CAD

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En virtuell komponent i en visning fra alle retninger (3D CAD -program CATIA )

CAD (fra engelsk datamaskinstøttet design [

kɔmˈpjuːtɐ ˈeɪdɪd dɪˈzaɪn ], i tysk datastøttet konstruksjon [1] [2] ) beskriver støtte til konstruktive oppgaver ved hjelp av EDP for produksjon av et produkt (f.eks. bil, fly, bygning, klær).

Hvilke aktiviteter som faller under begrepet CAD behandles annerledes i litteraturen. I en smalere forstand er CAD den datamaskinstøtte opprettelsen og modifikasjonen av den geometriske modellen. I en bredere forstand forstås det å bety alle datamaskinstøttede aktiviteter i en designprosess, inkludert geometrisk modellering, beregning, simulering og annen informasjonsinnhenting og informasjonstilførsel, fra konseptutvikling til overlevering til produksjon eller produksjon ( forberedelse av arbeid ). [3] [4]

Selv om CAD -applikasjoner først og fremst ble brukt til produksjon av produksjons- eller produksjonsdokumenter (markedsføringsuttrykk: CAD som datamaskinassistert utkast / utkast [5] ), med økende datakraft, CAD -systemer med komplekse ekspertsystemer og integrerte FEM -løsninger for utkast og konstruksjon av tekniske løsninger er tilgjengelig, der objektene behandles som tredimensjonale legemer fra begynnelsen (tredimensjonal CAD). Eventuelle tekniske tegninger som kan kreves, kan automatisk produseres fra de virtuelle modellene av tredimensjonale objekter. En spesiell fordel med 3D CAD er muligheten til å generere et bilde av objektene fra hvilken som helst retning. 3D -skriveren muliggjør overgang fra den virtuelle modellen til det virkelige objektet, som også brukes i hobbyområdet. Sammen med de påvisbare materialegenskapene opprettes utvidede CAD -modeller for å beskrive de fysiske egenskapene (f.eks. Styrke, elastisitet) til objektene.

CAD er en del av de såkalte CAx- teknologiene, som også inkluderer datamaskinassistert produksjon (CAM) eller datamaskinassistert kvalitetssikring ( datamaskinassistert kvalitet , CAQ). CAD brukes i nesten alle grener av teknologi: arkitektur , sivilingeniør , maskinteknikk , elektroteknikk og alle disipliner og gjensidige kombinasjoner opp til tannteknologi .

Bruk av CAD

CAD brukes til å generere digitale konstruksjonsmodeller av forskjellige typer, som gir informasjonen som det ønskede produktet kan produseres fra (via teknisk tegning, NC -overføring, etc.). Fordelen med den datamaskininterne representasjonen av modellen består i rasjonalisering av byggeprosessen. [6] Funksjonene til CAD tar for eksempel sikte på å gi designeren rutinemessige aktiviteter, [7][8] [9] (for eksempel gjennom variert bruk av 3D- eller funksjonsmodellen [10] eller gjennom automatisk klekking eller dimensjonering av tekn. tegninger) eller å akseptere gjentagende arbeidsprosesser [7] for å kunne endre modeller enkelt og raskt selv i avanserte faser av designprosessen [11] (f.eks. ved bruk av parametrikk[8] [12] ) eller for å forhindre tap av informasjon og feil. [13] De genererte CAD-modellene kan brukes på en rekke måter i andre applikasjoner (f.eks. I simulerings- eller beregningsprosesser eller som digitale mock-ups ), og resultatene fra disse applikasjonene endrer igjen CAD-modellen, og derved kontinuerlig optimalisere design (og dermed øker produktkvaliteten) til produktet er klart for produksjon.

Når det gjelder virtuell produktutvikling , støtter CAD som en del av CAx -teknologiene. [14] [15] fra et mer teknisk synspunkt, spesielt konstruksjonen av prosesskjeder [16] [17] (CAD-CAM), den integrerte modelleringen [18] [19] [20] (for eksempel ved bruk av funksjoner[ 8] [10] ), den kontinuerlige informasjonsflyten [19] [21] basert på en enhetlig database (digital master) [22] modellering av komplette produktmodeller [23] [24] (virtuelt produkt [25] ) og , fra et mer organisatorisk synspunkt, raskere levering av informasjon (For eksempel via parametrikk [12] [26] og 3D -modellering [27] ), spesielt i de tidlige fasene av utviklingsprosessen (frontloading) [28] gjennom distribuert og parallelle arbeidsmetoder (samtidig / samtidig prosjektering) [29] [30] [31]

Et annet anvendelsesområde er modellering av produksjonsprosesser med CAD -programvare. Dette gir en rimelig og relativt rask innsikt uten forbruk av halvfabrikata og maskinbelegg for produksjonsprosessen som brukes. [32]

CAD -modelleringsverktøy

CAD bruker forskjellige verktøy som har sin opprinnelse i forskjellige områder, for eksempel spesielt geometrisk modellering (som igjen er avhengig av for eksempel differensial geometri , settteori , matrise algebra , grafteori ) eller teoretisk og anvendt informatikk (f.eks. Programvare ingeniørfag , datastrukturer ). [33] Disse verktøyene kan kombineres og ha forskjellige egenskaper avhengig av CAD -systemet og bransjen. [34] I noen tilfeller er de ikke en integrert del av et CAD-system, men kan installeres som en (bransjespesifikk) utvidelse ( tillegg, plug-in ) , der databasen for modellen forblir den samme. [35] [36]

CAD-systemene er vektororienterte (motsatt: rutenettorientering ), siden alle geometriske objekter kan spores tilbake til linjer og punkter og fullt karakterisert. [37]

2D -modellering

I 2D -modellering er geometriske elementer tegnet i ett plan , hovedsakelig i form av seksjoner og utsikter over komponenter. Arbeidsmåten ligner på en manuell tegning. Du velger ønsket kommando (for eksempel "tegn linje"), velger punktene som kreves for å modellere objektet i modellmiljøet, og programmet oppretter ønsket objekt. Spesielt brukes linjer ( rette linjer , snitt ), kurver i fri form (splines) , sirkler / buer og punkter , som ytterligere attributter kan tilordnes, for eksempel linjetykkelse, linjetype (for eksempel stiplet, stiplet) , prikket) eller farge.

Videre kan forskjellige transformasjoner ( oversettelse , skalering, rotasjon , speiling, skjæring osv.) Påføres disse geometriske objektene, eller ekvistant (forskyvningskurve) kan avledes fra dem. De kan også trimmes eller avfases som lukkede linjer ("polyliner"), avrundes eller fylles med en farge eller et mønster. Tekster, symboler eller eksterne bildefiler (f.eks. Skannede håndskisser som fungerer som maler) kan også settes inn i modellmiljøet.

2D-modellering brukes hovedsakelig til å generere volumer som er laget av todimensjonale geometriske elementer gjennom visse operasjoner fra 3D-området ( ekstrudering , feiing , rotasjon, etc.). [38] Videre brukes 2D -modellering i de områdene der en 2D -modell er tilstrekkelig til å representere og forklare en komponent eller hvor 3D -modellering ville være for dyrt i forhold til fordelen [39] eller som et supplement til teknikktegninger generert fra en 3D -modell. Den brukes også til å tegne grafikk av tekniske detaljer for en komponent [40] eller for bare skjematiske fremstillinger av konstruksjoner (f.eks. For å forklare konsepter, betraktninger, produksjonsinstruksjoner).

3D -modellering

I 3D-modellering bygges geometriske objekter opp og lagres i en tredimensjonal form. Dermed tillater de på den ene siden, en realistisk visning og bedre romlig fantasi av kroppen under og etter modelleringen, [41] på den andre siden representeres av den tredimensjonale spesielle presentasjonsrelaterte (f.eks. Visning av snitt- og høydevisninger fra forskjellige synsvinkler), padsrelaterte (tekn. tegninger, delelister, arbeidsplaner, reservedelskataloger, monterings- og driftsinstruksjoner) [38] og teknisk-visuelle fremstillinger (kollisjonsanalyse, eksploderte visninger, montering, installasjon, montering undersøkelser) [41] fra systemet (delvis) automatisert. Videre er 3D -beskrivelsen av et objekt en forutsetning for mange andre applikasjoner i og utenfor CAD -systemet ( DMU , MKS , CFD , FEM , NC -behandling, virtual reality , gjengivelse , 3D -utskrift, etc.) [27] [42] [43] og støtter dermed opprettelsen av prosesskjeder (spesielt CAD-CAM prosesskjede) i virtuell produktutvikling. Imidlertid oppveies denne fordelen med et bredere spekter av applikasjoner av 3D -modeller med en høyere konstruksjonsinnsats, [24] [43] en tilsvarende omfattende kunnskap og praksis med modelleringsverktøyene.

I likhet med 2D -området kan 3D -modellene transformeres (oversettelse, skalering, rotasjon, etc.) eller deformeres (avsmalnende, vridning, klipping, utbuling) ved bruk av forskjellige romlige operasjoner.

Spesielt forekommer følgende datamaskininterne representasjonstyper i CAD: [43] [44]

Kantmodeller
Med kant modell (også ledning tallerken ramme modell), blir en gjenstand bare representert ved sine kanter, uten noen volum eller område informasjon. Dette betyr at ingen geometriske operasjoner er mulige som krever en overflate eller et volum som en forutsetning (for eksempel trenger gjennomføringer et volum for å automatisk lage penetrasjonskantene). Derfor brukes rene kantmodeller bare i svært spesifikke tilfeller, for eksempel som grunnlag for å lage overflater eller volumer eller som hjelpegeometri. [45] Hvis du fortsatt vil ha en 3D -modell som kantmodell av presentasjonshensyn, kan du modellere en overflate- eller volummodell og bare endre (grafisk) presentasjonstype. [46]
Overflatemodeller
Eksempel for å lage og bearbeide en overflate i fri form
Overflatemodeller beskrives utelukkende gjennom overflatene som "skallet" til et karosseri (uten informasjon om et punkt er inne eller utenfor [47] ) og brukes alltid der overflater på et produkt har en kompleks form (for eksempel bilkarosserier, flykropp, forbruksvarer) som ikke kan oppnås ved bare volummodellering og en intuitiv modifikasjon av overflaten er ønsket. [48] [49] Her analytisk skriv ( oversettings flater , regel overflater ) og analytisk ikke-skrivbare overflater (for eksempel B-spline, NURBS-overflater) blir brukt, noe som betyr at nesten enhver tenkelig form er av høy geometrisk kvalitet (klasse A overflate) med hensyn til overflateovergang ( kontinuitet ), overflategrad, antall overflatesegmenter [50] kan genereres. Det finnes et stort utvalg generasjonsalternativer her. For eksempel kan overflater opprettes fra kantkurver , via en "bevegelse" (for eksempel lofting , feiing ) fra flere nivåer eller romlige kurver eller linjer eller gjennom et nettverk av kurver (skinn) eller oppstå som en "blandingsoverflate" av to overflater. Om nødvendig kan overflaten i fri form deformeres ved å manipulere støttepunktene ved hjelp av et "kontrollnettverk" strukket over den, noe som skyldes overflategraden og antall støttepunkter. Analyseverktøy som den fargede fremstillingen av den gaussiske overflatekurvaturen , visningen av krumningskam eller representasjonen ved bruk av isofoter bidrar til å kontrollere overflatens kontinuitet og glatthet. Du kan deretter konvertere lukkede polysurfaces til et solid. Videre benyttes overflatemodeller for å samsvare med et polygon nettverk (mesh), som kommer fra et punkt sky som en 3D-måleinstrumentet (f.eks en berørings- eller optisk system eller CT-metoden ) har skapt fra et virkelig objekt (i løpet av omvendt utvikling )
Solide modeller
Eksempel på volumgenerering ved bruk av en plan, parametrisk 2D -tegning langs en hvilken som helst kurve ("fei")
I solid modellering lagres geometriske objekter som faste stoffer (og ikke bare som et skall, som i overflatemodellering ) . Den beskriver geometrien og, hvis en materialtetthet er spesifisert, massen til et legeme [49] [51] ("kroppsmodell") tydelig og fullstendig, og derfor kan objektene tolkes automatisk av systemet og den geometriske konsistensen er sikret når objektet manipuleres. [47] På grunn av dette har den den høyeste graden av automatisering, og derfor kan forskjellige operasjoner, for eksempel bestemmelse av visse egenskaper i kroppen som treghetsmomenter , tyngdepunkt , vekt utføres automatisk av systemet . Volummodellerere kan dra nytte av et omfattende utvalg av modelleringsteknikker. Så kan
  • Volumer kan genereres via 2D -tegninger ved hjelp av forskjellige transformasjoner (f.eks. Ekstrudering, rotasjon).
  • Volumer kan endres eller deformeres globalt ved hjelp av boolske operasjoner eller ved å kutte av ved bruk av fly ("trimming").
  • Primitiver (f.eks. Kuboider, sfærer) kan manipuleres ved å bruke underavdelingsteknikker . [52]
  • lukkede overflater omdannes til faste stoffer.
  • Solid fra systeminterne (f.eks. Kubiske, sfære, kjegler), selskapsspesifikke eller standardiserte ( f.eks. Standarddeler ) maler kan opprettes.
I CAD er det hovedsakelig to måter hvor faste legemer kan representeres i systemet:
Konstruktiv solid geometri
I CSG-modellering er en modell bygget av primitiver (f.eks. Kuboider, sylindere) ved bruk av settteoretiske operasjoner og lagret internt som en bane og ikke som et sluttprodukt. Fordelen med CSG -modelleringen ligger i den alltid konsistente beskrivelsen, siden grunnelementene allerede er konsistente og utviklingshistorien kan gjenkjennes. På den annen side er det ulempen at elementer som kanter og overflater ikke kan adresseres direkte og derfor ikke kan manipuleres. [53]
Grensepresentasjon
Med B-rep bestemmes volumene hierarkisk nedover fra grenseoverflatene via grensekantene, hvorved bestemmelsen av konsistensen (ved bruk av Euler-operatører [54] [55] ) alltid må kontrolleres. Fordelen med denne volumpresentasjonen er at kanter og overflater kan adresseres direkte og dermed manipuleres. Det er ingen opprinnelseshistorie. [56] [57]
Siden fordelene og ulempene ved representasjonstypene kan balanseres mot hverandre, brukes "hybridmodellere" hovedsakelig i CAD. [58]

Direkte modellering

Med direkte modellering (eksplisitt modellering ) endres de geometriske elementene direkte ved hjelp av visse funksjoner (skalering, forskyvning, strekking, etc.). De geometriske elementene inneholder bare faste verdier (og ingen variabler), som bare kan endres ved å bruke funksjoner. Her velger man det geometriske elementet og den tilhørende funksjonen som skal forårsake ønsket endring og endrer objektet enten interaktivt med musen eller ved å angi koordinater ved hjelp av tastaturet. Bare de valgte geometriske elementene endres. I motsetning til parametrisk modellering er det ingen permanente avhengigheter mellom de geometriske elementene, noe som betyr at geometrien kan endres veldig intuitivt og fritt.

På grunn av denne veldig gratis modelleringsmuligheten, brukes direkte modellering først og fremst i den tidlige konseptfasen, der en rask og ukomplisert endring av geometrien (uten å forstå "utviklingskronologien" til den parametriske modellen eller søke etter den "riktige" parameteren som forårsaker ønsket endring) er ønskelig. Direkte modellering kan også være nyttig når du importerer (“utenlandsk”), parameteriserte CAD -modeller endres, for eksempel på grunn av uklar eller uforståelig kronologi eller på grunn av filformatoverføringsfeil. Modellen tilpasses ved å markere og deretter dra, skyve eller lignende av de ønskede overflatene eller kantene, og endringen plantes i kronologitreet (for eksempel Synchronous Technology with NX eller Live Shape with CATIA). [59] [60] [61]

Parametrisk modellering

Parametrisk modellering betyr å kontrollere modellen ved hjelp av parametere . Dette betyr at modellen - i motsetning til direkte modellering - ikke blir adressert direkte via sin geometri, men via dens parametere, som kan endre modellen når som helst. Avhengig av applikasjon er parametertypene omtrent forskjellige i geometriparametere (f.eks. Geometriske dimensjoner, posisjoner), fysiske parametere (f.eks. Materialer, belastninger), topologiparametere, prosessparametere (f.eks. Toleranser, data for varmebehandlinger eller NC -veier). [62] [63] Fordi disse parameterne er lagret internt i systemet, kan relasjoner og avhengigheter mellom dem etableres. Dette implementeres via begrensning eller begrensninger (begrensninger). Verdiene som legges inn eller kobles automatisk til fra et eksternt program (f.eks. Regnearkprogram) [64] "holdes", slik at deres avhengigheter og relasjoner kan beregnes (ved bruk av matematiske beregningsmetoder) (begrensningsbasert design) . Disse begrensningene kan for eksempel være dimensjoner, algebraiske forhold (lengde = 2 × bredde), logiske operasjoner (hvis lengde> 5 cm, deretter bredde = 8 cm, ellers 12 cm) ("eksplisitte begrensninger") eller horisontalitet, parallellitet eller Definer kongruens ("implisitte begrensninger") av geometriske elementer. [65] Dette gjør det mulig å bygge en intelligent modell som kan styres med " kunnskap " i form av konstruksjonsregler og bare noen få relevante verdier ("kunnskapsbasert parametrikk"). [10] [66]

I det todimensjonale området foregår parametrisk modellering via dimensjoner og begrensningsvisninger, som representerer parametrene og er knyttet til geometrien (dimensjonsdrevet geometri) . Brukeren begynner først å tegne geometrien grovt. Systemet prøver (ved hjelp av regelbaserte prosedyrer [67] ) å gjenkjenne designhensikten ved å anvende implisitte restriksjoner, som er angitt med et begrensningsdisplay i form av et piktogram . Brukeren kan deretter individuelt feste dimensjoner (med verdiene) til geometrien til geometrien er fullstendig definert av parametere. Geometrien kan nå bare endres via parameterne. [68] [69]

Med parametrisk modellering kan standarddeler eller til og med hele samlinger settes inn fra et bibliotek i modellmiljøet, slik at endringen av de underliggende parametrene beholdes. [70] [71]

På grunn av de mangfoldige relasjonene og avhengighetene i parametrisk modellering, er det utviklet en designmetodikk der brukeren eller designeren må ta hensyn til ren, feilfri parameterisering og en logisk struktur av CAD-modellene i sin geometriske konstruksjon.

Kronologi-basert modellering

Her brukes datastrukturer som registrerer generasjonsprosessen til modellen. Dette vises for brukeren i et historietre , som kontinuerlig oppdateres under modelleringen og der de enkelte modelleringstrinnene og modellens struktur kan sees og om nødvendig endres i hver fase av byggeprosessen. [72] [73]

Enkelte avhengigheter ("foreldre-barn-relasjoner") er vist i kronologien, som gjør det mulig å trekke konklusjoner om måten modellen ble opprettet på, for eksempel 2D-tegningen ("skissen") som en ekstrudering er basert på eller solid kropp som en penetrasjon er basert på. De respektive elementene er knyttet til hverandre, dvs. hvis det underliggende elementet endres (for eksempel 2D -tegningen), endres elementet som er basert på det (for eksempel det faste stoffet som er opprettet fra ekstruderingen) automatisk.

Monteringsmodellering

I monteringsmodellering blir separat lagrede CAD -modeller ("individuelle deler") satt sammen til en helhetlig modell ("montering") ved å referere, hvorved filen som er opprettet på denne måten bare inneholder referanser til modellene og ingen geometri. Her kan de enkelte delene relateres til hverandre (for eksempel ved hjelp av avstandsinformasjon til områder eller punkter). Et forsamlingsstrukturtre forenkler oversikten.

Fordelen med monteringsmodellering er spesielt den generelle representasjonen av produktet med dets individuelle deler og brukes til å kontrollere kollisjoner og montering (emballasje) eller også visuelle inspeksjoner (for eksempel "gjennomgående analyse") eller kinematiske analyser. [74] [75] [76]

Funksjonsbasert modellering

Funksjonsbasert modellering er bruk av funksjoner for designformål i modellmiljøet. I CAD representerer funksjoner verktøy som konstruktive aspekter kan implementeres som en enhet i modellen og manipuleres (ved hjelp av parametrikk) [77] . De har et høyere informasjonsinnhold som går utover den rene geometrien (for eksempel om teknologiske, produksjonsrelaterte eller kvalitetsrelaterte aspekter) [10] [78] som andre applikasjoner (for eksempel CAM, FEM, CAPP) kan få tilgang til, noe som fører til en høyere grad av automatisering av prosessene og gjør funksjoner til "informasjons- og integreringsobjekter" i hele produktutviklingsprosessen. [79]

Funksjonene kan være geometriske (formfunksjoner) så vel som / eller semantiske, kan kombinere et stort antall produktinformasjon og derfor vise betydelig fleksibilitet og variasjon i typen og omfanget av deres representasjon, og derfor brukes de også i alle bransjer kan. Eksempler på dette er hull med tilleggstoleranseinformasjon i maskinteknikk eller vegglag med flere lag med alle materialparametere i arkitekturen. Denne høye fleksibiliteten har imidlertid også den ulempen at det er vanskelig å overføre eller konvertere funksjoner fra ett program til et annet. [80] Her kategoriseringen av funksjoner (funksjonstaksonomi) , overføring av individuelle funksjoner ved bruk av visse "kartleggingsteknikker" (funksjonskartlegging) eller lagring av funksjonene fra forskjellige konstruksjons- eller produksjonstekniske perspektiver som en integrert modell (funksjon for flere visninger modellering) hjelp, men er fremdeles gjenstand for forskning. [81]

Funksjoner kan opprettes på 3 forskjellige måter. [82] [83] På grunn av forbindelsen mellom funksjoner og parametrikk kan alle funksjoner endres retrospektivt via parametrene.

  • Interaktiv funksjonsgjenkjenning (Interaktiv funksjonsgjenkjenning): I denne metoden genereres en funksjonsmodell av brukeren som sekvensielt velger funksjonen som skal defineres som respektive geometriske elementer interaktivt fra en geometri -modell. Han er enten helt fri til å velge de geometriske elementene eller støttes av CAD -systemet gjennom et funksjonsbibliotek med forhåndsdefinerte funksjoner. Systemet genererer deretter ønsket funksjon og viser den i kronologitreet.
  • Automatisk funksjonsgjenkjenning : I denne prosessen blir en geometri -modell oversatt til en funksjonsmodell ved at CAD -systemet bruker algoritmer for automatisk å utlede de tilsvarende funksjonene fra den respektive geometrien.
  • Design med funksjoner (Design etter funksjoner): Denne metodefunksjonene genereres fra generiske maler fra et (innfødt eller bedriftsspesifikt) funksjonsbibliotek. Brukeren velger ganske enkelt ønsket funksjon, legger inn parameterverdiene og setter den inn i modellmiljøet. Den opprettede funksjonen kan deretter kombineres med andre funksjoner (f.eks. Avrunding) eller endres ved hjelp av parametere. Med denne typen generasjon er brukeren bundet til de forhåndsdefinerte, generiske funksjonene, slik at det er mulig å generere brukerdefinerte funksjoner i CAD-programmene. Fordelen med denne metoden er at designeren kan sette inn informasjon helt fra starten som kan brukes til nedstrøms prosesser, slik at du kan jobbe med et kontinuerlig høyt informasjonsnivå i produktutviklingsprosessen. Ulempen er et relativt stort funksjonsbibliotek med forhåndsdefinerte funksjoner.

Makroteknikk

Makroteknikken brukes i CAD for å generere ofte brukt geometri eller funksjoner [84] [85] med bare noen få innganger, og makroen løses etter at objektene er opprettet. I ettertid er det ikke lenger mulig å avgjøre om et objekt ble opprettet ved hjelp av en makro. Det skilles mellom to typer: [86] [87]

  • Formmakroer: Gestaltmakroer er forhåndsdefinerte lagrede (dvs. uten lagrede variabler) Primitiver (for eksempel vasker, stoler i arkitektur eller bolter innen maskinteknikk) som velges fra et makrobibliotek og settes inn som en helhet i modellmiljøet. Om nødvendig kan det geometriske elementet som genereres på denne måten brytes ned i sine individuelle komponenter (ved hjelp av kommandoer som "eksplosjon") og behandles ved hjelp av direkte eller parametrisk modellering (ved bruk av "etterparameterisering").
  • Kommandomakroer : Kommandomakroer er kommandoer som lagres sammen og som utføres etter hverandre med bare en kommandoinngang og som genererer den tilsvarende geometrien i modellmiljøet. De kan enten legges inn individuelt av brukeren eller CAD -systemet registrerer de enkelte konstruksjonstrinnene i form av kommandosekvenser i en fil ("loggfil", "programfil"), som brukeren kan få tilgang til og endre og optimalisere iht. hans ønsker. Overgangen til variantprogrammering er flytende.

Variant programmering

Med variantprogrammering genereres modellen ved hjelp av innfødte eller høyere programmeringsspråk som C ++ , Python , Fortran eller skriptspråk som Visual Basic for Applications eller AutoLISP . Brukeren skriver (eventuelt med støtte fra verktøy ) i et tekstredigeringsprogram de ønskede modelleringstrinnene for å generere modellen. CAD -systemet leser og utfører prosedyrene og skaper resultatet i modellmiljøet. Hvis du vil endre modellen, blir de tilsvarende endringene hovedsakelig gjort i teksten (og ikke i modellmiljøet), og modellen blir deretter beregnet på nytt og endret av systemet. Modellen kan imidlertid også plantes i modellmiljøet som en diskret modell (det vil si utstyrt med faste verdier) og modifiseres ved hjelp av direkte modellering eller parametrisk modellering (ved "etterparameterisering") [88] . [89] Videre tilbyr noen systemer " visuelle programmeringsspråk " (for eksempel Rhino 3D i kombinasjon med Grasshopper) som geometriske modeller, algoritmiske og parameteriserte, kan opprettes uten programmeringskunnskap. [90]

Generelle ressurser

CAD-Systeme verfügen noch über weitere Fähigkeiten, die den Benutzer beim Modellieren unterstützen. Ein wesentliches Element der CAD-Systeme ist das Ansichtsfenster (viewport) , in dem das Modell bildlich dargestellt wird. So ist es in ihm möglich, das Modell unter verschiedenen Projektionsarten (beispielsweise axonometrisch, perspektivisch) und aus verschiedenen Entfernungen (Zoom) zu betrachten, zu verschwenken (Pan) oder auch zu drehen. Dabei kann der Benutzer in nur einem Ansichtsfenster oder in mehreren Ansichtsfenstern gleichzeitig arbeiten. Das Objekt kann hierbei in jedem der einzelnen Ansichstsfenster modelliert werden, wobei diese aber hinsichtlich Projektionsart oder graphischer Darstellung getrennt voneinander gesteuert werden können (zum Beispiel eine schattierte Darstellung in einem und eine Drahtgitterdarstellung in einem anderen Ansichtsfenster). Ebenso ist es möglich, 3D-Schnittdarstellungen der Geometrie oder Modellausschnitte in einem Sichtrahmen bei gleichzeitiger Unterdrückung der Geometrie außerhalb des Sichtrahmens anzeigen zu lassen ( clipping ). [91]

Um geometrische Objekte im Raum leichter bewegen und positionieren zu können, werden verschiedene Hilfsmittel eingesetzt wie bspw. Koordinatensysteme (zum Beispiel einerseits kartesisches oder auch Polarkoordinatensystem und andererseits Welt- und Arbeitskoordinatensystem), Objektfänge (mit denen bspw. Endpunkte, Kreismittelpunkte oder Tangentenpunkte von bereits bestehenden Geometrien erkannt werden können, auf die eingerastet werden kann), das Ausrichten an temporären „Spurlinien“ in bestimmten Winkelabständen oder an einem vordefinierten Raster.

Weiters gibt es einige Techniken zum Organisieren des Modells. Eine davon ist die Ebenentechnik („Layertechnik“). Dabei können unterschiedliche Objekte, wie bspw. Bemaßungen, konstruktive Objekte, Texte usw. kategorisiert werden, um das Modell einerseits übersichtlich zu halten und andererseits die Objekte bspw. später bei Bedarf ein-/ausblenden zu können (zum Beispiel weil sie nur Hilfsgeometrien waren) oder ihnen die gleichen Attribute (wie beispielsweise die gleiche Strichart oder Farbe) zu geben oder auch zu sperren/entsperren, damit sie bspw. während des Modellierungsprozesses nicht verändert oder ausgewählt werden können. Eine weitere Art des Organisierens ist das Zusammenfassen von Objekten zu einer Gruppe, um für alle in der Gruppe enthaltenen Objekte die gleichen Operationen wie zum Beispiel Transformationen durchführen zu können.

Verwendung des CAD-Modells

Herstellen von Fertigungs-/Herstellungsunterlagen

Eine wesentliche Funktion des CAD ist das Herstellen von Unterlagen zur Herstellung/Fertigung des Produkts (zum Beispiel Technische Zeichnungen , Stücklisten , Montagepläne ) und zur Dokumentation und Archivierung. Hierzu werden in einer eigenen Zeichenblattumgebung über Ansichtsrahmen (welche die Verbindung zum Modellbereich herstellen), die gewünschten Modellansichten oder Schnitte (inkl. Projektions- und Darstellungsart, Maßstab etc.) auf dem Zeichenblatt positioniert.

Bei parametrischen Modellen ist die in der Zeichenblattumgebung erzeugte, abgeleitete 2D-Darstellung mit dem zugrundeliegenden Modell uni- oder bidirektional assoziativ verbunden, das heißt, dass bspw. Änderungen im Modellbereich automatisch im Zeichnungsbereich wirksam werden. Darüber hinaus lassen sich bei parametrischen Modellen unter anderem Strichstärken, Schraffuren und Bemaßungen vom System automatisch generieren. In der Regel sind aber auch bei diesen aus 3D-Modellen abgeleiteten Darstellungen gewisse zweidimensionale Nacharbeiten erforderlich, um eine normgerechte Techn. Zeichnung zu erstellen, wie bspw. eine nur symbolhafte bzw. abstrahierte Darstellung bestimmter Teile, die unter bestimmten Maßstäben die Zeichnung überladen würden oder die nicht notwendigerweise dreidimensional modelliert werden mussten. [92]

Im Falle der direkten Modellierung wird die Zeichnung schon im Modellbereich „gezeichnet“ (inkl. der Attribute). Bemaßungen, Schriftfelder, Texte und ähnliches können entweder im Modellbereich oder in der Zeichenblattumgebung eingefügt werden.

Die im Rechner hergestellte Zeichnung kann dann anschließend gedruckt (bis zum Papierformat A3) bzw. geplottet (ab dem Papierformat A2) [93] oder auch (bspw. als PDF ) gespeichert werden.

Vorlage zu generativen Fertigungsverfahren

Mittels bestimmter Verfahren lassen sich im Rechner konstruierte Modelle direkt aus den 3D-CAD-Daten (ohne Arbeitsvorbereitung) als Ganzes und in einem Verfahrensgang als reale (physische) Objekte schichtweise herstellen, um sie bspw. als Funktionsmuster, Anschauensmodell , Prototyp oder sogar als Urform zu verwenden. Dabei wird die Oberfläche des 3D-CAD-Modells in Dreiecksflächen umgewandelt („Triangulation“) und als STL-Datei gespeichert. Nach der Definition der Schichtdicke (Slicing) , nach der das physische Modell aufgebaut wird, wird es hergestellt und anschließend, wenn erforderlich, einer Nachbearbeitung oder Reinigung unterzogen. [94] [95]

Visualisierungen

Mittels bestimmter Visualisierungen kann eine bessere Darstellung und Vorstellung über das Produkt wiedergegeben werden, sie können zu Präsentations- oder Werbezwecken verwendet werden oder zur Vermeidung von Verständnisproblemen beitragen. [96] [97] Hierzu ist es neben der Visualisierung mittels Konzeptgraphiken möglich, eine bestimmte Ansicht des 3D-Modells photorealistisch darzustellen ( Rendering ) . Dazu werden etwa bestimmte Licht- (Beispielsweise diffuses Flächen-, Punkt- oder Richtungslicht) und Projektionseinstellungen (zum Beispiel Projektionsart, Entfernung vom Objekt) vorgenommen oder, wenn nicht schon in der Modellumgebung gemacht, Material dem Objekt (inkl. Textur, Lichtdurchlässigkeit, Mappingart etc.) zugewiesen. Über globale Beleuchtungsmodelle, welche das Licht mit all diesen Einstellungen berechnen (zum Beispiel Raytracing ), wird je nach Hardwarestärke und Auflösung unterschiedlich schnell schrittweise eine Szene „gerendert“, welche anschließend als Rastergraphik in einem Graphikformat (beispielsweise BMP oder JPG ) gespeichert werden kann.

Exportieren in ein anderes Dateiformat

Datenformate

Systembedingt können beim Datenaustausch nicht alle Informationen übertragen werden. Während reine Zeichnungselemente heute kein Problem mehr darstellen, ist der Austausch von Schriften, Bemaßungen, Schraffuren und komplexen Gebilden problematisch, da es keine Normen dafür gibt. Selbst auf nationaler Ebene existieren in verschiedenen Industriezweigen stark unterschiedliche Vorgaben, was eine Normierung zusätzlich erschwert.

Die meisten Programme setzen auf ein eigenes Dateiformat . Das erschwert den Datenaustausch zwischen verschiedenen CAD-Programmen, weshalb es Ansätze zur Standardisierung gibt. Als Datenaustauschformat für Zeichnungen und zur Archivierung von Unterlagen wird heute üblicherweise das Format DXF des Weltmarktführers Autodesk verwendet. [98]

Es ist zwischen CAD-systemneutralen und CAD-systemspezifischen Datenformaten zu unterscheiden. Wesentliche CAD-systemneutrale Datenformate sind VDA-FS , IGES , SAT, IFC und STEP sowie für spezielle Anwendungen die STL-Schnittstelle . Die Datenformate im Einzelnen:

  • Das DXF -Format hat sich als Datenaustauschformat für Zeichnungen weitgehend etabliert, es wird als einziges Format von allen CAD-Systemen unterstützt und ist zum Industriestandard geworden. [99] Manche der CAD-Systeme können DXF-Dateien nur als 2D-Daten lesen und schreiben, dabei gehen häufig CAD-systemspezifische Besonderheiten wie Bemaßungen, Schraffuren usw. verloren oder können im Zielsystem nicht äquivalent dargestellt werden.
  • Das DWF (engl. Design Web Format) wurde ursprünglich von Autodesk für den Datenaustausch per Internet konzipiert, unterstützt alle Elemente von DXF und ist hochkomprimiert. Es konnte sich jedoch nicht durchsetzen. DWF-Dateien waren mit Plugins in Browsern darstellbar. [100]
  • VDA-FS – Datenaustauschformat für Flächen, entwickelt vom Verband Deutscher Automobilbauer (VDA), in der Vergangenheit Quasi-Standard für diesen Bereich;
  • IGES – Datenaustauschformat für 2D-Zeichnungen und 3D-Daten (Flächen), in vielen CAD-Anwendungen als Austauschformat üblich und möglich. Löst aufgrund der besseren Einsetzbarkeit VDAFS mehr und mehr ab, ist umfangreicher und systemunabhängiger als DXF einsetzbar, allerdings nicht so weit verbreitet und mit den gleichen Schwächen.
  • STEP – ein standardisiertes Dateiaustauschformat, welches international entwickelt wird. STEP gilt als die beste Schnittstelle für Geometriedaten, wobei auch Informationen wie Farben, Baugruppenstrukturen, Ansichten, Folien und Modellattribute übergeben werden können. Ebenfalls zur Übertragung von Zeichnungsdaten nutzbar (dort aber nicht so mächtig wie im 3D-Bereich). STEP wird nicht von allen CAD-Systemen unterstützt.
  • VRML 97- ISO / IEC 14772 – wurde ursprünglich als 3D-Standard für das Internet entwickelt. Die meisten 3D-Modellierungswerkzeuge ermöglichen den Im- und Export von VRML-Dateien, wodurch sich das Dateiformat auch als ein Austauschformat von 3D-Modellen etabliert hat. Für den Einsatz als CAD-CAD Austauschformat ist es eher nicht geeignet, wohl aber zur Übergabe an zum Beispiel Animations- und Renderingsoftware.
  • STL – aus Dreiecksflächen aufgebaute Modelle. Wird vorwiegend zur Übergabe an Rapid-Prototyping -Systeme verwendet.
  • IFC – ein für die Gebäudetechnik entwickelter offener Standard. Es werden keine Zeichnungen, sondern technische Daten und Geometrien übergeben. Entwickelt wurde es vom buildingSMART eV (bis April 2010 Industrieallianz für Interoperabilität eV). Es ist ein modellbasierter Ansatz für die Optimierung der Planungs-, Ausführungs- und Bewirtschaftungsprozesse im Bauwesen. Die Industry Foundation Classes – IFC – sind ein offener Standard für Gebäudemodelle. Der IFC Standard ist unter ISO 16739 registriert.

Mit den CAD-systemneutralen Formaten gelingt in der Regel nur die Übertragung von Kanten-, Flächen- und Volumenmodellen. Die Konstruktionshistorie geht in der Regel verloren, damit sind die übertragenen Daten in der Regel für eine Weiterverarbeitung nur bedingt geeignet. CAD-systemspezifische Datenformate ermöglichen die Übertragung der vollständigen CAD-Modelle, sie sind jedoch nur für wenige Systeme verfügbar.

Für die Weitergabe von PCB -Daten zur Erstellung von Belichtungsfilmen für Leiterplatten hat das sogenannte Gerber-Format und das neuere Extended Gerber-Format große Bedeutung (siehe Fotografischer Film ).

CAD in den einzelnen Branchen

CAD-Programme gibt es für zahlreiche verschiedene Anwendungsfälle und Branchen. Anders als bei Officelösungen gibt es im Bereich des CAD starke Spezialisierungen. So existieren oftmals nationale Marktführer in Bereichen wie Elektrotechnik, Straßenbau, Vermessung usw. Siehe dazu die Liste von CAD-Programmen und die Liste von EDA-Anwendungen .

Elektronische Schaltungen

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist der Entwurf von elektronischen Schaltungen. Entsprechende Programme werden oft auch unter den Begriffen eCAD und EDA zusammengefasst, insbesondere bei Anwendungen im Chipentwurf , dem Leiterplattenentwurf , der Installationstechnik und der Mikrosystemtechnik .

Wegen der besonderen Anforderungen haben sich Spezialbereiche mit teilweise stark unterschiedlichen Entwicklungsmethoden gebildet. Dies gilt insbesondere für den computerbasierten Chipentwurf, das heißt die Entwurfsautomatisierung (EDA) für analoge oder digitale Integrierte Schaltkreise , zum Beispiel ASICs . Damit verwandt ist das Design von programmierbaren Bausteinen wie Gate-Arrays , GALs , FPGA und anderen Typen programmierbarer Logik ( PLDs ) unter Benutzung von zum Beispiel VHDL und Abel . Die automatisierte Layouterstellung bei integrierten Schaltkreisen wird oft als Layoutsynthese bezeichnet.

Bei der Entwicklung von Leiterplatten findet zuerst der Entwurf der Schaltung in Form eines Schaltplans statt, gefolgt vom rechnergestützten Layoutentwurf .

Auch in der klassischen Installationstechnik existieren zahlreiche Anwendungsbereiche für Software , insbesondere bei Hausinstallationen für Industrie oder öffentliche Gebäude oder der Entwurf und die Umsetzung von SPS-basierten Steuerungsanlagen.

Im Bereich der Mikrosystemtechnik besteht eine besondere Herausforderung darin, Schaltungsdaten mit den mechanischen Produkt-Konstruktionsdaten (CAD) zusammenzuführen und mit solchen Daten direkt Mikrosysteme herzustellen.

Geschichte

Der Begriff „Computer-Aided Design“ entstand Ende der 1950er-Jahre im Zuge der Entwicklung des Programmiersystems APT , welches der rechnerunterstützten Programmierung von NC-Maschinen diente. [101]

Am MIT zeigte Ivan Sutherland 1963 mit seiner Sketchpad -Entwicklung, dass es möglich ist, an einem computergesteuerten Radarschirm interaktiv (Lichtstift, Tastatur) einfache Skizzen (englisch Sketch ) zu erstellen und zu verändern.

1965 wurden bei Lockheed (Flugzeugbau, USA) die ersten Anläufe für ein kommerzielles CAD-System zur Erstellung technischer Zeichnungen (2D) gestartet. Dieses System, CADAM (Computer-augmented Design and Manufacturing), basierend auf IBM - Großrechnern und speziellen Bildschirmen, und mit hohen Kosten verbunden, wurde später von IBM vermarktet und war, zumindest im Flugzeugbau, Marktführer bis in die 1980er-Jahre. Es ist teilweise in CATIA aufgegangen. Daneben wurde eine PC-basierende Version von CADAM mit dem Namen HELIX entwickelt und vertrieben, das aber praktisch vom Markt verschwunden ist.

An der Universität Cambridge , England, wurden Ende der 1960er-Jahre die ersten Forschungsarbeiten aufgenommen, die untersuchen sollten, ob es möglich ist, 3D-Grundkörper zu verwenden und diese zur Abbildung komplexerer Zusammenstellungen (zum Beispiel Rohrleitungen im Chemieanlagenbau) zu nutzen. Aus diesen Arbeiten entstand das System PDMS (Plant Design Management System), das heute von der Fa. Aveva, Cambridge, UK, vermarktet wird.

Ebenfalls Ende der 1960er-Jahre begann der französische Flugzeughersteller Avions Marcel Dassault (heute Dassault Aviation ) ein Grafikprogramm zur Erstellung von Zeichnungen zu programmieren. Daraus entstand das Programm CATIA. Die Mirage war das erste Flugzeug , das damit entwickelt wurde. Damals benötigte ein solches Programm noch die Leistung eines Großrechners.

Um 1974 wurden B-Spline-Kurven und -Flächen für das CAD eingeführt. [102]

Die 1980er-Jahre waren bestimmt von der mittleren Datentechnik der 32-bit-Superminirechner und der Workstations ( Digital Equipment Corporation , Prime Computer , Data General , Hewlett-Packard , Sun Microsystems , Apollo Computer , Norsk Data etc.), auf denen CAD-Pakete wie MEDUSA und CADDS beispielsweise von Computervision liefen. Auch ME10 und I-DEAS sind zu nennen.

Nachdem in der zweiten Hälfte der 1980er-Jahre die ersten Personal Computer in den Unternehmen standen, kamen auch CAD-Programme dafür auf den Markt. In dieser Zeit gab es eine Vielzahl von Computerherstellern und Betriebssysteme. AutoCAD war eines der ersten und erfolgreichsten CAD-Systeme, das auf unterschiedlichen Betriebssystemen arbeitete. Um den Datenaustausch zwischen diesen Systemen zu ermöglichen, definierte AutoDesk für sein CAD-System AutoCAD das DXF -Dateiformat als „neutrale“ Export- und Importschnittstelle. 1982 erschien AutoCAD für das Betriebssystem DOS . Das Vorgehen bei der Konstruktion blieb jedoch beinahe gleich wie zuvor mit dem Zeichenbrett. Der Vorteil von 2D-CAD waren sehr saubere Zeichnungen, die einfach wieder geändert werden konnten. Auch war es schneller möglich, verschiedene Versionen eines Bauteils zu zeichnen.

In den 1980er-Jahren begann wegen der sinkenden Arbeitsplatzkosten und der besser werdenden Software ein CAD-Boom. In der Industrie wurde die Hoffnung gehegt, mit einem System alle anstehenden Zeichnungs- und Konstruktionsaufgaben lösen zu können. Dieser Ansatz ist aber gescheitert. Heute wird für jede spezielle Planungsaufgabe ein spezielles System mit sehr leistungsfähigen Spezialfunktionen benutzt. Der Schritt zur dritten Dimension wurde durch die immer höhere Leistungsfähigkeit der Hardware dann gegen Ende der 1980er-Jahre auch für kleinere Unternehmen erschwinglich. So konnten virtuelle Körper von allen Seiten begutachtet werden. Ebenso wurde es möglich, Belastungen zu simulieren und Fertigungsprogramme für computergesteuerte Werkzeugmaschinen ( CNC ) abzuleiten.

Seit Anfang der 2000er-Jahre gibt es erste Ansätze, die bis dahin immer noch zwingend notwendige Zeichnung verschwinden zu lassen. In die immer öfter vorhandenen 3D-Modelle werden von der Bemaßung über Farbe und Werkstoff alle notwendigen Angaben für die Fertigung eingebracht. Wird das 3D-Modell um diese zusätzlichen, geometriefremden Eigenschaften erweitert, wird es zum Produktmodell , unterstützt beispielsweise durch das STEP-Datenformat . Die einzelnen einheitlichen Volumenobjekte werden zu Instanzen unterschiedlicher Klassen. Dadurch können Konstruktionsregeln und Verweise zwischen einzelnen Objekten (zum Beispiel: Fenster wird in Wand verankert) realisiert werden.

Siehe auch

  • Geometrische Modellierung
  • Liste von CAD-Programmen
  • Basispunkt (CAD)
  • StrataVision

Weblinks

Commons : CAD – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
  • 3D-Model eines Zylinderdeckels (PDF; 2 MB), interaktiv (Adobe Reader 8.1 oder höher)
  • Gemäldegalerie CATIA SYSTEM
  • CAD im Computer History Museum
  • Geschichte des CAD (englisch)

Anmerkungen und Einzelnachweise

  1. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: CAD-Technik. Lehr- und Arbeitsbuch für die Rechnerunterstützung in Konstruktion Opfer und Arbeitsplanung. Hanser, München/ Wien 1984, ISBN 3-446-13897-8 , S. 16.
  2. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. Springer, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 1.
  3. ↑ Gerhard Pahl: Konstruieren mit 3D-CAD Systemen. Grundlagen, Arbeitstechnik, Anwendungen Springer, Berlin/ Heidelberg 1990, ISBN 3-540-52234-4 , S. 5.
  4. ↑ IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 24.
  5. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. Springer, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 6.
  6. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 46.
  7. ↑ a b Siegmar Haasis: Integrierte CAD-Anwendungen. Rationalisierungspotenziale und zukünftige Einsatzgebiete. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 1995, ISBN 3-540-59145-1 , S. 2.
  8. ↑ a b c Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 434.
  9. ↑ Gerhard Pahl: Konstruieren mit 3D-CAD-Systemen. Grundlagen, Arbeitstechnik, Anwendungen. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, 1990, ISBN 3-540-52234-4 , S. 7.
  10. ↑ a b c d Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 55.
  11. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: CAD-Technik. Lehr- u. Arbeitsbuch für die Rechnerunterstützung in Konstruktion und Arbeitsplanung. Hanser-Verlag, München/ Wien 1984, ISBN 3-446-13897-8 , S. 254.
  12. ↑ a b Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 53.
  13. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 436.
  14. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 5.
  15. ↑ Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 16.
  16. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 237.
  17. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 398.
  18. ↑ Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 28,67.
  19. ↑ a b Siegmar Haasis: Integrierte CAD-Anwendungen. Rationalisierungspotenziale und zukünftige Einsatzgebiete. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 1995, ISBN 3-540-59145-1 , S. 3.
  20. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 401.
  21. ↑ Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 41.
  22. ↑ Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 43.
  23. ↑ Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 41ff.
  24. ↑ a b Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 159.
  25. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 3.
  26. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 59.
  27. ↑ a b Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 171.
  28. ↑ Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 27.
  29. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 4.
  30. ↑ Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 23.
  31. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 60.
  32. ↑ Prozesskettenbetrachtung, FEM-Simulation und CAD. Abgerufen am 15. Oktober 2018 .
  33. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 131f.
  34. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: CAD-Technik. Lehr- u. Arbeitsbuch für die Rechnerunterstützung in Konstruktion und Arbeitsplanung. Hanser-Verlag, München/ Wien 1984, ISBN 3-446-13897-8 , S. 74.
  35. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: CAD-Technik. Lehr- u. Arbeitsbuch für die Rechnerunterstützung in Konstruktion und Arbeitsplanung. Hanser-Verlag, München/ Wien 1984, ISBN 3-446-13897-8 , S. 91.
  36. ↑ Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 45.
  37. ↑ Hans-Joachim Bungartz, Michael Griebel, Christoph Zenger: Einführung in die Computegraphik. Grundlagen, Geometrische Modellierung, Algorithmen Vieweg-Verlag, Braunschweig Wiesbaden 1996, ISBN 3-528-06769-1 , S. 6f.
  38. ↑ a b Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 170.
  39. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 437.
  40. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 161.
  41. ↑ a b Siegmar Haasis: Integrierte CAD-Anwendungen. Rationalisierungspotenziale und zukünftige Einsatzgebiete. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 1995, ISBN 3-540-59145-1 , S. 50.
  42. ↑ Siegmar Haasis: Integrierte CAD-Anwendungen. Rationalisierungspotenziale und zukünftige Einsatzgebiete. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 1995, ISBN 3-540-59145-1 , S. 51.
  43. ↑ a b c Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 442.
  44. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 175.
  45. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 176.
  46. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 443.
  47. ↑ a b José Encarnação, Wolfgang Straßer, Reinhard Klein: Graphische Datenverarbeitung 2. Modellierung komplexer Objekte und photorealistische Bilderzeugung. 4. Auflage. Oldenbourg-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-486-23469-2 , S. 19.
  48. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 177.
  49. ↑ a b Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 47.
  50. ↑ Mustafa Celik: NX 9.0 für Maschinenbauer. Grundlagen Technische Produktmodellierung. Springer Vieweg Verlag, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-07783-9 , S. 4.
  51. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 177f.
  52. ↑ Vgl. etwa die Anwendungen Realize Shape bei NX oder Imagine & Shape bei CATIA
  53. ↑ Gerhard Pahl: Konstruieren mit 3D-CAD-Systemen. Grundlagen, Arbeitstechnik, Anwendungen. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, 1990, ISBN 3-540-52234-4 , S. 52f.
  54. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 160.
  55. ↑ José Encarnação, Wolfgang Straßer, Reinhard Klein: Graphische Datenverarbeitung 2. Modellierung komplexer Objekte und photorealistische Bilderzeugung. 4. Auflage. Oldenbourg-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-486-23469-2 , S. 43.
  56. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 180.
  57. ↑ Martin Eigner, Daniil Roubanov, Radoslav Zafirov: Modellbasierte Virtuelle Produktentwicklung. Springer Vieweg Verlag, Berlin/ Heidelberg 2014, ISBN 978-3-662-43815-2 , S. 123f.
  58. ↑ Martin Eigner, Daniil Roubanov, Radoslav Zafirov: Modellbasierte Virtuelle Produktentwicklung. Springer Vieweg Verlag, Berlin/ Heidelberg 2014, ISBN 978-3-662-43815-2 , S. 126.
  59. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 183f.
  60. ↑ Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 51.
  61. ↑ Martin Eigner, Daniil Roubanov, Radoslav Zafirov: Modellbasierte Virtuelle Produktentwicklung. Springer Vieweg Verlag, Berlin/ Heidelberg 2014, ISBN 978-3-662-43815-2 , S. 129.
  62. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 187ff.
  63. ↑ Ernst Beutner, Heiko Neukirchner, Gerhard Maas. In: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (Hrsg.): Virtuelle Produktentwicklung. Vogel-Verlag, Würzburg 2013, ISBN 978-3-8343-3106-9 , S. 52.
  64. ↑ Vgl. zu den Vorteilen Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 186.
  65. ↑ Vgl. beispielsweise Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 189.
  66. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 193.
  67. ↑ Reiner Anderl, Ralf Mendgen: Modelling with constraints. Theoretical foundation and application. In: Computer-Aided Design. Vol. 28, Nr. 3, Elsevier verlag, 1996, S. 155–168.
  68. ↑ Vgl. beispielsweise Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 440f.
  69. ↑ Dieter Roller: CAD. Effiziente Anpassungs- und Variantenkonstruktion. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 1995, ISBN 3-540-58779-9 , S. 51–67.
  70. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 233.
  71. ↑ Dieter Roller: CAD. Effiziente Anpassungs- und Variantenkonstruktion. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 1995, ISBN 3-540-58779-9 , S. 124.
  72. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 207ff.
  73. ↑ Dieter Roller: CAD. Effiziente Anpassungs- und Variantenkonstruktion. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 1995, ISBN 3-540-58779-9 , S. 13.
  74. ↑ Dieter Roller: CAD. Effiziente Anpassungs- und Variantenkonstruktion. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 1995, ISBN 3-540-58779-9 , S. 117.
  75. ↑ Ronald List: CATIA V5 – Grundkurs für Maschinenbauer. Bauteil- und Baugruppenkonstruktion, Zeichnungsableitung. 8. Auflage. Springer Vieweg Verlag, Berlin/ Heidelberg 2017, ISBN 978-3-658-17332-6 , S. 125.
  76. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 458ff.
  77. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 172.
  78. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 50f.
  79. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 195.
  80. ↑ Tamer MM Shahin: Feature-Based Design. An Overview. In: Computer-Aided Design and Applications. Vol. 5, Nr. 5, 2008, S. 639–653.
  81. ↑ Jami J. Shah, David Anderson, Yong Se Kim, Sanjay Joshi: A Discourse on Geometric Feature Recognition From CAD Models. In: Journal of Computing and Information Science in Engineering. Vol. 1, 2001, S. 41–51.
  82. ↑ Vgl. umfassend Jami J. Shah, Martti Mäntylä: Parametric and Feature-Based CAD/CAM. Concepts, Techniques, and Applications. John Wiley & Sons, New York/ Chichester/ Brisbane/ Toronto/ Singapore 1995, S. 122ff.
  83. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 179ff.
  84. ↑ Martin Eigner, Daniil Roubanov, Radoslav Zafirov: Modellbasierte Virtuelle Produktentwicklung. Springer Vieweg Verlag, Berlin/ Heidelberg 2014, ISBN 978-3-662-43815-2 , S. 131.
  85. ↑ Ulrich Sendler: Das PLM-Kompendium. Referenzbuch des Produkt-Lebenszyklus-Managements. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-87897-1 .
  86. ↑ Gerhard Pahl: Konstruieren mit 3D-CAD-Systemen. Grundlagen, Arbeitstechnik, Anwendungen. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, 1990, ISBN 3-540-52234-4 , S. 186ff.
  87. ↑ Martin Eigner, Helmut Maier: Einstieg in CAD. Lehrbuch für CAD-Anwender. Hanser Verlag, München/ Wien 1985, ISBN 3-446-14118-9 , S. 200ff.
  88. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 192f.
  89. ↑ Dieter Roller: CAD. Effiziente Anpassungs- und Variantenkonstruktion. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 1995, ISBN 3-540-58779-9 , S. 73ff.
  90. ↑ André Borrmann, Markus König, Christian Koch, Jakob Beetz (Hrsg.): Building Information Modeling. Technologische Grundlagen und industrielle Praxis. Springer Vieweg Verlag, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 195.
  91. ↑ José Encarnação, Wolfgang Straßer, Reinhard Klein: Graphische Datenverarbeitung 1. Gerätetechnik, Programmierung und Anwendung graphischer Systeme. 4. Auflage. Oldenbourg Verlag, München/ Wien 1996, ISBN 3-486-23223-1 , S. 224ff.
  92. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 236ff.
  93. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 73f.
  94. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 75ff.
  95. ↑ Andreas Kalweit, Christof Paul, Sascha Peters, Reiner Wallbaum (Hrsg.): Handbuch für Technisches Produktdesign. Material und Fertigung. Entscheidungsgrundlagen für Designer und Ingenieure. 2. Auflage. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 2012, ISBN 978-3-642-02641-6 , S. 463ff.
  96. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 410.
  97. ↑ Sandor Vajna, Christian Weber, Helmut Bley, Klaus Zeman: CAx für Ingenieure. Eine praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-36038-4 , S. 241f.
  98. ↑ Thomas Jedrzejas: Aufbau historischer städtischer 3D-Szenarien für eine Nutzung unter Google Earth, basierend auf Daten von terrestrischem Laserscanning, Photogrammetrie und Archivinformationen. Diplomarbeit an der HS Bochum. Juli 2008, 3.1.2.1., 3. Absatz. ( hochschule-bochum.de ( Memento vom 25. Dezember 2012 im Internet Archive ), PDF; 7,80 MB)
  99. ↑ DXF intern
  100. ↑ autodesk.de ( Memento vom 18. Dezember 2012 im Internet Archive )
  101. ↑ Günter Spur, Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt. Management der CAD-Technik. Carl Hanser Verlag, München/ Wien 1997, ISBN 3-446-19176-3 , S. 42.
  102. ↑ Michael E. Mortenson: Geometric Modeling. 3. Auflage. Industrial Press, New York 2006, S. 10.
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