Passende Systeme

CAD - Ein weit verbreiteter Irrglaube ist, dass sich 3D-CAD-Systeme nur durch den Preis und das Herstellerlogo unterscheiden. Der Anwender hat heute jedoch die Wahl zwischen Parameter-basierten CAD-Systemen und solchen, die den Ansatz der expliziten Modellierung wählen.

11. Dezember 2007

Welche der beiden grundsätzlich verschiedenen Vorgehensweisen die jeweils geeignete ist, hängt davon ab, welche Produkte wie schnell entwickelt werden sollen, wie zusammengearbeitet werden muss und wie hoch das Maß der geforderten Flexibilität ist.

Das parametrische Modellieren findet viele Anhänger in der Serienkonstruktion und bei der Entwicklung von Teilefamilien und Konstruktionsvarianten. Äußerst vorteilhaft ist der parametrische Ansatz auch für das Definieren der Konstruktionsabsicht sowie durch die automatisierte und formelgestützte Konstruktion ? man denke beispielsweise an die Konstruktion von Turbinen.

Explizite Vorteile

Diejenigen Unternehmen allerdings, die großen Wert auf Schnelligkeit und kurze Entwicklungszeiten legen oder die kundenspezifische Einzelkonstruktionen in kurzen Zeiträumen entwickeln müssen, nutzen für die Produktentwicklung in 3D eher den anderen Ansatz des expliziten Modellierens. Diese Art der Modellerstellung wurde von CoCreate entwickelt und ist unter dem Begriff dynamisches Modellieren im 3D-CAD-System OneSpace Modeling bekannt. Jetzt werden die CoCreate-Produkte von PTC weiterentwickelt, und das dynamische Modellieren wird mit expliziter Modellierung bezeichnet.

Bei diesem Verfahren werden die Modelle nicht über parametrisierte Profi le und Features entwickelt und verändert, sondern durch direkte Transformation der betroffenen Geometrie. Der Anwender selektiert die geometrischen Elemente, die verändert werden sollen, und teilt dem System die Modifikation mit, die auf die Elemente angewandt werden soll. Die Basis aller weiteren Veränderungen ist dabei der aktuelle Zustand eines Modells, den Rest erledigt die Software. Dabei werden aus der vorliegenden Modelltopologie und Geometrie alle für eine Modelländerung notwendigen Informationen abgeleitet. Dann wird das Modell in den resultierenden neuen topologischen und geometrischen Soll-Zustand überführt. Danach ist das Modell bereit für den nächsten Schritt, unabhängig davon, wie sein aktueller Zustand erreicht wurde. Beispielsweise wird eine Bohrung direkt am Modell selektiert und verschoben, verkleinert, vergrößert oder auch gelöscht. Flächen und Geometrieelemente können unabhängig von deren ursprünglicher Definition als Features erkannt und wieder verwendet werden. Beim expliziten Modellieren steht also nur das Modell selbst in seinem derzeitigen Zustand im Vordergrund.

Schneller Variantenwechsel

Anwender des expliziten Modellierens schätzen es, wenn sie damit verschiedene Konstruktionsvarianten schnell durchspielen können, ohne sich um die Definition von Features und Parametern kümmern zu müssen. Innovative Ideen lassen sich schon in der Konzeptfindungsphase sehr effizient umsetzen und bewerten. Außerdem können die Anwender des expliziten Modellierens während der gesamten Entwicklungszeit unvorhersehbare und weitreichende Änderungen sehr flexibel in die Modelle und Baugruppen einbringen, was insbesondere bei kundenspezifischen Einzelkonstruktionen entscheidend wichtig ist. Viele Vorteile bietet das explizite Modellieren deshalb unter anderem, wenn der Kunde bis zuletzt Spezifikationen ändert, wenn spät entdeckte Probleme auch kurz vor dem Abgabetermin noch behoben werden müssen, oder wenn Sonderwünsche Beachtung finden müssen.

Gern genutzt wird das explizite Modellieren auch, wenn neue Produkte möglichst schnell erstellt werden müssen und daher bestehende Teile und Baugruppen umkonstruiert werden sollen: Hier kann jedes Teammitglied die geometrischen Anpassungen der existierenden Teile aus anderen Projekten sehr einfach übernehmen. Die Modifikation des vorliegenden Modells gelingt dadurch ebenso schnell wie eine komplette Neukonstruktion für das Projekt. Zusätzlich erlaubt es das explizite Modellieren, die erfahrensten Konstrukteure speziell für kreative Aufgaben einzusetzen, weil die bereits vorhandenen Konstruktionen jederzeit von anderen Ingenieuren weiter bearbeitet werden können.

Das Arbeiten mit expliziter Modellierung bewährt sich auch beim Einbinden interner Abteilungen oder externer Entwicklungspartner: So unterstützt das Verfahren importierte 3DModelle aus anderen CAD-Systemen so, als wären sie ursprünglich in dem 3D-CAD-System erstellt worden, das den Ansatz des expliziten Modellierens unterstützt. Importierte Modelle sind deshalb uneingeschränkt modifizier- und erweiterbar, weil für die Modellmodifikationen nur die importierte Geometrie benötigt wird. Weitere Informationen wie beispielsweise die bei der Modellerstellung definierten und kaum von einem System zum anderen System übertragbaren Parameter eines parametrischen Systems werden hingegen nicht benötigt. Kein anderer Ansatz der Modellbearbeitung bietet diese Möglichkeiten der schnellen Weiterverarbeitung der Daten von Zulieferern, Entwicklungspartnern und anderen Abteilungen.

Einfache Bedienung

Die Bedienung der Software über die bekannte Windows-Oberfläche erleichtert das Erlernen von One Space Modeling: Der Benutzer muss sich lediglich mit den Kommandos der Benutzerschnittstelle vertraut machen und ein Verständnis für Volumenkörper entwickeln.

Interessanterweise hat das stetig zunehmende Interesse an diesem alternativen Modellierungsansatz in den letzten Jahren dazu geführt, dass einige namhafte CAD-Anbieter auf den Trend aufgesprungen sind und einen hybriden Ansatz in ihren CAD-Systemen entwickelt haben. Parametrische Modellierer wurden durch neue Formen der Modellierung ergänzt, die meist unter dem Begriff »Direct Modeling « beschrieben werden und die auch von einer Reihe neuer CAD-Anbieter als die Technologie für flexibles Arbeiten angepriesen werden. Genaues Hinsehen ist jedoch zu empfehlen, denn der Praxiseinsatz mit komplexen Modellen und Baugruppen zeigt die Grenzen, die in der Demo noch als Kinderspiel schnell abgehakt waren.

Anders als Technologien dieser Anbieter ist das explizite Modellieren in OneSpace Modeling schon immer darauf ausgelegt worden, einen intelligenten Modellierer zu schaff en, der mit vergleichsweise »dummen« Modellen arbeitet. Komplexe und unvorhersehbare Änderungen, die nicht nur die Geometrie betreffen, sondern auch die Topologie der Modelle, können an Teilen und auch sehr großen Baugruppen jederzeit und durch alle Teammitglieder durchgeführt werden.

Das explizite Modellieren ist bereits bei Tausenden von Unternehmen maßgeblich an der Verbesserung der Produktentwicklungsprozesse beteiligt, und täglich finden sich neue Anhänger für den Ansatz des expliziten Modellierens. Für alle Interessenten, die den Ansatz des expliziten Modellierens selbst erleben möchten, bietet CoCreate die kostenlose und zeitlich nicht limitierte 3D-CAD-Software One Space Modeling Personal Edition im Internet unter der Adresse www.cocreate.de/free zum Download an.

Dr. Thomas Roser, Cocreate/ps

Erschienen in Ausgabe: Wer macht was?/2008