Shannon McGarry
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Entdecken Sie die 3D Modellierungswerkzeuge in Fusion, einschließlich parametrisch-, Direkt-, Flächen-, Freiform- und Netzmodellierung. Erfahren Sie, wann Sie welche Ansätze anwenden sollten und wie Fusion professionelle Produktentwicklung vom Konzept bis zur Fertigung unterstützt.
Bei der Evaluierung professioneller CAD-Software taucht immer wieder eine Frage auf: Welche Arten von 3D-Modellierung werden unterstützt?
Die Antwort ist wichtig, da unterschiedliche Designherausforderungen unterschiedliche Modellierungsansätze erfordern. Eine bearbeitete Halterung, ein Gehäuse für Unterhaltungselektronik, ein ergonomisches Handheld-Produkt und ein nachbearbeiteter Scan erfordern unterschiedliche Werkzeuge und Arbeitsabläufe.
Autodesk Fusion umfasst professionelle 3D-Konstruktionsfunktionen wie parametrisch-, Direkt-, Flächen-, Freiform- und Netzmodellierung. Mit diesen Funktionen können Teams zwischen technischer Präzision, Untersuchung des Industriedesigns und Vorbereitung der Fertigung wechseln, ohne die Software wechseln zu müssen.
Werfen wir einen Blick auf die einzelnen Modellierungsmethoden, wann sie verwendet werden sollten und wie Autodesk Fusion moderne Arbeitsabläufe für die Produktentwicklung vom Konzept bis zur Fertigung unterstützt.
Warum die Unterstützung mehrerer Modellierungsansätze wichtig ist
Nicht jedes Produkt ist auf die gleiche Weise konzipiert.
Ein präzisionsgefertigter Flansch erfordert möglicherweise streng kontrollierte Bemaßungen und technische Beziehungen. Ein tragbares Gerät erfordert möglicherweise eine organische Form, die für den Komfort optimiert ist. Ein Gehäuse für Konsumgüter erfordert möglicherweise stark verfeinerte Außenflächen. Ein Reverse-Engineering-Projekt beginnt möglicherweise mit einem 3D-Scan anstelle eines CAD-Modells.
In der Vergangenheit benötigten Teams für diese unterschiedlichen Arbeitsabläufe häufig separate Software-Pakete. Eine Anwendung für die Konstruktion, eine weitere für Industriedesign und eine weitere für die Arbeit mit Scandaten.
Die moderne Produktentwicklung geht schneller voran, wenn diese Arbeitsabläufe miteinander verbunden sind, wie in Autodesk Fusion. Anstatt Benutzer auf eine einzige Modellierungsmethode zu zwingen, ermöglicht Fusion Designern und Ingenieuren, den Modellierungsansatz zu verwenden, der am besten zu dem Konstruktionsproblem passt, während sie weiterhin in derselben Projekt-Umgebung arbeiten.
Parametrische Modellierung
Für die meisten Projekte im Maschinenbau bleibt die parametrische Modellierung die Grundlage der Produktentwicklung.
Was ist parametrische Modellierung?
Die parametrische Modellierung ist ein verlaufsbasierter, abhängigkeitsgesteuerter Ansatz für die CAD-Konstruktion. Bemaßungen, Beziehungen und die Konstruktionsabsicht werden als Elemente erfasst. Wenn sich ein Parameter ändert, wird das Modell automatisch aktualisiert.
Stellen Sie sich dies so vor, als würden Sie einen Satz von Design-Regeln erstellen und nicht einfach nur Geometrie zeichnen. Ändern Sie den Bohrungsdurchmesser, die Wandstärke oder den Montageort sowie zugehörige Elemente Update entsprechend.
Wann ist die parametrische Modellierung am besten?
Die parametrische Modellierung zeichnet sich aus, wenn:
- Bauteile erfordern genaue Bemaßungen
- Baugruppen enthalten voneinander abhängige Komponenten
- Entwürfe werden häufig überarbeitet
- Konstruktionsänderungen müssen verfolgt und verwaltet werden
- Fertigungstoleranzen sind entscheidend
Mechanische Komponenten, Vorrichtungen, Werkzeuge, Blechbauteile und produktionsreife Produkte sind häufig stark von parametrischen Arbeitsabläufen abhängig.
Parametrische Funktionen in Fusion
Fusion bietet zahlreiche Werkzeuge für die parametrische Konstruktion, darunter:
- Abhängigkeiten für Skizzen
- Bemaßungsbeziehungen
- Historienbasierte Featuremodellierung
- Verwaltung der Feature-Timeline
- Anordnungs- und Spiegeloperationen
- Konstruktionskonfigurationen und -varianten
Diese Werkzeuge helfen Konstruktionsteams, die Konstruktionsabsicht während der gesamten Entwicklung beizubehalten, und ermöglichen gleichzeitig eine schnelle Iteration, wenn sich Anforderungen ändern.
Direkte Modellierung
Nicht jede Konstruktionsänderung erfordert einen Neuaufbau des Elementverlaufs. Manchmal müssen Sie die Geometrie einfach schnell ändern.
Was ist direkte Modellierung?
Die direkte Modellierung ermöglicht es Benutzern, Geometrie direkt zu bearbeiten, ohne auf einen Elementverlaufs-Workflow angewiesen zu sein.
Flächen können direkt im Modell verschoben, in der Größe geändert, gelöscht, versetzt oder bearbeitet werden. Anstatt eine Reihe von übergeordneten Elementen zu ändern, interagieren Sie direkt mit der endgültigen Geometrie.
Wann ist die direkte Modellierung am besten?
Die direkte Modellierung ist besonders nützlich für:
- Bearbeiten importierter Geometrie
- Anbieter oder Lieferantenmodelle
- Konzeptentwicklung
- Einmalige Konstruktionsänderungen
- Schnelles Experimentieren
Dies ist oft der schnellste Weg, um Änderungen vorzunehmen, wenn die Konstruktionsabsicht nicht umfassend kontrolliert werden muss.
Parametrische und direkte Modellierung im Vergleich
Bei der parametrischen Modellierung stehen Wiederholbarkeit und technische Kontrolle im Vordergrund.
Bei der direkten Modellierung stehen Geschwindigkeit und Flexibilität im Vordergrund.
Der Vorteil von Fusion besteht darin, dass Teams sich nicht ewig für einen Ansatz entscheiden müssen. Konstrukteure können den für eine gegebene Situation sinnvollsten Workflow verwenden, ohne den größeren Konstruktionsprozess aufgeben zu müssen.
Für viele Unternehmen unterstützt diese Kombination sowohl strukturierte Konstruktionsarbeit als auch schnelle Konzeptstudien
Flächenmodellierung
Einige Produkte hängen ebenso sehr von geometrischer Qualität wie von technischer Präzision ab, und genau hier ist die Oberflächenmodellierung von entscheidender Bedeutung.
Was ist Flächenmodellierung?
Die Flächenmodellierung bietet eine detaillierte Kontrolle über einzelne Flächen, sodass Konstrukteure komplexe Formen, glatte Übergänge und ästhetische Formen definieren können, die mit der herkömmlichen Volumenkörpermodellierung allein nur schwer zu erstellen wären.
Anstatt sich auf das Volumen zu konzentrieren, konzentriert sich die Oberflächenmodellierung auf die Qualität der Außenhaut.
Was ist Class-A-Flächengestaltung?
Class-A-Flächen sind hochgradig verfeinerte Flächen mit Krümmungskontinuität und glatten Übergängen.
Diese Flächen werden häufig für folgende Zwecke benötigt:
- Automobil-Außenverkleidungen
- Unterhaltungselektronik
- High-End-Industrieprodukte
- Luxusgüter
- Produkte, bei denen das Erscheinungsbild Kaufentscheidungen beeinflusst
Selbst subtile Unvollkommenheiten können auf polierten oder reflektierenden Produkten sichtbar werden.
Autodesk Fusion-Oberflächenwerkzeuge
Fusion bietet erweiterte Flächenmodellierungsfunktionen wie:
- Erhebungen
- Sweeps
- Begrenzungsflächen
- Patch erstellen
- Flächen trimmen
- Fläche heften
- Krümmungsanalyse
Mit diesen Werkzeugen können Teams die Qualität der Formen bewerten und verfeinern und dabei die Genauigkeit und Herstellbarkeit der Konstruktion gewährleisten.
Freiform-Modellierung
Nicht jedes Produkt beginnt mit Abmessungen. Einige Produkte beginnen als Formen.
Was ist Freiform-Modellierung?
Die Freiform-Modellierung ermöglicht es Designern, glatte, organische Formen zu erstellen, indem sie Steuerpunkte manipulieren, anstatt sich ausschließlich auf Bemaßungen und technische Abhängigkeiten zu verlassen.
Viele Designer beschreiben diese Erfahrung als digitales Sculpting. Anstatt Geometrie mit Elementen zu erstellen, formen Sie das Bauwesen direkt im Modell.
Beste Anwendungen für die Freiformmodellierung
Freiform-Konstruktionen werden häufig für folgende Zwecke verwendet:
- Ergonomische Produkte
- Wearables
- Sportausrüstung
- Medizinische Geräte
- Konsumgüter
- Konzepte für Industriedesign
Diese Produkte erfordern oft Formen, die sich natürlich in der Hand anfühlen oder den visuellen Designzielen entsprechen, anstatt strenge geometrische Definitionen festzulegen.
Der Fusion-Arbeitsbereich Formen
Der Fusion-Arbeitsbereich Formen verwendet T-Spline-Technologie zum Erstellen glatter organischer Formen.
Konstrukteure können Flächen mithilfe käfigbasierter Steuerelemente bearbeiten und diese Formen dann in Volumenkörper- oder Flächengeometrie konvertieren, um die Konstruktion zu verfeinern und die Fertigung vorzubereiten.
Dadurch wird eine Brücke zwischen Arbeitsabläufen zwischen Industriedesign und Konstruktion geschaffen, ohne dass separate Software-Anwendungen erforderlich sind.
Netzmodellierung
Die moderne Produktentwicklung stützt sich zunehmend auf gescannte Geometrie und additive Fertigung, und genau hier werden Netz-Arbeitsabläufe wichtig.
Was ist Netzmodellierung?
Bei der Netzmodellierung arbeiten Sie mit triangulierter Geometrie anstelle von herkömmlichen CAD-Volumenkörpern.
Netzdateien werden in der Regel bei der Arbeit mit Folgendem auftreten:
- STL-Dateien
- OBJ-Dateien
- 3D-Scans
- Arbeitsabläufe für die additive Fertigung
- Reverse-Engineering-Projekte
Häufige Anwendungsfälle für die Netzmodellierung
Netz-Arbeitsabläufe unterstützen u. a. folgende Aktivitäten:
- Scan-to-CAD-Projekte
- Reverse Engineering
- Neuerstellung von älteren Bauteilen
- Änderung des Produkts
- Medizinische Modellierung
- Vorbereitung der additiven Fertigung
Autodesk Fusion-Netzfunktionen
Fusion unterstützt:
- Netz importieren
- Netz reparieren
- Netz bearbeiten
- Arbeitsabläufe für die Netzkonvertierung
- Scanbasierte Konstruktionsprozesse
So können Teams physische Objekte in digitale Modelle umwandeln und gescannte Geometrie in umfassendere Konstruktionsabläufe integrieren.
Vom 3D-Modell zur fertigungsgerechten Konstruktion
Das Erstellen des Modells ist nur ein Teil des Produktentwicklungsprozesses. Letztendlich müssen die Entwürfe validiert, dokumentiert und gefertigt werden.
In Autodesk Fusion fließen alle fünf Modellierungsansätze in nachgelagerte Arbeitsabläufe ein, darunter:
- Programmierung von CAD zu CAM
- Vorbereitung der CNC-Bearbeitung
- Simulation und Analyse
- Technische Zeichnungen
- Produkt-Dokumentation
- Übergabe der Fertigung
- Zusammenarbeit bei der Planung
- Datenmanagement
Diese Verbindung zwischen Konstruktion und Fertigung trägt dazu bei, Datensilos zu reduzieren, Revisionen zu rationalisieren und die Konsistenz während der gesamten Entwicklung zu gewährleisten.
Welchen Modellierungsansatz sollten Sie verwenden?
Die Antwort hängt von dem Produkt ab, das Sie entwerfen.
| Herausforderung bei der Konstruktion | Empfohlene Vorgehensweise |
| Mechanische Komponenten | Parametrische Modellierung |
| Importierte Geometriebearbeitungen | Direkte Modellierung |
| Ästhetik von Konsumgütern | Modellieren von Flächen |
| Ergonomische Formen | Freiform Modellierung |
| Reverse Engineering | Netz- modellierung |
Die meisten realen Produkte kombinieren mehrere dieser Ansätze. Aus diesem Grund bevorzugen professionelle Designteams zunehmend Plattformen, die mehrere Arbeitsabläufe in einer einzigen Umgebung unterstützen.
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Ganz gleich, ob Sie präzisionsmechanische Komponenten, Konsumgüter, organische Formen oder Fertigung fertige Baugruppen erstellen, Autodesk Fusion bietet Ihnen die Flexibilität, den Modellierungsansatz zu wählen, der am besten zu Ihrem Projekt passt.
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