Die Renaissance des Produktdesigns: 9 CAD-Technologien, die jetzt eingesetzt werden sollten

1/10/2023

Lesezeit: 5 min

Das Produktdesign erlebt derzeit eine Renaissance. Neue Technologien revolutionieren jeden Schritt des Produktentwicklungsprozesses - von der Erstellung von Entwürfen über deren Überprüfung bis hin zur Validierung von Modellen.

Die Zeiten für Produktentwickler waren noch nie so aufregend wie heute, aber es ist wichtig, dass Ihr CAD-System mit den Veränderungen Schritt hält. Andernfalls besteht die Gefahr, dass Sie und Ihr Unternehmen ins Hintertreffen geraten. Im Folgenden finden Sie neun CAD-Technologien, über die Sie Bescheid wissen müssen, um den Anschluss nicht zu verlieren.

1. Generatives Design

KI-gesteuertes generatives Design kann bei der digitalen Transformation Ihres Unternehmens eine wichtige Rolle spielen. Generatives Design erstellt automatisch Modelle, die den vorgegebenen Spezifikationen entsprechen, einschließlich Materialien und Herstellungsverfahren, und optimiert sie entsprechend den vorgegebenen Zielen. Es erstellt mehrere Lösungen gleichzeitig, die alle die vorgegebenen Anforderungen erfüllen, und nutzt dabei die Leistung des Cloud-Computing.

Different iterations of a part made by generative design.

Generatives Design kann die Arbeit von Ingenieuren erheblich aufwerten und gleichzeitig den Zeitaufwand und die menschliche Befangenheit deutlich verringern. Da die Technologie nicht durch menschliche Einflüsse und Beschränkungen wie Annahmen auf der Grundlage früherer Entwürfe oder persönlicher Vorlieben beeinträchtigt wird, können die Ingenieure Entwürfe erstellen, die sie ohne diese Technologie nicht hätten erstellen können. Die Designer geben dem generativen Design-Tool die Kriterien vor, die sie haben, und es liefert eine einzigartige Antwort, auf die ein Mensch höchstwahrscheinlich nicht gekommen wäre.

2. Simulation

Sobald die Ingenieure ihre Konstruktionsentscheidungen umgesetzt haben, schicken sie diese Entwürfe traditionell zur Überprüfung an die Analysten. Nach einigen Tagen oder Wochen senden die Analysten die Simulationsergebnisse an die Ingenieure zurück, die dann Änderungen am Modell vornehmen und es an die Analysten zurücksenden. Dieser Zyklus wiederholt sich so lange, bis ein Entwurf fertiggestellt ist.

Mit der Echtzeitsimulation sind thermische, strukturelle und modale Analysewerkzeuge direkt in der CAD-Umgebung verfügbar. Sie wurde speziell für Ingenieure entwickelt und ist benutzerfreundlich, sodass sie die Simulation zur Verbesserung ihrer Konstruktionen nutzen können. Das bedeutet, dass Konstrukteure mehr innovative Ideen ausprobieren können - und die Ergebnisse in Sekunden, nicht in Tagen, sehen.


3. Additive Fertigung

Jüngste Fortschritte im CAD-Bereich helfen bei der Konstruktion für die additive Fertigung. Um ein erfolgreiches physisches Produkt zu gewährleisten, arbeiten CAD-Anbieter mit gängigen Plattformen zusammen. Sie können direkt vom Entwurf zum Druck übergehen, ohne Zwischenschritte.

3D printing is one type of additive manufacturing


Die neuesten Tools für die additive Fertigung können bei der Optimierung des Layouts von Baugruppen im Druckschacht helfen. Diese Werkzeuge helfen bei der Optimierung, Validierung und dem Druck von Prüfmodellen. Aber das Spannendste ist, dass die additive Fertigung nicht durch herkömmliche Herstellungsverfahren eingeschränkt ist und Teile aus Designs drucken kann, die Sie sich vielleicht nie hätten vorstellen können. Anstelle eines Volumenkörpers könnten Sie zum Beispiel Gewicht und Materialkosten sparen, indem Sie Gitter verwenden. Sie können die Gitterstruktur sogar auf der Grundlage von Simulationsergebnissen anpassen.


4. Augmented Reality

Mit Augmented Reality (AR) werden 3D-Modelle zu Erlebnissen, die maßstabsgetreu in reale Szenen eingefügt werden können. AR bietet Ingenieuren effiziente Möglichkeiten zum Austausch von Konstruktionsinformationen und zur sicheren Zusammenarbeit mit Kollegen, Lieferanten, Kunden und Fertigungspartnern.

Die heutige CAD-Software kann AR-Erlebnisse aus Ihren 3D-Modellen in Sekundenschnelle erstellen, wodurch Iterationskosten und zeitaufwändige physische Prototypen vermieden werden. Und da sie in der Cloud sicher ist, kann AR Ihre Arbeit demonstrieren, ohne Ihr geistiges Eigentum preiszugeben. Die Empfänger können Ihre AR-Modelle mit einem Mausklick starten, was die Zusammenarbeit fördert und es einfacher macht, potenzielle Fertigungsprobleme früher zu erkennen.

5. Modellbasierte Definition

Wenn sich Modelle ändern, werden alte Zeichnungen überholt. Viele Ingenieure kommunizieren Toleranzen, Materialien und andere wichtige Daten auf unterschiedliche Weise. An dieser Stelle kommt die modellbasierte Definition (MBD) ins Spiel. Sie ermöglicht es Konstrukteuren, detaillierte Anmerkungen zu 3D-Modellen hinzuzufügen, die zuvor in 2D-Zeichnungen enthalten waren. Und jeder, der Zugriff auf die digitale Datei hat, kann auf die aktuellste Revision zugreifen. Diese einzige Informationsquelle bildet die Grundlage für die digitale Transformation im gesamten Unternehmen.

 A model-based definition 3D model.

Als Teil des CAD-Systems unterstützt MBD die Konstrukteure beim Hinzufügen von Produktherstellungsinformationen (PMI) und geometrischen Abmessungen und Toleranzen (GD&T). Vor allem aber sorgen neuere MBD-Technologien dafür, dass diese Daten den neuesten technischen ASME- und ISO-Normen entsprechen.

6. Produktdatenmanagement

Produktdatenmanagement (PDM) und Product Lifecycle Management (PLM) Lösungen wie Windchill helfen Unternehmen bei der Verwaltung, gemeinsamen Nutzung und Überprüfung von Multi-CAD- und Produktdaten. PLM-Lösungen ermöglichen eine bessere Zusammenarbeit innerhalb eines Unternehmens, mit Lieferanten und mit externen Partnern - mit speziellen Bereichen für die Zusammenarbeit.

PDM und PLM ermöglichen die digitale Transformation der Stückliste in eine universelle, konsolidierte Ansicht aller Produktdaten. So entsteht ein durchgängiger Digital Thread - ein nahtloser Datenfluss, der der Entwicklung vor- und nachgelagert ist.

7. Große Baugruppen und Concurrent Engineering

Große Baugruppen, wie die riesige Maschine, die kürzlich die Fusionszündung erzeugte, können Hunderttausende von Teilen erfordern, um zu funktionieren. Mit Konstruktionsänderungen oder der Wartung dieser Teile Schritt zu halten, kann eine große Herausforderung sein.

CAD-Systeme wie Creo bieten jetzt Umhüllungs- und Schrumpfungsmethoden, die Unterbaugruppen und Teile, die nicht mit der aktuellen Arbeit zu tun haben, vereinfachen. Die Konstrukteure können auch die Belastung und die Reaktionszeiten reduzieren, indem sie die Teile leichter machen. Beide Funktionalitäten ermöglichen es Ingenieuren, weniger Zeit mit Warten zu verbringen und sich mehr auf ihre Arbeit zu konzentrieren.

Creo kann auch fortschrittliche Montagefunktionen zur Unterstützung von Top-Down-Design und Concurrent Engineering enthalten, wie z. B. Skelettmodelle und Datenfreigabe. Wenn sich die primäre Konstruktionsabsicht ändert, passen sich die einzelnen Unterbaugruppen an. Teams mit diesen CAD-Funktionen können parallel an einer Baugruppe konstruieren, was die Produktivität steigert und die Markteinführungszeit erheblich verkürzt.

8. Integrierte CAD-, CAE- und CAM-Systeme

CAD-Anwendungen können jetzt nativ integrierte Module für computergestütztes Design (CAD), computergestütztes Engineering (CAE) und computergestützte Fertigung (CAM) enthalten - kein erneutes Erstellen oder Übersetzen von Daten. CAD-Software wie Creo arbeitet nahtlos mit allen anderen Tools und Add-ons zusammen, die Konstrukteure benötigen. Alles ist als ein einziger Digital Thread durch die gesamte Konstruktionsumgebung integriert.

Creo verfügt über leistungsstarke, integrierte Fertigungsfunktionen, sowohl für die additive als auch für die subtraktive Fertigung. Ihre Modelle können 5-Achsen-Fräsen, Drehen, Erodieren, Blechschneiden oder Folgeverbundwerkzeuge beinhalten. Creo kann diese Vorgänge problemlos handhaben und Ihnen helfen, Ihre Entwürfe in die Realität umzusetzen.

9. Nahtloses Multi-CAD

Nur weil Sie ein CAD-System verwenden, heißt das noch lange nicht, dass Ihre Stakeholder und Kunden es auch verwenden. Konstrukteure haben regelmäßig mit nicht nativen CAD-Dateien zu tun - das gehört einfach zum Job.

Die gute Nachricht ist, dass die jüngsten Fortschritte die Integration von Fremddateien in das CAD-System Ihrer Wahl erleichtern. Fortschritte wie die Unite-Technologie von Creo ermöglichen ein nahtloses Importieren, Öffnen, Korrigieren, Aktualisieren und Speichern anderer CAD-Dateien. Sie benötigen nicht einmal die Lizenzen dieser Systeme, um sie zu nutzen.

Diese Funktionalität ermöglicht es Unternehmen, auf einfache Weise zu einer einzigen CAD-Lösung zu konsolidieren und so Geld und Schulungszeit zu sparen. Die Zusammenarbeit mit Zulieferern, Partnern und sogar anderen Teams kann nun problemlos erfolgen, unabhängig vom Dateiformat.

Tags: CAD Creo Generatives Design Additive Fertigung Digitale Transformation Modellbasierte Definition Simulation

Der Autor

Katherine Brown-Siebenaler

Katherine Brown-Siebenaler ist Marketing Content Manager für das CAD-Team von PTC. Mit Sitz in Austin, TX, ist Katherine Brown-Siebenaler für die Redaktion der Creo und Mathcad-Blogs verantwortlich. Sie verfügt über sechs Jahre Erfahrung als Inhaltserstellerin für verschiedene Marketing-Teams in Unternehmen, hauptsächlich in SaaS-Umgebungen. Katherine hat zwei Abschlüsse von der University of Florida: einen BS in Journalismus und einen Master in Massenkommunikation. Es macht ihr Spaß zu erfahren, wie PTC-Kunden täglich Software in realen Anwendungen zum Leben erwecken und damit Innovationen in ihren verschiedenen Branchen vorantreiben.