Digital Prototyping

Vorwort

Inhalt

1 Einführung

1.1 Historische Entwicklung

1.1.1 Drei Jahrzehnte CAD

1.1.2 Hardware

1.1.3 PDM

1.1.4 Datenkommunikation

1.1.5 CIM und PLM

1.2 Warum Digital Prototyping?

1.2.1 Innovationszyklen verkürzen

1.2.2 Bessere Lösungen finden

1.2.3 Globalisierung

1.2.4 Erschwingliche Lösungen

2 Die wichtigsten Anbieter

2.1 Autodesk

2.1.1 Maschinenbau, Anlagenbau, Fahrzeugbau

2.1.2 Bau, Architektur, Kartografie

2.1.3 Media und Entertainment

2.2 Dassault Systèmes

2.2.1 PLM

2.2.2 Mainstream 3D

2.3 PTC

2.3.1 Enterprise Solutions

2.3.2 Desktop Solutions

2.3.3 Services Solutions

2.4 Siemens PLM Software

2.4.1 Digital Product Development

2.4.2 Digital Manufacturing

2.4.3 Digital Lifecycle Management

2.4.4 Velocity Series

3 Ideenfindung und Konzeption

3.1 Digitale Skizzen

3.1.1 Skizzieren in Mechanik-CAD-Systemen

3.1.2 Digitales Entwerfen

3.1.3 Digitizer statt Papier

3.1.4 Computerunterstützter Duktus

3.1.5 Übergang 2D-3D

3.1.6 3D-Scanner

3.1.7 Konvergenz der Ideen

3.2 Industriedesign

3.2.1 Höchste Ansprüche im Automobilbau

3.2.2 Höhere Mathematik für perfekte Ästhetik

3.2.3 Kurze Wege bei der Designentwicklung

3.3 Wissensmanagement

3.3.1 Wissenswerkzeug Wiki

3.3.2 Motivation der Autoren

3.3.3 Einfache Bedienung, geringe Kosten

3.3.4 Wikis für Unternehmen

3.3.5 Vorbehalte schwinden

3.3.6 Beispiel Schaeffler-Gruppe

4 3D-Modell: Basis des digitalen Prototyps

4.1 2D-CAD

4.2 3D-CAD

4.2.1 Vollständigkeit

4.2.2 Enge Bauräume

4.2.3 Innovativere Lösungen

4.2.4 Leicht zu erlernen

4.2.5 Die wichtigsten Schritte inzweieinhalb Tagen

4.2.6 Selbststudium ist teuer

4.3 Parametrische Bauteilkonstruktion

4.3.1 Parametrische Skizze

4.3.2 3D-Elemente

4.4 Parametrische Baugruppenkonstruktion

4.4.1 Produktfamilien

4.4.2 Strukturierte Stückliste für Produktfamilien

4.4.3 PDM-Integration

4.4.4 Anwenderbeispiele

4.5 Produktkonfiguration und automatisierte Konstruktion

4.5.1 Erweiterung der Konfigurationslogik

4.5.2 Datenbankintegration

4.5.3 Online-Produktkonfiguration

4.5.4 Hohe Kostenvorteile erzielbar

4.6 Kaufteile und Normteile

4.6.1 Teilemanagement

4.7 Große Baugruppen

4.7.1 Was sind „große“ Baugruppen?

4.7.2 Wie lässt sich die System-Performance optimieren?

4.8 Parametrische oder direkte Modellierung

4.8.1 Parametrik ist ideal – aber nicht fu?r alles

4.8.2 PTC: CoCreate

4.8.3 Synchronous-Technologie von Siemens PLM Software

4.8.4 Autodesk Inventor Fusion

5 Branchenlösungen

5.1 Blechkonstruktion

5.1.1 Räumliche Blechteile konstruieren

5.1.2 Ablauf der 3D-Blechkonstruktion

5.1.3 Funktionen

5.1.4 Abwicklung und Längenkorrektur

5.1.5 Voreinstellungen

5.1.6 Aufbau eines Blechteils

5.1.7 Bauteilefamilien

5.1.8 Verbindungselemente

5.1.9 Abwicklung

5.1.10 Fertigungszeichnungen

5.1.11 Daten für die Fertigung

5.1.12 Innovativere Lösungen,Fehlversuche vermeiden

5.2 Schweißkonstruktion

5.2.1 Schweißbaugruppen

5.2.2 Drei Fertigungsphasen

5.3 Anlagenbau (kleine Anlagen)

5.3.1 Stahlbaukonstruktion

5.3.2 Rohrleitungen

5.4 Anlagenbau (Großanlagen)

5.4.1 P&ID-Fließschemata

5.4.2 3D-Anlagenkonstruktion

5.4.3 Alle Gewerke einbinden

5.4.4 Vierdimensionale Baustelle

5.4.5 Beispiele: Stahlproduktionsanlagen

5.5 Kunststoff-Spritzguss

5.5.1 Wachsende Anspru?che

5.5.2 Digitale Technologien

5.5.3 Spritzgussmaschine

5.5.4 Detailkonstruktion

5.5.5 Werkzeug- und Formenbau

5.5.6 Ablauf der Werkzeugkonstruktion

5.5.7 Konstruktion von Familienwerkzeugen

5.5.8 Auswerfer und Stifte

5.5.9 Schieber

5.5.10 Simulation und Optimierung des Spritzgussvorgangs

5.5.11 Fertigung der Form

6 Maschinenelemente und Auslegung

6.1 Ingenieurgrundwissen integriert

6.2 Schraubverbindungsgenerator

6.3 Schraubenberechnung

6.4 Einfügen mit „Autodrop“

6.5 Konstruktion und Berechnung von Wellen

6.6 Auswahl und Auslegung von Lagern

6.7 Auslegung von Kegelrädern

6.8 Weitere Berechnungsverfahren

6.9 Stahlbau-Berechnungen

6.10 Zeit sparen – Fehler vermeiden

7 Simulation

7.1 Dynamische Systeme

7.1.1 Beispiele

7.1.2 Ablauf

7.2 Integrierte FE-Analysen

7.2.1 FEM-Netz

7.2.2 Ablauf

7.2.3 Ergebnisdarstellung

7.3 Simulation von Strömungen und Wärmeübertragung

7.3.1 Grundbegriffe

7.3.2 CFD-Anwendungen

7.3.3 Anwendungsbeispiele

7.4 Universelle CAE-Software-Pakete

7.4.1 CAD-Integration

7.4.2 Diskretisierung

7.4.3 Vorbereitung

7.4.4 Multiphysik (Multiphysics)

7.4.5 Ergebnisdarstellung

7.5 Spritzgusssimulation

7.5.1 CAD-integrierte Simulation

7.5.2 Simulation für Experten

8 Visualisierung

8.1 Darstellungen in der Konstruktion

8.2 Rendering

8.3 Rendering für Einsteiger

8.4 Rendering für Fortgeschrittene

8.4.1 Bildgröße

8.4.2 Beleuchtung

8.4.3 Szenen

8.4.4 Rendertyp

8.4.5 Antialiasing und illustrative Darstellung

8.5 Visualisierung für Profis

8.5.1 Oberflächen

8.5.2 Beleuchtung

8.5.3 Komponenten mit Eigenlicht

8.5.4 Weiche Schatten

8.5.5 Beleuchtungshinweise

8.5.6 Kamera

8.5.7 Animation

8.6 Design-Kommunikation

8.6.1 Multi-CAD-Unterstu?tzung

8.6.2 Daten organisieren

8.6.3 Realistische Materialien

8.6.4 Umgebungsschatten

8.6.5 Szenen erstellen und bearbeiten

8.6.6 Untersuchung von Entwurfsalternativen

8.6.7 Animation

8.6.8 Drehtisch

8.6.9 Storyboard

8.6.10 Realtime Raytracing

8.6.11 Globale Design Reviews

8.6.12 Bessere Entscheidungen

8.6.13 Gute Bilder lohnen sich

9 Elektrokonstruktion

9.1 Mechatronik

9.2 Technologie-Anforderungen

9.3 Beispiel: AutoCAD ecscad

9.3.1 Alles unter Kontrolle

9.3.2 Symbole und Makros

9.3.3 Querverweise

9.3.4 Konform mit Normen

9.3.5 Vielsprachigkeit

9.3.6 Artikeldatenbank

9.3.7 Fehlervermeidung

9.3.8 Automatisierung

9.3.9 Auswertung und Prüffunktionen

9.3.10 Schnittstellen

9.3.11 Verwaltung & Wiederverwendung

9.3.12 Ausgabe

9.4 Kabelbaumkonstruktion

9.4.1 Verdrahtung mit System

9.4.2 Import von Kabelbaumdaten

9.4.3 Elektrische Bauteile

9.4.4 Kabelbaum erstellen

9.4.5 Drähte und mehradrige Kabel erstellen

9.4.6 Segmente

9.4.7 Routing

9.4.8 Spleißobjekte

9.4.9 Flachbandkabel

9.4.10 Dokumentation

9.4.11 Listen und Berichte

10 Produktdatenmanagement (PDM)

10.1 Grundbegriffe

10.1.1 PDM oder PLM?

10.1.2 Artikel

10.1.3 Dokumente

10.1.4 Projekte

10.1.5 Version - Revision - Variante

10.1.6 Stücklisten

10.1.7 Klassifizierung

10.1.8 Benutzerverwaltung

10.1.9 Status und Workflow

10.1.10 Konfigurationsmanagement und Änderungswesen

10.1.11 Datenmanagement in verteilten Organisationen

10.1.12 Viewing-Funktionen

10.1.13 Web-Zugriff

10.1.14 Anpassungsfähigkeit

10.1.15 PDM ist erschwinglich

10.2 Wozu PDM?

10.2.1 Jede Version exakt definieren

10.2.2 Änderungen dokumentieren

10.2.3 Verwendungsnachweis

10.2.4 Wer ist verantwortlich?

10.2.5 Wer wacht über die wertvollen Daten?

10.2.6 Standardisierung und schnelle Suche

10.2.7 Elektronischer Freigabeprozess

10.2.8 Zuverlässige Stücklistenverwaltung

10.2.9 Dokumentationspflichten erfüllen

10.2.10 Entwicklungszyklen verkürzen

10.3 Branchenspezifische Anforderungen an PDM

10.3.1 Serienfertigung

10.3.2 Auftragsfertigung

10.4 PDM-Einführungsplanung

10.4.1 Dreh- und Angelpunkt: Konstruktion

10.4.2 Altdaten-Übernahme

10.4.3 ECAD- und CAE-Daten integriert verwalten

10.4.4 Das Pferd von der richtigen Seite aufzäumen

10.4.5 Aufwand und Kosten sparen

10.4.6 Praktikable Lösungen

10.4.7 2D-Daten

10.4.8 Zusammenarbeit u?ber mehrere Standorte

11 Fertigung

11.1 Rapid Prototyping

11.2 Rapid Manufacturing

11.3 CAM – Integration der Fertigung

11.3.1 Blechfertigung

11.3.2 Modellbau, Formenbau

12 Produktpublikationen

12.1 Dokumentarten

12.1.1 Pre-Sales

12.1.2 Post-Sales

12.2 Zielgruppen

12.3 Medien

12.4 Formale Anforderungen

12.5 Technische Illustration

12.5.1 Techniken und Stilmittel

12.6 Text

13 Nachhaltigkeit

13.1 Endzeit und Anfang

13.2 Anforderungen

13.3 Chancen

14 Digital Prototyping macht sich bezahlt

14.1 Kosten der Entwicklung

14.2 Problem: Langläufer

14.3 Informationsverluste vermeiden

14.4 Erfolge mit virtuellen Prototypen

14.5 Planungsaufwand deutlich reduziert

14.6 Was Anwender sagen

Akronyme

Index

Literatur