Warum Sie möglicherweise ein parametrisches und ein direktes 3D-CAD-System brauchen

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1 Warum Sie möglicherweise ein parametrisches und ein direktes 3D-CAD-System brauchen Fünf Bereiche, in denen die parametrische Modellierung eine perfekte Ergänzung für die direkte Modellierung darstellt Einführung Viel zu lange schon sind Produktentwicklungsteams gezwungen, bei der Verwendung von MCAD-Software Kompromisse einzugehen. 3D-Anwender müssen sich für alle Aufgaben auf ein einzelnes Modellierungskonzept festlegen, entweder die parametrische oder die direkte Modellierung. Endlich können Sie das richtige Tool für die jeweilige Konstruktionsaufgabe wählen, unabhängig davon, ob Sie Konstruktionen erstellen oder sie lediglich anzeigen: 2D oder 3D, parametrisch oder direkt. Mit der Creo Elements Suite von Konstruktionslösungen genießen Sie eine Interoperabilität wie noch nie zuvor. Freiheit statt Grenzen. Nachfolgend werden fünf Gründe beschrieben, warum ein parametrisches Modellierungssystem als Ergänzung für eine direkte Modellierungsumgebung Vorteile für Sie, Ihr Team und Ihre Produkte bietet. Seite 1 von 6 Warum Sie möglicherweise ein parametrisches und ein direktes 3D-CAD-System brauchen

2 Was sind die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale zwischen den beiden Ansätzen? Die direkte Modellierung erfolgt spontan und bietet den Konstrukteuren die Möglichkeit, Geometrie im Handumdrehen zu definieren und festzuhalten. Bei der direkten Modellierung geht es um die Erstellung der eigentlichen Geometrie, nicht um das Definieren von Features, Randbedingungen und Konstruktionsabsicht. Bei der parametrischen Modellierung steht hingegen die technische Seite im Vordergrund. Feature- Randbedingungen, Beziehungen und Abhängigkeiten werden vorausschauend definiert, damit bei jeder Konstruktionsänderung die zugehörige Geometrie wie vorab definiert aktualisiert wird. Bei der spontanen direkten Modellierung dreht sich alles um die Schnelligkeit und flexible Reaktion auf Änderungen. Sie ist somit die ideale Strategie für Konstruktionsaufgaben, bei denen diese Eigenschaften gefragt sind. Die parametrische Modellierung eignet sich dagegen besser für Konstruktionsaufgaben, bei denen der Konstrukteur strenge Kriterien im Hinblick auf die Ästhetik, das Verhalten und die Fertigung einzuhalten hat. Der Zusatzaufwand und die Vorausplanung sind aufgrund der Vorteile in späteren Phasen gerechtfertigt. Durchkonstruierte Konstruktionen sind in der Regel das Ergebnis der Geometriesteuerung mithilfe von Konstruktionsbeziehungen, Formeln und Graphen. Der oben abgebildete Turbokompressor wurde mit erweiterten Flächenkonstruktionsfunktionen basierend auf einem Graphen und einer mathematischen Gleichung definiert. Sehen wir uns nun fünf Bereiche der Produktentwicklung an, in denen die parametrische Modellierung die perfekte Ergänzung in einer direkten Modellierungsumgebung darstellen kann. 1. Die Steuerung von durchkonstruierter und komplexer Geometrie verbessern Jede Geometrie unabhängig von ihrer Form und Komplexität steuern Die Steuerung präziser Konstruktionsgeometrie unterstützen; Geometrie von Konstruktionsbeziehungen, Formeln, externen Berechnungen usw. ableiten Direkte 3D-CAD-Lösungen ermöglichen die Erzeugung komplexer Geometrie jeder Art, bieten aber nur begrenzte Möglichkeiten zur Steuerung der Geometrie. Zur Steuerung präziser, durchkonstruierter und komplexer Geometrie ist die Möglichkeit erforderlich, intelligente Geometrie mithilfe von Feature-Randbedingungen, Bemaßungen, Variablen usw. zu definieren und zu steuern. Implementierung von umfassenden Funktionen für die Geometriesteuerung Schnellere Erstellung und Bearbeitung von gesteuerter Geometrie Unterstützung der iterativen Konstruktion und Wiederverwendung von CAD-Geometrie Um die Entwicklung und Steuerung durchkonstruierter und komplexer Geometrie zu ermöglichen, muss die CAD- Lösung in der Lage sein, jede Geometrie unabhängig von ihrer Form oder Komplexität zu steuern. Die CAD-Lösung muss es dem Benutzer ermöglichen, komplexe, präzise Konstruktionsgeometrie zu steuern und die Geometrie von Konstruktionsbeziehungen, Formeln, Graphen und externen Berechnungen abzuleiten. Die CAD-Lösung muss die Erfassung, Wiederverwendung und Nutzung der Konstruktionsabsicht für aktuelle und zukünftige Anforderungen ermöglichen. Statt ein Teil neu zu konstruieren, möchten Ingenieure mit der Bearbeitung von Konstruktionszielen, Berechnungen und Bemaßungen eine Iteration der Originalkonstruktion veranlassen. Ein parametrisches 3D-CAD-System ist am besten für die Steuerung von durchkonstruierter, komplexer Geometrie geeignet. Seite 2 von 6 Warum Sie möglicherweise ein parametrisches und ein direktes 3D-CAD-System brauchen

3 2. Konstruktionen mit eng verknüpften technischen Lieferbestandteilen pflegen Technische Lieferbestandteile erzeugen, die eng mit der Konstruktion verknüpft sind, um die Effizienz und Produktivität während des gesamten Lebenszyklus zu verbessern Den Zeitaufwand für die Erstellung von verknüpften technischen Lieferbestandteilen reduzieren Die Implementierung von Änderungen straffen; automatische Aktualisierungen mithilfe der Konstruktionsassoziativität durchführen Direkte 3D-CAD-Lösungen bieten vollkommene Flexibilität, wenn es darum geht, Design- und technische Lieferbestandteile zu ändern. Oft fehlt aber die Möglichkeit, die Assoziativität zwischen ihnen zu definieren bzw. aufrechtzuerhalten, um assoziative Konstruktionsänderungen durchgängig durchzuführen. Direkte 3D-CAD-Lösungen verfügen über Tools zum Erstellen und Pflegen von Entwürfen und technischen Lieferbestandteilen, bieten aber in der Regel weder Konstruktionsassoziativität noch einen Modellverlauf. Statt auf die Konstruktionsgeometrie zu verweisen und eine assoziative Verknüpfung zurück zu den Informationen aufrechtzuerhalten, bieten Modellierungssysteme ohne Verlauf den Vorteil absoluter Freiheit bei der Konstruktion. Der vollständig assoziative Prozess für Design- und technische Lieferbestandteile tritt in den Hintergrund. Zusätzliche Herausforderungen ergeben sich aus der Verwendung von Drittanbieteranwendungen für die Erstellung von nachgelagerten Lieferbestandteilen wie Werkzeugwegen für die Fertigung oder Werkzeugaufbaukonstruktionen. Die Drittanbieteranwendungen erfüllen zwar ihren Zweck, machen jedoch eine Konvertierung der CAD-Daten erforderlich und unterbrechen dadurch die Assoziativität. Dadurch schränken sie die Möglichkeit assoziativer Änderungen ein. Die parametrische Modellierung strafft und automatisiert die Assoziativität und Aktualisierung von nachgelagerten technischen Lieferbestandteilen am besten. Drittanbieteranwendungen sind notwendig, um technische Lieferbestandteile zu erzeugen; nicht integrale Funktionalitäten erschweren die Durchführung von assoziativen Änderungen. Definition und Aufrechterhaltung der Assoziativität durch umfassende parametrische 3D-Funktionen Schnellere Erstellung und Bearbeitung von technischen Lieferbestandteilen, die mit der Geometrie verknüpft sind Unterstützung der iterativen Konstruktion und automatischen Aktualisierung von verknüpften nachgelagerten Lieferbestandteilen Technische Lieferbestandteile werden während des gesamten Produktentwicklungsprozesses angefertigt, um den Anforderungen von Produktion und Fertigung zu genügen. Zu den Lieferbestandteilen gehören in der Regel 2D-Detailzeichnungen, Montage- und Demontageverfahren, Geometrie für den Formenbau und Werkzeugwege für die Fertigung. All diesen Lieferbestandteilen gemeinsam ist, dass sie auf die Geometrie der technischen Konstruktion verweisen und stets aktuell sein müssen (aktueller Status oder aktuelle Modellversion). Wenn verknüpfte technische Lieferbestandteile bei Konstruktionsänderungen automatisch aktualisiert werden, bedeutet dies enorme Zeit- und Kosteneinsparungen. Seite 3 von 6 Warum Sie möglicherweise ein parametrisches und ein direktes 3D-CAD-System brauchen

4 3. Die Erstellung von Familientabellen und konfigurierbaren Produkten beschleunigen Den Entwurf von Familientabellen und konfigurierbaren Produkten beschleunigen, um die Produktivität und Effizienz in der technischen Entwicklung zu verbessern Intelligente Geometrie erzeugen, die wiederverwendet und für Varianten der Produktfamilie oder für dieselbe Plattform genutzt werden kann Die Erstellung von Familientabellen und konfigurierbaren Produkten automatisieren Bei der direkten Modellierung wird der Konstruktionsverlauf nicht erfasst; für die Produktdefinition mit Familientabellen ist Zugriff auf Konstruktionsvariablen, Parameter, Features usw. erforderlich. Bei der direkten Modellierung kann immer nur eine Produktkonfiguration dargestellt werden; es ist nicht möglich, alle erforderlichen Teile einer Produktfamilie darzustellen. Definition von robuster parametrischer Geometrie Erzeugen von umfassenden Familientabellen Neben der Definition von Variablen muss die CAD-Lösung in der Lage sein, Feature-Beziehungen und -Abhängigkeiten zu verstehen, damit die Geometrie auf eine Weise definiert werden kann, dass eine vorhersehbare, vordefinierte Aktualisierung möglich ist. Das oberste Ziel ist die Automatisierung der Erstellung von Familientabellen und konfigurierbaren Produkten, und damit die Nutzung der intelligenten Erstellung und Erfassung von Geometrie. Bei der direkten Modellierung ist es in der Regel möglich, einfache Konstruktionsvarianten mithilfe von Geometrie- und Teilebeziehungen zu erzeugen. Da allerdings der Modellverlauf und die Informationen auf Feature-Ebene nicht verfolgt werden und somit keine Konstruktionsvariablen vorhanden sind, ist es nicht möglich, Familientabellen mit mehreren Varianten auf einmal zu erstellen. Die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Wiederverwendung von Daten und der Interoperabilität sind oft die Folge von Konstrukteuren, die mit mehreren parametrischen CAD-Lösungen arbeiten, die native und nicht native Altdaten nicht unterstützen. Allzu oft wird die Geometrie als dummes Objekt importiert, das wenige Optionen zur Bearbeitung bietet. Um die Erstellung von Familientabellen und konfigurierbaren Produkten zu beschleunigen, ist es unabdingbar, die parametrische Modellierung zur Erfassung des Modellverlaufs, der Konstruktionsabsicht und der Bemaßungsrandbedingungen zu nutzen. Wiederverwendung der Konstruktionsabsicht Mit der Familientabellenfunktion können Konstrukteure Komponentenvarianten mit Variablen steuern, die sie in der Familientabelle angeben, anstatt jede Variation einer Komponente modellieren zu müssen. Um sich das Konzept der Familientabellengeometrie zu verdeutlichen, stellen Sie sich eine einfache Schraube oder ein einfaches Verbindungselement vor. Bei Familientabellenvarianten der Konstruktion kann es Unterschiede beim Schraubengewinde, bei der Schaftlänge, beim Durchmesser und bei der Konfiguration des Schraubenkopfs geben. Das einzelne generische Teil kann eine nahezu unendliche Zahl von Produktkonfigurationen unterstützen. Familientabellen ermöglichen die Erstellung von Komponentenvarianten mithilfe von in der Familientabelle angegebenen Variablen. Seite 4 von 6 Warum Sie möglicherweise ein parametrisches und ein direktes 3D-CAD-System brauchen

5 4. Produktleistung, -qualität und-haltbarkeit verbessern durch Konstruktionsautomatisierung Marktanteile und einen Wettbewerbsvorteil sichern Ingenieuren die Möglichkeit geben, die optimale Konstruktion zu entwickeln, durch Arbeiten im Hinblick auf Konstruktionskriterien und Entwurfsziele Robuste Konstruktionsgeometrie erstellen, von der sich schnell Iterationen erzeugen lassen und die Konstruktionsvariablen und Konstruktionsabsicht nutzt Aufwändiger, langsamer Prozess zur Automatisierung der Optimierung nicht intelligenter Geometrie; zyklischer Prozess: Konstruieren, Analysieren, Verfeinern der Geometrie Konstruktionsoptimierung lässt sich bei der direkten Modellierung nicht automatisieren; um die Konstruktionsziele und Vorgaben für optimierte Konstruktionen zu erfüllen, muss der Prozess aber automatisiert sein Unterstützung der automatisierten Optimierung intelligenter Geometrie Unterstützung der iterativen Konstruktion und Wiederverwendung von CAD-Geometrie Um sich gegen ihre Mitbewerber behaupten zu können, müssen Unternehmen Produkte herstellen, die hinsichtlich ihrer Leistung, Haltbarkeit und Qualität überlegen sind. Die Optimierung eines Produkts mit messbaren Konstruktionszielen oder -kriterien kann mit den Funktionen der automatischen Konstruktionsoptimierung automatisiert werden. Die Konstruktionsoptimierung basiert auf einem zyklischen Prozess, bei dem die Geometrie konstruiert, analysiert und verfeinert wird. Mit anspruchsvollen parametrischen CAD- Lösungen lässt sich eine Konstruktionsoptimierungsstudie erzeugen, in der das Konstruktionsziel und die Variablen definiert werden, mit denen sich die Bedingung erfüllen lässt. Nach Abschluss der Definition iteriert das System die Konstruktionsvariablen automatisch, baut die Geometrie neu auf und vergleicht die Ergebnisse mit dem Konstruktionsziel. Dieser Prozess wird so lange wiederholt, bis das Konstruktionsziel erreicht und die Geometrie optimiert ist. Was auf herkömmliche Art und Weise mehrere Stunden, Tage oder sogar Monate dauern würde, ist so in wenigen Minuten abgeschlossen. Die Herausforderung besteht darin, die Erzeugung von intelligenter Geometrie und die Konstruktionsoptimierung auf Grundlage von technischen Gleichungen und Konstruktionsvorgaben zu unterstützen. Aufgrund des Termindrucks oder der Budgetkürzungen fällt es Unternehmen schwer, die iterative Konstruktion zu unterstützen, weshalb sie sich oft mit nicht optimalen Konstruktionsbedingungen zufrieden geben. Bei der direkten Modellierung lässt sich die Konstruktionsoptimierung nicht automatisieren, da es nicht möglich ist, intelligente Geometrie über messbare Konstruktionskriterien zu steuern. Um komplexe Konstruktionsziele effektiv zu erfüllen, muss der Prozess automatisiert ohne jegliche manuelle Eingriffe ablaufen. Dies ist auch im Sinne der Systemautomatisierung notwendig. Die parametrische Modellierung unterstützt dieses Ziel optimal. Beispiel für Konstruktionsoptimierung: Damit ein Golfschläger richtig in der Hand liegt, muss bei der Konstruktion die Schaftachse durch die Achse verlaufen, die senkrecht zur Schlägerfläche durch den Schwerpunkt des Schlägers verläuft. (Grafik: PING, Inc.) Seite 5 von 6 Warum Sie möglicherweise ein parametrisches und ein direktes 3D-CAD-System brauchen

6 5. Prozesse für die Konstruktion von Baugruppenvarianten verbessern Ziele: Optimierung der Variantenkonstruktion von Baugruppen im Hinblick auf eine bessere Entwicklungsproduktivität und Time-to-Market Straffung der Baugruppenvariantenkonstruktion und Unterstützung von Top-Down-Prozessen Beschleunigung der Erstellung von Variantenkonstruktionen und konfigurierbaren Produkten Verbesserung der Baugruppenleistung bei der Arbeit mit Variantenbaugruppen Hürden: Die direkte Modellierung unterstützt Top-Down- Konstruktionsprozesse oder die Erstellung von konfigurierbaren Produkten nicht optimal. Anforderungen: Unterstützung der Variantenkonstruktion und von konfigurierbaren Produkten Straffung der Baugruppenkonstruktion und Verbesserung der Systemleistung Für Hersteller, die konfigurierbare oder angepasste Produkte anbieten, gestaltet sich die Baugruppenkonstruktion äußerst komplex, weil mehrere Produktkonfigurationen und -varianten entworfen und validiert werden müssen. Bei der Modellierung von Varianten und konfigurierbarer Geometrie sollten CAD-Lösungen in der Lage sein, mit austauschbaren Komponenten zu arbeiten und die Erstellung von Baugruppenkonfigurationen zu automatisieren. Um die Baugruppenkonstruktion für konfigurierbare oder angepasste Produkte zu verbessern, muss die CAD-Lösung die Baugruppenerstellung vereinfachen. Zudem muss sie erweiterte Methoden wie die Top-Down-Konstruktion unterstützen, um Baugruppenabhängigkeiten zu verwalten und zu steuern. Bei der Top-Down-Konstruktion liegt der Schwerpunkt auf der Planung und Kommunikation der vollständigen Systemauslegung. In einer vereinfachten Darstellung oder einem Skelettmodell wird dabei die Baugruppenstruktur definiert. Die Top-Down-Konstruktion von Varianten und konfigurierbaren Entwürfen wird am besten von der parametrischen Modellierung unterstützt, da diese sich auf intelligente Geometrie und assoziative CAD-Daten stützt. Für Varianten und konfigurierbare Produkte sind unzählige Konstruktionsinformationen erforderlich, die mit den Möglichkeiten der direkten Modellierung nicht erfasst werden können. Die parametrische Modellierung unterstützt parametergetriebene Geometrie und bietet Programmierfunktionen, mit denen Systemparameter geändert und alternative Konstruktionskonfigurationen angegeben werden können. Weitere Informationen ist die perfekte Quelle für Informationen zur parametrischen und direkten Modellierung, da PTC der einzige Anbieter ist, der sämtliche Modellierungsansätze abdeckt, von der 2D-Modellierung, über die direkte 3D-Modellierung bis hin zur parametrischen 3D-Modellierung. Weitere Informationen über die Konstruktionslösungen von PTC: Bei der parametrischen Modellierung können nachgelagerte Teams die Variantenkonstruktionen problemlos für ihre jeweiligen Aufgaben nutzen. Copyright 2011, Parametric Technology Corporation (PTC). Alle Rechte vorbehalten. Die Inhalte dieser Seiten werden ausschließlich zu Informationszwecken bereitgestellt. Sie können ohne Vorankündigung geändert werden. Die Gewährleistungen für PTC Produkte und Dienstleistungen sind in den ausdrücklichen Gewährleistungsangaben der jeweiligen Produkte und Dienstleistungen festgelegt, und die hierin enthaltenen Informationen enthalten keinerlei zusätzliche Gewährleistung. Verweise auf die Erfolge von Kunden basieren auf den Erfahrungen eines Einzelbenutzers und auf Nachweisen von Kunden. Analytische oder zukunftsorientierte Aussagen über PTC Produkte und Services oder die Märkte, auf denen PTC agiert, sind Aussagen von Analysten, und PTC macht keine Zusicherungen hinsichtlich deren Genauigkeit. PTC, das PTC Logo, Creo und alle PTC Produktnamen und Logos sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen von PTC und/oder Tochterunternehmen in den USA und anderen Ländern. Alle anderen Produkt- oder Firmennamen sind Eigentum ihrer jeweiligen Besitzer. Releasetermine sowie Funktions- oder Leistungsumfang können nach Ermessen von PTC geändert werden. 6372_WP_Parametric and Direct 3D CAD_0311-de Seite 6 von 6 Warum Sie möglicherweise ein parametrisches und ein direktes 3D-CAD-System brauchen