CAD Grundlagen Teil 2 – Fortsetzung für Fortgeschrittene
Nach der Einführung in die CAD-Grundlagen (Teil 1) können die ersten Kenntnisse nun vertieft und erweitert werden. In diesem Blogbeitrag werden typische Fragen von Anfängern und Fortgeschrittenen beantwortet.
Was ist ein CAD-Modell?
Ein CAD-Modell ist ein Datenbestand, welcher im CAD-Programm erzeugt wird. Diese Daten ermöglichen es, die Gestalt eines Bauteils oder einer Baugruppe in verschiedenen Ansichten auf dem Bildschirm wiederzugeben. Ein 3D-CAD-Modell kann räumlich dargestellt und aus verschiedenen Perspektiven betrachtet werden.
Aus welchen Daten setzt sich ein CAD-Modell zusammen?
Ein CAD-Modell enthält folgende Daten:
Geometriedaten: Punkte, Linien, Flächen, Körper Zeichnungsdaten: Maßangaben, Toleranzen, Beschriftungen Attribute: Linienart, Liniendicke, Farbe, Schraffur
Darstellungen: Schattierungen, Transparenz, Reflexionen, Beleuchtungseffekte
Wie wird ein 3D-CAD-Modell erstellt und bearbeitet?
Die Erstellung eines dreidimensionalen Modells gehört zu den CAD-Grundlagen. Ein solches Modell wird in der Regel aus einfachen geometrischen Grundkörpern aufgebaut wie beispielsweise Quader und Zylinder. Diese Grundkörper werden nach und nach zu der gewünschten Geometrie zusammengefügt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit einer linearen Austragung oder Rotation von Flächen, um dreidimensionale Körper zu erstellen. Neben dem Hinzufügen weiterer Grundkörper können diese
auch von einem bestehenden Modell subtrahiert werden. Mit dieser Methode werden Bohrungen und Hohlräume im Bauteil erzeugt.
Kann an jedem PC mit einem CAD-Programm gearbeitet werden?
Grundsätzlich lässt sich auf jedem modernen PC ein entsprechendes Programm installieren, um die CAD-Grundlagen zu erlernen. Je nach Größe und Komplexität der Teile und Baugruppen werden jedoch die Grenzen im Hinblick auf die Grafikleistung oder die Größe und Auflösung des Bildschirms schnell erreicht.
Welche CAD-Grundlagen sollte ein Anfänger zuerst erlernen?
Beim Kennenlernen eines CAD-Programms sollte sich der Anfänger zunächst mit der Benutzeroberfläche vertraut machen. Beim Gestalten des ersten Bauteils können dann problemlos die CAD-Grundlagen erlernt werden. Hierzu gehört beispielsweise das Erstellen von Skizzen mit Bemaßungen. Durch das lineare Austragen einer solchen Skizze entsteht ein erster Grundkörper. Das Abtragen von Volumen, mit dem sich Bohrungen erstellen lassen, zählt ebenfalls zu den
CAD-Grundlagen. Neben der Gestaltung von Einzelteilen ist es auch wichtig, diese zu Baugruppen zusammenstellen zu können. Darüber hinaus lassen sich aus den erstellten 3D-Modellen die notwendigen Fertigungszeichnungen ableiten. Mit diesen CAD-Grundlagen sollte jeder Anfänger problemlos zurechtkommen.
Welche Ansichten des Modells können in einem CAD-Programm dargestellt werden?
Ein 3D-CAD-Modell kann auf dem Bildschirm in allen Raumrichtungen gedreht und somit aus allen erdenklichen Perspektiven betrachtet werden. Darüber hinaus lassen sich die folgenden Ansichten erstellen:
Schnittansicht: Hier wird im Modell eine zusätzliche Ebene eingefügt und das Material vor der Ebene vorübergehend ausgeblendet. Dadurch wird der innere Aufbau des modellierten Körpers sichtbar.
Explosionsansicht: Bei dieser Ansicht werden die einzelnen Teile einer Baugruppe räumlich
auseinandergezogen. Hierbei werden die relative Ausrichtung der Teile und die korrekte Einbaureihenfolge berücksichtigt. Somit ist jedes Bauteil vollständig sichtbar und der Betrachter weiß trotzdem, wie die Baugruppe zusammengefügt ist. Mit dieser Darstellung lässt sich der Aufbau von Maschinen sehr gut abbilden.
Phantomansicht: Hier wird das Gehäuse einer Maschine so dargestellt, dass es durchsichtig erscheint. Somit werden die innenliegenden Bauteile sichtbar. Diese Ansicht kann genutzt werden, um die Funktionsweise einer Maschine zu veranschaulichen.
Welche Grundregeln sollten bei der Gestaltung eines CAD-Modells beachtet werden?
Zu den CAD-Grundlagen gehört auch die Einhaltung einiger Regeln. Die klassischen Grundregeln der Gestaltung eines CAD-Modells lauten: EINFACH, EINDEUTIG, SICHER.
EINFACH: Angestrebt werden eine einfache Fertigung und Montage der Bauteile. Baugruppen sollten nach Möglichkeit nur wenige Einzelteile enthalten.
EINDEUTIG: Das Modell sollte so gestaltet werden, dass eine fehlerhafte Bedienung oder Montage des Bauteils gar nicht erst ermöglicht wird. Weiterhin umfasst dieser Punkt auch die vollständige Dokumentation (Werkstoffkennzeichnung, Fertigungsunterlagen, etc.).
SICHER: Die Funktionalität des Bauteils muss gewährleistet werden und der Benutzer darf niemals durch das Bauteil gefährdet werden.
Gibt es weitere Systeme der rechnerunterstützten Produktentstehung?
Die Abkürzung CA… (computer aided …) wird nicht nur in Zusammenhang mit dem Begriff CAD verwendet. Sie bezeichnet auch noch weitere Systeme, welche ebenfalls auf der Rechenleistung von Computer basieren:
CAA (computer aided assembling): Rechnerunterstützte Prozesse in der Montage
CAE (computer aided engineering): Umfasst verschiedene Systeme zur Berechnung und Simulation, die beispielsweise bei der Auslegung mechanischer Bauteile zum Einsatz kommen. Je nach Aufgabenstellung wird unterschieden in Struktur-, Strömungs- und Kinematikanalysen.
CAM (computer aided manufacturing): Systeme zur Rechnerunterstützung in der Fertigung. Die Hauptanwendung von CAM-Systemen besteht darin, aus einem bestehenden CAD-Modell die Daten zur Steuerung von CNC-Maschinen zu generieren.
CAS (computer aided styling): Systeme zur Visualisierung und Animation.Sämtliche rechnerunterstützten Systeme werden unter dem Begriff CAx zusammengefasst.