CAD

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En virtuel komponent i en visning fra enhver retning (3D CAD -program CATIA )

CAD (fra engelsk computerstøttet design [ kɔmˈpjuːtɐ ˈeɪdɪd dɪˈzaɪn ], i tysk computerstøttet konstruktion [1] [2] ) beskriver understøttelse af konstruktive opgaver ved hjælp af EDP til fremstilling af et produkt (f.eks. bil, fly, bygning, tøj).

Hvilke aktiviteter, der falder ind under begrebet CAD, behandles forskelligt i litteraturen. I en snævrere forstand er CAD computerstøttet oprettelse og ændring af den geometriske model. I en bredere forstand forstås det at betyde alle computerstøttede aktiviteter i en designproces, herunder geometrisk modellering, beregning, simulering og anden informationsindsamling og informationstilførsel, fra konceptudvikling til overdragelse til fremstilling eller produktion ( arbejdsforberedelse ). [3] [4]

Mens CAD -applikationer i første omgang først og fremmest blev brugt til fremstilling af fremstillings- eller fremstillingsdokumenter (markedsføringsbetegnelse: CAD som computer -aided drafting / drafting [5] ), med stigende computerkraft, CAD -systemer med komplekse ekspertsystemer og integrerede FEM -løsninger til udarbejdelse og konstruktion af tekniske løsninger er tilgængelig, hvorved objekterne behandles som tredimensionelle kroppe fra begyndelsen (tredimensionel CAD). Eventuelle tekniske tegninger, der kan være nødvendige, kan automatisk fremstilles ud fra de virtuelle modeller af tredimensionelle objekter. En særlig fordel ved 3D CAD er muligheden for at generere et billede af objekterne fra enhver retning. 3D -printeren muliggør overgangen fra den virtuelle model til det virkelige objekt, som også bruges i hobbyområdet. Sammen med de påviselige materialegenskaber oprettes udvidede CAD -modeller til beskrivelse af objekternes fysiske egenskaber (f.eks. Styrke, elasticitet).

CAD er en del af de såkaldte CAx- teknologier, som også omfatter computerstøttet produktion (CAM) eller computerstøttet kvalitetssikring ( computerstøttet kvalitet , CAQ). CAD bruges i næsten alle grene af teknologi: arkitektur , civilingeniør , maskinteknik , elektroteknik og alle deres discipliner og indbyrdes kombinationer op til tandteknologi .

Brug af CAD

CAD bruges til at generere digitale konstruktionsmodeller af forskellige typer, som giver de oplysninger, hvorfra det ønskede produkt kan fremstilles (via teknisk tegning, NC -overførsel osv.). Fordelen ved den computer-interne repræsentation af modellen består i rationaliseringen af ​​byggeprocessen. [6] Funktionerne i CAD sigter f.eks. På at give designeren rutinemæssige aktiviteter, [7][8] [9] (for eksempel ved varieret brug af 3D- eller funktionsmodellen [10] eller gennem den automatiske klækning eller dimensionering af tekn. tegninger) eller at acceptere gentagne arbejdsprocesser [7] for let og hurtigt at kunne skifte modeller, selv i avancerede faser af designprocessen [11] (f.eks. ved hjælp af parametrik[8] [12] ) eller for at forhindre informationstab og fejl. [13] De genererede CAD-modeller kan bruges på mange forskellige måder i andre applikationer (f.eks. I simulerings- eller beregningsprocesser eller som digitale mock-ups ), og resultaterne fra disse applikationer ændrer igen CAD-modellen og derved løbende optimere design (og dermed øges produktkvaliteten), indtil produktet er klar til produktion.

Inden for området virtuel produktudvikling understøtter CAD som en del af CAx -teknologierne. [14] [15] fra et mere teknisk synspunkt især konstruktionen af ​​proceskæder [16] [17] (CAD-CAM), den integrerede modellering [18] [19] [20] (f.eks. Ved hjælp af funktioner[ 8] [10] ), den kontinuerlige informationsstrøm [19] [21] baseret på en ensartet database (digital master) [22] modellering af komplette produktmodeller [23] [24] (virtuelt produkt [25] ) og set fra et mere organisatorisk synspunkt hurtigere levering af information (f.eks. via parametrik [12] [26] og 3D -modellering [27] ), især i de tidlige faser af udviklingsprocessen (frontloading) [28] gennem distribueret og parallelle arbejdsmetoder (samtidig / samtidig teknik) [29] [30] [31]

Et andet anvendelsesområde er modellering af fremstillingsprocesser med CAD -software. Dette muliggør en billig og forholdsvis hurtig indsigt uden forbrug af halvfabrikata og maskinbelægning til den anvendte fremstillingsproces. [32]

CAD -modelleringsværktøjer

CAD gør brug af forskellige værktøjer, der stammer fra forskellige områder, såsom især geometrisk modellering (som igen afhænger af f.eks. Differential geometri , sætteori , matrixalgebra , grafteori ) eller teoretisk og anvendt datalogi (f.eks. Software engineering , datastrukturer ). [33] Disse værktøjer kan kombineres og have forskellige egenskaber afhængigt af CAD -systemet og branchen. [34] I nogle tilfælde er de ikke en integreret del af et CAD-system, men kan installeres som en (branchespecifik) udvidelse ( add-on, plug-in ) , hvorved databasen for modellen forbliver den samme. [35] [36]

CAD-systemerne er vektororienterede (modsat: gitterorientering ), da alle geometriske objekter kan spores tilbage til linjer og punkter og fuldt karakteriseret. [37]

2D modellering

I 2D -modellering tegnes geometriske elementer i et plan , hovedsageligt i form af sektioner og visninger af komponenter. Arbejdsmåden ligner den manuelle tegning. Du vælger den ønskede kommando (f.eks. "Tegn linje"), vælger de punkter, der kræves for at modellere objektet i modelmiljøet, og programmet opretter det ønskede objekt. Især bruges linjer ( lige linjer , sektioner ), kurve i fri form (splines) , cirkler / buer og punkter , hvortil der kan tildeles yderligere attributter , såsom linjetykkelse, linjetype (f.eks. Stiplede, stiplede punkter) , prikket) eller farve.

Desuden kan forskellige transformationer ( translation , skalering, rotation , spejling, forskydning osv.) Anvendes på disse geometriske objekter, eller der kan udledes ækvidistant (forskydningskurve) fra dem. De kan også trimmes eller affases som lukkede linjer ("polylines"), afrundes eller fyldes med en farve eller et mønster. Tekster, symboler eller eksterne billedfiler (f.eks. Scannede håndskitser, der fungerer som skabeloner) kan også indsættes i modelmiljøet.

2D-modellering bruges hovedsageligt til at generere mængder, der er blevet skabt af todimensionale geometriske elementer gennem visse operationer fra 3D-området ( ekstrudering , fejning , rotation osv.). [38] Endvidere bruges 2D -modellering i de områder, hvor en 2D -model er tilstrækkelig til at repræsentere og forklare en komponent, eller hvor 3D -modellering ville være for dyr i forhold til fordelen [39] eller som et supplement til teknologiske tegninger genereret fra en 3D -model. Det bruges også til at tegne grafik over tekniske detaljer for en komponent [40] eller til blot skematiske fremstillinger af konstruktioner (f.eks. Til at forklare begreber, overvejelser, produktionsinstruktioner).

3D modellering

I 3D-modellering opbygges og lagres geometriske objekter i en tredimensionel form. Således tillader de på den ene side en realistisk fremvisning og bedre kropslig fantasi af kroppen under og efter modelleringen, [41] på den anden side repræsenteres af den tredimensionelle særlige præsentationsrelaterede (f.eks. Visning af snit- og elevationsvisninger fra forskellige synsvinkler), padsrelaterede (tekn. tegninger, delelister, arbejdsplaner, reservedelskataloger, montage- og betjeningsvejledning) [38] og teknisk-visuelle fremstillinger (kollisionsanalyse, eksploderede visninger, samling, installation, samling undersøgelser) [41] fra systemet (delvist) automatisere. Endvidere er 3D -beskrivelsen af ​​et objekt en forudsætning for mange andre applikationer i og uden for CAD -systemet ( DMU , MKS , CFD , FEM , NC -behandling, virtual reality , rendering , 3D -udskrivning osv.) [27] [42] [43] og understøtter således oprettelsen af ​​proceskæder (især CAD-CAM-proceskæden) i virtuel produktudvikling. Denne fordel ved den bredere vifte af anvendelser af 3D -modeller opvejes imidlertid af en større konstruktionsindsats, [24] [43] en tilsvarende omfattende viden og praksis med modelleringsværktøjerne.

Ligesom 2D -området kan 3D -modellerne transformeres (oversættelse, skalering, rotation osv.) Eller deformeres (tilspidses, vrides, skæres, udbules) ved hjælp af forskellige rumlige operationer.

Især forekommer følgende computerinterne repræsentationstyper i CAD: [43] [44]

Kantmodeller
Med kant model (også tråd -frame model), er et objekt kun repræsenteret af sine kanter, uden oplysninger volumen eller område. Det betyder, at der ikke er mulighed for geometriske operationer, der kræver en overflade eller et volumen som en forudsætning (for eksempel kræver penetrationer et volumen for automatisk at skabe penetrationskanter). Derfor bruges rene kantmodeller kun i meget specifikke tilfælde, for eksempel som grundlag for at skabe overflader eller volumener eller som hjælpegeometri. [45] Hvis du stadig ønsker at have en 3D -model som kantmodel af præsentationshensyn, kan du modellere en overflade- eller volumenmodel og bare ændre (grafisk) præsentationstype. [46]
Overflade modeller
Eksempel til oprettelse og behandling af en friformsoverflade
Overflademodeller beskrives udelukkende gennem deres overflader som "et skals" af et legeme (uden oplysninger om et punkt er indeni eller udenfor [47] ) og bruges altid, hvor overflader af et produkt har en kompleks form (f.eks. flyskrog, forbrugsvarer), som ikke kan opnås ved hjælp af blot volumenmodellering og en intuitiv ændring af overfladen er ønsket. [48] [49] Her analytisk skrivbare ( oversættelse overflader , rule overflader ) er og analytisk ikke-skrivbare overflader (for eksempel B-spline, NURBS overflader) anvendes, hvilket betyder, at næsten enhver tænkelig form er af høj geometrisk kvalitet (klasse A overflade) med hensyn til overfladeovergang ( kontinuitet ), overfladegrad, antal overfladesegmenter [50] kan genereres. Der findes en lang række generationsmuligheder her. F.eks. Kan overflader skabes ud fra kantkurver, via en "bevægelse" (f.eks. Lofting , fejning ) fra flere niveauer eller rumlige kurver eller linjer eller gennem et netværk af kurver (flåning) eller opstår som en "blandingsoverflade" af to overflader. Hvis det er nødvendigt, kan friformsoverfladen derefter deformeres ved at manipulere understøtningspunkterne ved hjælp af et "kontrolnetværk" strakt over det, hvilket skyldes overfladens grad og antallet af understøtningspunkter. Analyseværktøjer såsom den farvede fremstilling af den gaussiske overfladekurvatur , visning af krumningskamme eller fremstilling ved hjælp af isofoter hjælper med at kontrollere overfladens kontinuitet og glathed. Du kan derefter konvertere lukkede polysurfaces til et solidt. Endvidere er overflademodeller anvendes til at matche en polygon netværk (mesh), som kommer fra et punkt sky at en 3D måleinstrument (fx et taktilt eller optisk system eller CT fremgangsmåde ) er oprettet ud fra en reel genstand (i løbet af reverse engineering )
Solide modeller
Eksempel på volumendannelse ved hjælp af en plan, parametrisk 2D -tegning langs en hvilken som helst kurve ("sweep")
I fast modellering gemmes geometriske objekter som faste stoffer (og ikke kun som en skal, som ved overflademodellering ) . Den beskriver geometrien og, hvis en materialetæthed er angivet, massen af et legeme [49] [51] ("kropsmodel") klart og fuldstændigt, hvorfor objekterne kan tolkes automatisk af systemet og den geometriske konsistens er sikret, når objektet manipuleres. [47] På grund af dette har den den højeste grad af automatisering, hvorfor forskellige operationer, såsom bestemmelse af visse egenskaber i kroppen, såsom inertimomenter , tyngdepunkt , vægt kan udføres automatisk af systemet . Volumenmodellerere kan trække på en omfattende pulje af modelleringsteknikker. Så kan
  • Volumener kan genereres via 2D -tegninger ved hjælp af forskellige transformationer (f.eks. Ekstrudering, rotation).
  • Volumener kan ændres eller deformeres globalt ved hjælp af boolske operationer eller ved at afskære ved hjælp af fly ("trimning").
  • Primitiver (f.eks. Kuboider, kugler) kan manipuleres ved hjælp af underopdeling overflade teknikker. [52]
  • lukkede polysurfaces omdannes til faste stoffer.
  • Solid fra systeminterne (f.eks. Kubiske, kugler, kegler), virksomhedsspecifikke eller standardiserede ( f.eks. Standarddele ) skabeloner kan oprettes.
I CAD er der hovedsageligt 2 måder, hvorpå faste legemer kan repræsenteres i systemet:
Konstruktiv solid geometri
I CSG-modellering er en model bygget af primitiver (f.eks. Kuboider, cylindre) ved hjælp af sætteoretiske operationer og lagret internt som en sti og ikke som et slutprodukt. Fordelen ved CSG -modelleringen ligger i den altid konsistente beskrivelse, da grundelementerne allerede er konsistente, og udviklingshistorien kan genkendes. På den anden side er der den ulempe, at elementer som kanter og overflader ikke kan adresseres direkte og derfor ikke kan manipuleres. [53]
Grænse repræsentation
Med B-rep bestemmes mængderne hierarkisk nedad fra grænsefladerne via grænsekanterne, hvorved bestemmelsen af ​​konsistensen (ved hjælp af Euler-operatorer [54] [55] ) altid skal kontrolleres. Fordelen ved denne volumenpræsentation er, at kanter og overflader kan adresseres direkte og dermed manipuleres. Der er ingen oprindelseshistorie. [56] [57]
Da fordele og ulemper ved repræsentationstyperne kan balanceres i forhold til hinanden, bruges "hybridmodellerer" overvejende i CAD. [58]

Direkte modellering

Med direkte modellering (eksplicit modellering ) ændres de geometriske elementer direkte ved hjælp af bestemte funktioner (skalering, forskydning, strækning osv.). De geometriske elementer indeholder kun faste værdier (og ingen variabler), som kun kan ændres ved hjælp af funktioner. Her vælger man det geometriske element og den tilsvarende funktion, som skal forårsage den ønskede ændring og ændrer objektet enten interaktivt med musen eller ved at indtaste koordinater ved hjælp af tastaturet. Kun de valgte geometriske elementer ændres. I modsætning til parametrisk modellering er der ingen permanente afhængigheder mellem de geometriske elementer, hvilket betyder, at geometrien kan ændres meget intuitivt og frit.

På grund af denne meget frie modelleringsmulighed bruges direkte modellering primært i den tidlige konceptfase, hvor en hurtig og ukompliceret ændring af geometrien (uden at forstå den "udviklings kronologi" for den parametriske model eller søge efter den "korrekte" parameter, der forårsager den ønskede ændring) er ønskelig. Direkte modellering kan også være nyttig ved import ("udenlandsk"), parametriserede CAD -modeller ændres, f.eks. På grund af uklar eller uforståelig kronologi eller på grund af filformatoverførselsfejl. Modellen tilpasses ved at markere og derefter trække, glide eller lignende af de ønskede overflader eller kanter, og ændringen plantes i kronologitræet (f.eks. Synchronous Technology with NX eller Live Shape with CATIA). [59] [60] [61]

Parametrisk modellering

Parametrisk modellering betyder styring af modellen ved hjælp af parametre . Det betyder, at modellen - i modsætning til direkte modellering - ikke adresseres direkte via sin geometri, men via dens parametre, som til enhver tid kan ændre modellen. Afhængigt af applikationen adskiller parametertyperne sig groft i geometriparametre (f.eks. Geometriske dimensioner, positioner), fysiske parametre (f.eks. Materialer, belastninger), topologiparametre, procesparametre (f.eks. Tolerancer, data til varmebehandlinger eller NC -kørselsveje). [62] [63] Fordi disse parametre er gemt internt i systemet, kan der etableres relationer og afhængigheder mellem dem. Dette implementeres via begrænsninger eller begrænsninger (begrænsninger). De værdier, der indtastes eller automatisk linkes fra et eksternt program (f.eks. Regnearkprogram) [64] , "holdes", så deres afhængigheder og relationer kan beregnes (ved hjælp af matematiske beregningsmetoder) (begrænsningsbaseret design) . Disse begrænsninger kan f.eks. Være dimensioner, algebraiske forhold (længde = 2 × bredde), logiske operationer (hvis længde> 5 cm, derefter bredde = 8 cm, ellers 12 cm) ("eksplicitte begrænsninger") eller horisontalitet, parallelisme eller Definer kongruens ("implicitte begrænsninger") af geometriske elementer. [65] Dette gør det muligt at bygge en intelligent model, som kan styres med " viden " i form af konstruktionsregler og kun få relevante værdier ("vidensbaseret parametrik"). [10] [66]

I det todimensionale område foregår parametrisk modellering via dimensioner og restriktionsdisplays, som repræsenterer parametrene og er knyttet til geometrien (dimensionsdreven geometri) . Brugeren begynder først at tegne geometrien groft. Systemet forsøger (ved hjælp af regelbaserede procedurer [67] ) at genkende designhensigten ved at anvende implicitte begrænsninger, som er angivet med et begrænsningsdisplay i form af et piktogram . Brugeren kan derefter individuelt knytte dimensioner (med værdierne) til geometrien, indtil geometrien er fuldstændigt defineret af parametre. Geometrien kan nu kun ændres via parametrene. [68] [69]

Med parametrisk modellering kan standarddele eller endda hele samlinger indsættes fra et bibliotek i modelmiljøet, hvorved ændringen af ​​de underliggende parametre bevares. [70] [71]

På grund af de forskellige relationer og afhængigheder i parametrisk modellering er der udviklet en designmetodik, hvor brugeren eller designeren skal være opmærksom på ren, fejlfri parameterisering og en logisk struktur af CAD-modellerne i sin geometriske konstruktion.

Kronologi-baseret modellering

Her bruges datastrukturer, der registrerer generationsprocessen for modellen. Dette vises for brugeren i et historietræ , som løbende opdateres under modelleringen, og hvor de enkelte modelleringstrin og modellens struktur kan ses og om nødvendigt ændres i hver fase af byggeprocessen. [72] [73]

Visse afhængigheder ("forældre-barn-relationer") er vist i kronologien, som gør det muligt at drage konklusioner om den måde, modellen blev oprettet på, f.eks. 2D-tegningen ("skitse"), som en ekstrudering er baseret på eller fast legeme, som en penetration er baseret på. De respektive elementer er forbundet med hinanden, dvs. hvis det underliggende element ændres (f.eks. 2D -tegningen), ændres elementet baseret på det (f.eks. Det faste stof, der er skabt af ekstruderingen) automatisk.

Monteringsmodellering

Ved montagemodellering samles separat lagrede CAD -modeller ("individuelle dele") til en holistisk model ("samling") ved henvisning, hvorved filen, der er oprettet på denne måde, kun indeholder referencer til modellerne og ingen geometri. Her kan de enkelte dele relateres til hinanden (f.eks. Ved hjælp af afstandsinformation til områder eller punkter). Et forsamlingsstrukturtræ letter overblikket.

Fordelen ved montagemodellering er især produktets samlede repræsentation med dets individuelle dele og bruges til at kontrollere kollisioner og samlingen (emballage) eller også visuelle inspektioner (f.eks. "Gennemgangsanalyse") eller kinematiske analyser. [74] [75] [76]

Funktionsbaseret modellering

Funktionsbaseret modellering er brugen af ​​funktioner til designformål i modelmiljøet. I CAD repræsenterer funktioner værktøjer, hvormed konstruktive aspekter kan implementeres som en enhed i modellen og manipuleres (ved hjælp af parametrik) [77] . De har et højere informationsindhold, der går ud over den rene geometri (f.eks. Om teknologiske, produktionsrelaterede eller kvalitetsrelaterede aspekter) [10] [78], som andre applikationer (f.eks. CAM, FEM, CAPP) kan få adgang til, hvilket fører til en højere grad af automatisering af processerne og gør funktioner til "informations- og integrationsobjekter" i hele produktudviklingsprocessen. [79]

Funktionerne kan være geometriske (formtræk) såvel som / eller semantiske, kan kombinere et stort antal produktoplysninger og derfor vise en betydelig fleksibilitet og variation i typen og omfanget af deres repræsentation, hvorfor de også bruges i alle brancher kunne. Eksempler på dette er huller med yderligere toleranceoplysninger i maskinteknik eller flerlags vægstrukturer med alle materialeparametre i arkitekturen. Denne høje fleksibilitet har imidlertid også den ulempe, at det er svært at overføre eller konvertere funktioner fra et program til et andet. [80] Her kategoriseres funktioner (funktionstaxonomi) , overførsel af individuelle funktioner ved hjælp af visse "kortlægningsteknikker" (funktionskortlægning) eller lagring af funktionerne fra forskellige konstruktions- eller produktionstekniske perspektiver som en integreret model (multiple view -funktion modellering) hjælp, men er i øjeblikket stadig genstand for forskning. [81]

Funktioner kan oprettes på 3 forskellige måder. [82] [83] På grund af forbindelsen mellem funktioner og parametri kan alle funktioner ændres retrospektivt via deres parametre.

  • Interaktiv funktionsgenkendelse (Interaktiv funktionsgenkendelse): I denne metode genereres en funktionsmodel ved, at brugeren sekventielt vælger den funktion, der skal defineres som respektive geometriske elementer interaktivt fra en geometri -model. Han er enten helt fri til at vælge de geometriske elementer eller understøttes af CAD -systemet gennem et funktionsbibliotek med foruddefinerede funktioner. Systemet genererer derefter den ønskede funktion og viser den i kronologitræet.
  • Automatisk funktionsgenkendelse : I denne proces oversættes en geometri -model til en funktionsmodel, idet CAD -systemet bruger algoritmer til automatisk at udlede de tilsvarende funktioner fra den respektive geometri.
  • Design med funktioner (Design efter funktioner): Denne metodefunktioner genereres fra generiske skabeloner fra et (indfødt eller virksomhedsspecifikt) funktionsbibliotek. Brugeren vælger ganske enkelt den ønskede funktion, indtaster parameterværdierne og indsætter den i modelmiljøet. Den oprettede funktion kan derefter kombineres med andre funktioner (f.eks. Afrunding) eller ændres ved hjælp af parametre. Med denne type generation er brugeren bundet til de foruddefinerede, generiske funktioner, så det er muligt at generere brugerdefinerede funktioner i CAD-programmerne. Fordelen ved denne metode er, at designeren fra starten kan indsætte oplysninger, der kan bruges til processer nedstrøms, så du kan arbejde med et kontinuerligt højt informationsniveau i produktudviklingsprocessen. Ulempen er et relativt stort funktionsbibliotek med foruddefinerede funktioner.

Makroteknik

Makroteknikken bruges i CAD til at generere ofte brugt geometri eller funktioner [84] [85] med kun få input, og makroen løses, når objekterne er blevet oprettet. I eftertid er det ikke længere muligt at afgøre, om et objekt blev oprettet ved hjælp af en makro. Der skelnes mellem to typer: [86] [87]

  • Formmakroer: Gestaltmakroer er foruddefinerede lagrede (dvs. uden lagrede variabler) Primitiver (f.eks. Dræn, stole i arkitektur eller bolte inden for maskinteknik), der vælges fra et makrobibliotek og indsættes som en helhed i modelmiljøet. Hvis det er nødvendigt, kan det geometriske element, der genereres på denne måde, derefter opdeles i dets individuelle komponenter (ved hjælp af kommandoer som "eksplosion") og behandles ved hjælp af direkte eller parametrisk modellering (ved hjælp af "efterparameterisering").
  • Kommandomakroer : Kommandomakroer er kommandoer, der gemmes sammen, og som udføres efter hinanden med kun en kommandoindgang, og som genererer den tilsvarende geometri i modelmiljøet. De kan enten indtastes individuelt af brugeren eller CAD -systemet registrerer de enkelte konstruktionstrin i form af kommandosekvenser i en fil ("logfil", "programfil"), som brugeren kan få adgang til og ændre og optimere iht. hans ønsker. Overgangen til variantprogrammering er flydende.

Variant programmering

Med variantprogrammering genereres modellen ved hjælp af native eller højere programmeringssprog som C ++ , Python , Fortran eller scriptsprog som Visual Basic for Applications eller AutoLISP . Brugeren skriver (eventuelt med understøttelse af hjælpeprogrammer ) i et tekstredigeringsprogram de ønskede modelleringstrin for at generere modellen. CAD -systemet læser og udfører procedurerne og skaber resultatet i modelmiljøet. Hvis du vil ændre modellen, foretages de tilsvarende ændringer hovedsageligt i teksten (og ikke i modelmiljøet), og modellen genberegnes og ændres derefter af systemet. Modellen kan imidlertid også plantes i modelmiljøet som en diskret model (det vil sige udstyret med faste værdier) og modificeres ved hjælp af direkte modellering eller parametrisk modellering (ved "efterparameterisering") [88] . [89] Desuden tilbyder nogle systemer " visuelle programmeringssprog " (f.eks. Rhino 3D i kombination med Grasshopper), hvormed geometriske modeller, algoritmiske og parameteriserede, kan oprettes uden programmeringskendskab. [90]

Generelle ressourcer

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-FSDatenaustauschformat 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

Weblinks

Commons : CAD – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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.