Konstruktionsmethoden

Mit Systematik zum fertigen Bauteil: methodisches Entwickeln von Lösungsprinzipien

State of the art Software. Effektive Hardware. Qualifizierte und motivierte Ingenieure. Die drei Säulen der Konstruktion werden seit dem Einzug der 3D CAD Systeme um eine dynamische Komponente ergänzt: moderne Konstruktionsmethodik.

Die Vorteile  schlüssiger Arbeitsverfahren – nachhaltig geringerer Zeit- und Kostenaufwand, eindeutige Kommunikation, höhere Produktqualität – überzeugen auf Anhieb. Dennoch bedeutet die Einführung moderner Konstruktionsmethodik eine Zäsur. In der klassischen 2D Konstruktion wurden noch Kreise, Linien und Blöcke bei der Erstellung von Skizzen, Maschinenlayouts etc. gezeichnet. In hohem Maße intuitiv und individuell, was Arbeitsgestaltung, Denkmethode und Konstruktionsfortschritt anbelangt. Demgegenüber müssen sich die Konstrukteure in parametrischen 3D CAD Systemen bereits im Vorfeld Gedanken darüber machen, wie sie eine Komponente methodisch korrekt aufbauen. Neben Performanz und Änderungsstabilität zählt die Nachvollziehbarkeit zu den kritischen Parametern.

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Ein methodischer Aufbau rechnet sich schon bei der ersten kleinen Änderung, weil sie sich auf Basis der geeigneten Konstruktionsmethode durch alle betroffenen Bauteile vererbt. Dieser Automatismus ist nicht selbstverständlich. Richtige Strukturierung, angemessene Methode und die Verwendung der richtigen Funktionen im CAD System – der Mix muss stimmen, denn im 3D CAD ist es absolut relevant, wie man zum fertigen Bauteil gelangt. Der Weg zum Ziel spielt unter den Aspekten Änderungsstabilität und Nachvollziehbarkeit die entscheidende Rolle. Zumal die Konstruktionsmethode erheblichen Einfluss auf die Systemperformance bei großen, komplexen Konstruktionen hat.

Methodisch unterscheidet die Konstruktion zwischen zwei Prinzipien: Bottom up und Top down. Die Bottom up Methode beschreibt die Konstruktion vom Einzelteil hin zur kompletten Baugruppe. Sie empfiehlt sich bei Konstruktionen die von der Komplexität her überschaubar sind, mit hohem Wiederverwendungs­anteil schon erstellter Komponenten. Nachteil: Änderungen müssen an allen betroffenen Komponenten manuell durchgeführt werden.

Der Vorteil der Top down Konstruktion liegt darin, dass weniger Wiederholarbeit bei Konstruktions­änderungen erforderlich ist. Die Teile aktualisieren sich automatisch, auf Grund der Art und Weise, wie sie erstellt wurden: Zunächst entwirft der Konstrukteur ein Skelett der kompletten Baugruppe aus Skizzen, Flächen oder Volumen, ohne schon zu berücksichtigen, wie die spätere Aufteilung in Bauteile aussehen soll. Sind das Konzept und die wesentlichen Details im Skelett definiert, werden daraus die einzelnen Bauteile abgeleitet und detailliert. Die Beziehung zum Skelett bleibt dabei bestehen, sodass sich Änderungen automatisch auf alle Einzelteile vererben. Nachteil: Komponenten aus Skeletten können nicht ohne weiteres in anderen Konstruktionen wiederverwendet werden.

Welcher Ansatz ist der richtige? Dieser Frage muss sich der Konstrukteur nicht allein stellen. CIDEON Prozessberater leisten mit umfassendem Branchenwissen und Engineering-Know-how entscheidende Hilfestellung. Zunächst werden Konstrukteure auf Basis individueller, realer Konstruktionsbeispiele befähigt, die geeignete Konstruktions­methode für die unterschiedlichen Aufgabenstellungen selbst auszuwählen. Nachhaltigen Fortschritt initiiert der Verbund aus Anwendern und CIDEON Experten zuletzt mit der Erstellung von Richtlinien zum Konstruktionsaufbau, standardisierten CAD Arbeitsweisen und einem Regelwerk der Konstruktions­methodik.

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