Anbindung der Konstruktionssilos durch integrierte CAM- und Industriedesign-Apps

Erstklassiges Produktdesign ist zum zentralen Alleinstellungsmerkmal für Hersteller geworden, die zunehmend um Marktanteile kämpfen müssen. Wenn Ihr Produkt in puncto Funktionalität und Zweck mit Konkurrenzprodukten identisch ist, kann das Aussehen und Verhalten oder auch das „Design“ den entscheidenden Unterschied bezüglich des Markterfolgs ausmachen.

Das hat zur Folge, dass das Design stark an Bedeutung gewonnen hat und eine wichtige Rolle für den Geschäftserfolg spielt. Um bessere Produkte zu entwerfen und schneller auf den Markt zu bringen, setzen Hersteller zunehmend auf vollständig integrierte Apps, die die verschiedenen an der Produktkonstruktion und -fertigung beteiligten Fachbereiche miteinander verbinden.

Durch Integration werden Barrieren zwischen Designern und Ingenieuren aufgehoben

Seit es 3D-Konstruktionstools gibt, stehen Industriedesigner, die das Aussehen eines neuen Produkts gestalten sollen, im Konflikt mit Ingenieuren, deren Hauptanliegen die funktionellen Aspekte einer Konstruktion sind. Industriedesigner sind in der Regel der betriebswirtschaftlichen Seite des Unternehmens verpflichtet, wo man die nächste Produktgeneration sehen will, bevor die eigentliche CAD-Arbeit überhaupt begonnen hat.

Die Designer ziehen deshalb flexible Visualisierungs- und Konzeptentwurfstools vor, mit denen sie in kürzester Zeit eine Vielzahl von Konzeptentwürfen neuer Produktdesigns liefern können, ohne sich um die pragmatischen, mechanischen Aspekte der technischen Konstruktion kümmern zu müssen.

Das Problem dabei ist, dass die Konzeptentwurfsphase dadurch oft vom übergeordneten Konstruktionsprozess abgekapselt wird und die mit den Konzepttools erzeugten Daten häufig nicht in nachgelagerten Prozessen genutzt werden, wenn die eigentliche mechanische Konstruktion beginnt.

Hersteller müssen sich darüber klar werden, dass Designer andere Tools benötigen. Bei ihnen steht die Geschwindigkeit im Vordergrund, damit sie schnell mehrere Konzepte erstellen können. Außerdem benötigen sie eine intuitive Benutzeroberfläche mit minimalem Schulungsbedarf. Zudem muss es möglich sein, mit diesen Tools hochwertige Visualisierungsobjekte zu erzeugen, bevor die eigentliche Produktgeometrie existiert, damit die Designer Vorschläge mit Ingenieuren, Finanzexperten, Fertigungsmitarbeitern sowie Vertriebs- und Marketingexperten austauschen und diskutieren können, um die Zusammenarbeit bei der Konstruktion zu fördern und Unterstützung für Konstruktionsvorschläge zu erhalten.

Da Designer und Ingenieure oft andere Ziele verfolgen und unterschiedliche Tools einsetzen, entstehen Kommunikationslücken. Wenn Ingenieure Konzeptmodelle später in ihrem CAD-System rekonstruieren, kommt es häufig zu drastischen Konstruktionsänderungen. Diese Trennung zwischen Design/Styling-Team und dem übrigen Produktentwicklungsteam führt oft zum Verlust der Konstruktionsabsicht, während die Entwürfe den Konstruktionszyklus durchlaufen.

Eine App für die Konzeptkonstruktion, die eng mit dem CAD-System integriert ist und bidirektionale Interoperabilität bietet, kann das Risiko einer solchen Kommunikationslücke deutlich reduzieren. Außerdem entfällt dadurch die Notwendigkeit für die Ingenieure, die Konzeptmodelle der Designer interpretieren oder rekonstruieren zu müssen. So bleibt die Konstruktionsabsicht erhalten, und die Konstruktionsdaten können leichter wiederverwendet werden. Dadurch wird der Konstruktionszyklus stark verkürzt und die Fehleranfälligkeit minimiert.

Wenn Konzeptentwurfs- und MCAD-Tools miteinander interoperabel sind, können genehmigte 3D-Konzeptmodelle von den Maschinenbauingenieuren einfach in ihre CAD-Software geladen werden. Auf diese Weise wird die ursprüngliche Konstruktionsabsicht geschützt und das Erstellen und Verfeinern des Modells zu einem echten digitalen Modell oder einem virtuellen Prototypen beschleunigt, das bzw. der schließlich fertig konstruiert, getestet und gebaut werden kann.

Die Barrieren zwischen Konstruktion und Fertigung einreißen

Die computergestützte Fertigung (Computer-Aided Manufacturing, CAM) hat ebenfalls von der CAD-Integration profitiert. Durch die Integration von CAD und CAM können Produktdesigner und Fertigungsmitarbeiter im Team zusammenarbeiten. Die traditionelle Interoperabilitätsbarriere zwischen den beiden Bereichen gehört damit der Vergangenheit an. Integrierte CAD/CAM-Tools nutzen dieselbe zugrunde liegende Datenbank, sodass keine Datenkonvertierung zwischen den Systemen notwendig ist. So besteht keine Gefahr fehlender, beschädigter oder nicht unterstützter Geometrieobjekte, Bemaßungen oder Notizen.

Bei einer vollständig integrierten CAD/CAM-Umgebung werden alle Bearbeitungsberechnungen in ein und demselben CAD-System definiert, berechnet und überprüft. Die für die Bearbeitung verwendeten Geometrien sind vollständig assoziativ. Das bedeutet: Bei Änderungen an der CAD-Geometrie wird die entsprechende CAM-Programmierung von der integrierten Software automatisch aktualisiert. Sämtliche Daten einschließlich der CAD-Daten, der Werkzeugwege, Spannelemente und der Werkzeugbibliothek werden im CAD-Modell gespeichert. So müssen weniger Dateien überwacht oder aktualisiert werden, wenn Änderungen erforderlich sind.

Der vielleicht größte Vorteil integrierter Konstruktions-Apps ist, dass sie eine gemeinsame Plattform für Designer, Ingenieure und Fertigungsmitarbeiter bereitstellen, über die diese im Team, ohne Kommunikationsprobleme und zu niedrigeren Kosten Produkte konstruieren und herstellen können.

Bild: mkrigsman

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