andere – während der Designer Alias nutzt, findet der Konstrukteur in Inventor das Werkzeug seiner Wahl. In den letzten Jahren wachsen diese Produkte jedoch immer weiter zusammen, getreu des Anspruches von Autodesk, ein einziger digitaler Prototyp solle für die gesamte Prozesskette nutzbar sein.

Es ist noch nicht lange her, seit die Autodesk-Produkte auf Basis des DWF-Formates Daten miteinander austauschen können. Im Falle von Alias, Inventor und Showcase entstand damit eine schlagkräftige Kombination für die frühe Entwurfsphase.

Freiheit im Design

Je nachdem, ob Form oder Funktion im Vordergrund stehen, wird man in Alias oder Inventor beginnen. In Alias lassen sich Freiformflächen sehr effizient und sehr frei bearbeiten. Die Modelle sind nicht parametrisch, so dass diese Freiheit während des gesamten Formfindungsprozesses erhalten bleibt. Alias bietet Funktionen wie das Auflegen eines Gitternetzes auf eine Fläche und das anschließend mögliche »Zupfen« am Gitternetz, um die Oberfläche in die gewünschte Form zu bringen. Die Bearbeitung von Kurven, das Modellieren und Überprüfen der Kurvenübergänge und die Erstellung von Class A-Flächen sind weitere Funktionen.

Alias kann auch mit Punktewolken umgehen, die beim 3D-Scannen eines physikalischen Modells entstehen. In vielen Anwendungsfällen wird irgendwann der digitale Prozess verlassen und ein reales Modell des Produktes erstellt, beispielsweise bei den aus der Automobilindustrie bekannten Tonmodellen oder bei Rapid Prototyping-Modellen. Wird nun an diesem physikalischen Modell etwas geändert, beispielsweise um zu erreichen, dass es besser in der Hand liegt, müssen diese Änderungen zurück in den digitalen Prozess einfließen. Dies geschieht mit Hilfe eines 3D-Scanners, der eine Wolke aus 3D-Punkten oder Polygonen erzeugt, oft mehrere Millionen Stück.

In Alias lassen sich nun über diese Punktewolke Freiformflächen legen, um wiederum ein bearbeitbares Modell zu generieren. Bei Bedarf lassen sich Scandaten und in Alias erstellte NURBS-Daten kombinieren – praktisch, wenn nur ein kleiner Teil des Modells verändert werden soll und die Scandaten als Basis für den weiteren Prozess ausreichen.

Ist dann die Außenform des Produkts festgelegt, beginnt der konstruktionslastige Teil des Prozesses. Nun lassen sich die Alias-Daten in Inventor überführen und beispielsweise Nasen, Befestigungsdome und alle anderen Elemente, die auf der Innenseite eines Kunststoffgehäuses auftreten anbringen.

In der letzten Alias-Version sind verschiedene, für den Konstrukteur interessante Funktionen hinzugekommen. So lässt sich im Automobilbereich der Fußgängerschutz analysieren, der stark von der Ausformung der Frontpartie eines Autos abhängt. Eine breitere Anwenderschaft spricht Alias Design for Inventor an, das es ermöglicht, innerhalb von Inventor auf die Freiformflächenfunktionen von Alias zurückzugreifen. Damit lässt sich ein funktionsgetriebener Workflow abbilden.

Mit Hilfe des Moduls kann der Konstrukteur ein Modell zunächst rein funktionsgetrieben erstellen. Wenn dann die Funktion gewährleistet oder sichergestellt ist, dass alle Bauteile ins Gehäuse passen, wird die Außenkontur mit einem ansprechenden Design versehen – wofür dann mittels Alias Design for Inventor die dem Designer vertrauten Werkzeuge zur Verfügung stehen.

Geht es darum, in der Konstruktionsphase Alternativen sehr schnell durchzuspielen, bietet sich Inventor Fusion an. Dieses Direktmodellierungswerkzeug ermöglicht es, in einem Inventor-Modell, dessen Bestandteile normalerweise von Parametern und Referenzen in einem Zusammenhang gehalten werden, frei zu modellieren. So lassen sich sehr einfach Elemente verschieben und in der Größe verändern, um eine neue Variante zu testen. Dabei schreibt Inventor, wenn das Modell zur direkten Modellierung in die Fusion-Umgebung importiert wird, die Änderungen mit, so dass der Anwender bei der Rückkehr in die featurebasierte Modellierung sämtliche Änderungen angezeigt bekommt und einzeln bestätigen kann. So werden versehentliche Manipulationen vermieden.

Mit Hilfe des letzten Produktes im Reigen, Autodesk Showcase, lassen sich Designvarianten schnell und effizient präsentieren. Showcase kann Inventor- und Aliasdaten direkt einlesen und rendern. Beim Import lassen sich unnötige Geometrien, beispielsweise aus dem Innern des Modells, herausfiltern, um nicht unnötig viele Daten bearbeiten zu müssen. Das Modell wird dann mit Materialien versehen – wenn dies nicht schon im CAD-System erledigt wurde.

Verschiedene vordefinierte Umgebungen bringen noch mehr Realismus in die Präsentation. Die Palette der Umgebungen umfasst Innen- wie Außenräume, und die Materialien auf dem Modell reagierten auf die Umgebung, beispielsweise indem sie diese spiegeln. Auch die Beleuchtung ist für jede Umgebung etwas anders. Die Spezialität von Showcase ist jedoch das Präsentieren von Alternativen. Dazu lassen sich Alternativen mit unterschiedlichen Geometrien, Materialien oder Ansichten abspeichern und in der Präsentation auf Mausklick abrufen. Dies ist ein Schlüssel zu entspannten Präsentationen, bei denen sich der Vortragende auf die Präsentation konzentrieren kann, ohne mit der Software kämpfen zu müssen.

Weg frei in alle Richtungen

So bietet Autodesk auch abseits der reinen technischen Modellierung Funktionalitäten, die das Leben erleichtern. Ob nun die Form im Vordergrund steht und damit Alias am Beginn des Prozesses oder die Funktion – was für einen Workflow mit Inventor als Startpunkt und eine spätere Freiformflächenmodellierung mit Hilfe von Alias Design for Inventor spricht – die Möglichkeit, Daten zwischen den verschiedenen Applikationen nahtlos auszutauschen, gibt dem Produktentwicklungsteam die Freiheit, immer den jeweils optimalen Prozess auszuwählen.

Showcase und Alias arbeiten übrigens auch mit anderen CAD-System wie SolidWorks oder Catia zusammen, so dass die Vorteile dieser Pakete auch außerhalb reiner Autodesk-Umgebungen genutzt werden können.

Autodesk

-Das US-Unternehmen war mit AutoCAD der Vorreiter für PC-basierte Konstruktion. Heute bietet Autodesk eine breite Palette von Lösungen in sehr unterschiedlichen Bereichen, von der Digital Content Creation, also der Visualisierung für Filme, Werbung oder Computerspiele, über das Design bis hin zu einer kompletten Palette von CAx-Produkten.

Erschienen in Ausgabe: 02/2011