月: 2023年3月

Was ist CG-Software?

CG-Software ist eine Software zur Erstellung und Bearbeitung von Bildern auf einem Computer.

CG steht für Computer Graphics (Computergrafik), und Personen, die Software zur Erstellung von Computergrafiken verwenden, werden CG-Ersteller genannt.

Anwendungen von CG-Software

CG-Software wird nicht nur für industrielle und kommerzielle Zwecke verwendet, sondern auch als persönliches Hobby, z. B. für:

• TV-Animationsproduktion
• Herstellung von Cartoons und Gemälden
• Erstellung von Spielesoftware
• Erstellung von Material für Websites
• Erstellung von Computergrafiken für das Design
• Bearbeitung von mit Digitalkameras aufgenommenen Fotos
• Entwurf von Architekturzeichnungen

Arten von CG-Software

CG-Software lässt sich grob in zwei Hauptkategorien einteilen: 2D-CG-Software und 3D-CG-Software. Die Preisspannen der Software sind unterschiedlich, aber in den letzten Jahren hat die Zahl der kostenlosen Software zugenommen.

1. 2D-CG-Software

Diese Software wird zur Erstellung von Computergrafiken verwendet, die auf einer ebenen Fläche gezeichnet werden. Photoshop und Illustrator sind die wichtigsten Softwaretypen.

2. 3D-CG-Software

Diese Software wird zur Erstellung dreidimensionaler 3D-CG verwendet. Sie wird hauptsächlich für die Erstellung von 3D-Modellen für Spiele und Animationen verwendet. CAD ist auch eine Art von 3D-CG-Software.

Funktionsweise der CG-Software

2D-CG-Software kann in Raster- und Vektorformate unterteilt werden, während 3D-CG-Software in Polygonmodellierung und Skulpturmodellierung unterteilt werden kann.

1. 2D-CG-Software

Rasterformat
In diesem Format werden CG durch die Anordnung von Ein-Pixel-Punkten in einem Rastermuster erstellt. Komplexe Bilder werden durch die Anordnung vieler Punkte mit unterschiedlicher Dichte und Farbe erzeugt. Die Datengröße nimmt jedoch mit der Anzahl der Punkte zu.

Die am häufigsten verwendete Software ist Adobe Photoshop. Es werden hier Erweiterungen wie jpg und png verwendet. Dieses Format ist zwar für die Darstellung komplexer Bilder von Bedeutung, hat aber auch den Nachteil, dass die Qualität beim Vergrößern oder Verkleinern abnimmt.

Vektorformat
Vektorformate speichern und reproduzieren die Beziehung zwischen Punkten als numerische Daten. Da die Form numerisch verwaltet wird, ist die Datengröße gering und das Format hat den Vorteil, dass es leicht verformbar ist. Es eignet sich für Logos und Karten.

Als Software wird hauptsächlich Adobe Illustrator verwendet. Hier werden Erweiterungen wie PDF eingesetzt. Es ist zwar für die Vergrößerung und Verkleinerung von Bedeutung, hat aber den Nachteil, dass es schwierig ist, komplexe Darstellungen auszudrücken.

2. 3D-CG-Software

Polygon-Modellierung
Bei dieser Methode wird ein Polygon als ein Bereich definiert, der von drei oder mehr verbundenen Scheitelpunkten umschlossen wird, und eine große Anzahl von ihnen wird kombiniert, um eine 3D-Form zu reproduzieren. Die meisten 3D-CG werden mit dieser Modellierungsmethode erstellt. Wenn jedoch komplexe Darstellungen erforderlich sind, wird manchmal die plastische Modellierung verwendet, da eine große Anzahl von Polygonen definiert werden muss.

Bildhauerische Modellierung
Dies ist eine Methode zur intuitiven Erstellung der Form eines 3D-CG-Modells auf dieselbe Art und Weise wie beim Sculpting. Sie setzt voraus, dass jedes Polygon ohne Unterbrechungen verbunden ist, was zu Fehlern und heterogenen Schattierungen führt.

Es ist jedoch nützlich für komplexe Modellierungen, da es die Modellierung ohne Rücksicht auf den Polygonfluss ermöglicht. Auf der anderen Seite hat es den Nachteil, dass die erzeugten Daten sehr groß sind.

Weitere Informationen über CG-Software

1. Funktionen der CG-Software

Die CG-Software bietet eine breite Palette von Funktionen zur Verbesserung der Effizienz. Nachfolgend einige Beispiele für Funktionen:

• Modellierungsfunktionen
  Dies ist die grundlegendste Funktion. Sie ist die erste Stufe der CG-Erstellung, bei der die Form des CG modelliert und die dreidimensionale Form und innere Struktur des CG dargestellt wird.
• Retopologie-Funktionen
  Diese Funktion rekonstruiert das Polygonnetz und ermöglicht die Glättung des Netzes.
• Animationsfunktion
  Mit dieser Funktion können Sie das Rig, das dem Skelett der CG entspricht, bewegen, um lebensechtere Bewegungen darzustellen.

Weitere Funktionen stehen für die effiziente Erstellung von CG zur Verfügung, wie z. B. die Anwendung von Effekten und die Manipulation von Polygonen in Koordinaten.

2. Integrierte und spezialisierte Arten von CG-Software

CG-Software kann in integrierte und spezialisierte Typen eingeteilt werden:

Integrierter Typ
Diese Produkte verfügen über alle Funktionen, die zur Erstellung von CG-Animationen erforderlich sind. Insbesondere können alle Prozesse wie Modellierung und Rendering von CG mit einer einzigen Software durchgeführt werden. Integrierte Produkte verfügen über alle Funktionen und sind bequem, aber sie sind schwieriger zu bedienen und erfordern eine längere Eingewöhnungszeit.

Spezialisierte Produkte
Hierbei handelt es sich um Produkte, die nur Funktionen für bestimmte Prozesse bieten, wie z. B. Modellieren und Sculpting. Spezialisierte Software eignet sich für CG-Animationsproduzenten, die zum ersten Mal arbeiten. Spezialisierte Produkte sind von Vorteil, wenn es um komplexe Aufgaben geht, die mit integrierten Produkten nicht gelöst werden können.

Was ist ein Cctv-Objektive?

CCTV-Objektive sind Objektive für CCTV-Kameras (Closed Circuit Television).

Cctv-Objektive sind Kameras, z. B. Closed-Circuit Television, deren Bilder nur an einen bestimmten Empfänger (TV-Monitor) übertragen werden, und werden häufig für Überwachungs- und Sicherheitskameras in Gebäuden verwendet. CCTV-Objektive bieten eine ausgewogene Aberrationskorrektur für alle Motive und eignen sich daher zum Lesen eines breiten Spektrums von Bildern.

Verwendungszwecke von Cctv-Objektiven

Cctv-Objektive werden in CCTV-Kameras verwendet, die hauptsächlich für Sicherheitsanwendungen wie Überwachungs- und Sicherheitskameras eingesetzt werden.

Weitere Anwendungen sind Straßenüberwachung, Bilderkennung, Barcode-Scannen, Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitung, medizinische Anwendungen, maschinelles Sehen und Roboter-Vision. In den letzten Jahren ist es möglich geworden, Megapixel-Anwendungen zu unterstützen, um der zunehmenden Pixelzahl der Kameras Rechnung zu tragen, sowie spezielle Wellenlängenbereiche wie Infrarot zu kodieren.

Das Prinzip von Cctv-Objektiven

Cctv-Objektive werden traditionell in erster Linie für Überwachungszwecke eingesetzt und bieten daher eine ausgewogene Aberrationskorrektur für alle Objektabstände. Infolgedessen können ihre individuellen physikalischen Eigenschaften denen von telezentrischen oder Makro-Objektiven mit fester Vergrößerung unterlegen sein. Da es sich um Allzweckobjektive handelt, ist auch ihr äußeres Erscheinungsbild wichtig, und ihre Außenabmessungen sind größer.

Arten von Cctv-Objektiven

Wie die meisten Kameraobjektive sind auch Cctv-Objektive in verschiedenen Brennweiten erhältlich. Kürzere Brennweiten bieten ein breiteres Sichtfeld, während längere Brennweiten Teleobjektive sind, die ein engeres Sichtfeld und größere Bilder von weit entfernten Objekten bieten.

Die Bildsensoren von CCTV-Kameras werden auch nach der Größe des Bildsensors klassifiziert: Die meisten CCTV-Kamera-Bildsensoren sind 1/1,8 Zoll, 2/3 Zoll, 1/2,7 Zoll, 1/3 Zoll und 1 Zoll groß. Für den Anschluss an die Kamera gibt es zwei Arten von Anschlüssen: den C-Anschluss und den CS-Anschluss.

Weitere Informationen zu Cctv-Objektiven

1. Vergrößerung von Cctv-Objektiven

Die Vergrößerung bezieht sich im Allgemeinen auf die optische Vergrößerung, d. h. das Verhältnis von Kameragröße zu Sichtfeld. Die Kameragröße ist die Pixelgröße multipliziert mit der Anzahl der effektiven Pixel, d. h. der Anzahl der Aufnahmen, die das Objekt macht. Zur Berechnung des Abbildungsmaßstabs werden die Arbeitsdistanz (der Abstand zwischen Objektiv und Objekt) und die Brennweite (der Abstand zwischen Objektiv und Kameraelement) benötigt.

Wenn der Abstand zum Motiv gleich ist, ist das Sichtfeld umso größer, je kürzer die Brennweite ist, und das Objektiv wird als Weitwinkelobjektiv bezeichnet. Wird ein gleich großes Objekt projiziert, ist die Brennweite umso länger, je größer der Arbeitsabstand ist, und das Objektiv wird als Teleobjektiv bezeichnet.

Bei der Auswahl von Kameras und Objektiven wird also zuerst der Vergrößerungsfaktor gewählt, danach werden Objektive und Kameras ausgewählt, die den Installationsbedingungen entsprechen, so dass die erste Voraussetzung für die Auswahl eine geeignete Vergrößerungseinstellung für die Anwendung ist.

2. Brennweite des Cctv-Objektivs

Nach der Festlegung der Vergrößerung werden Objektiv und Kamera entsprechend den Installationsbedingungen ausgewählt. Bei der Auswahl der Kamera sind die grundlegenden Auswahlkriterien die Anzahl der Pixel und die CCD-Größe, während bei den Objektiven der Arbeitsabstand, das erforderliche Sichtfeld und die Brennweite berücksichtigt werden müssen.

Bei der Verwendung von Kameras in Industrieanlagen haben viele Objektive eine feste Brennweite. Daher gibt es eine Reihe von Arbeitsabständen, die verwendet werden können, und es muss ein Objektiv gewählt werden, das das erforderliche Sichtfeld innerhalb des Einsatzbereichs bietet.

Im Allgemeinen gilt: Je länger die Brennweite, desto größer der Arbeitsabstand. Cctv-Objektive eignen sich nicht für Anwendungen mit hoher Vergrößerung, daher sind Makro-Objektive oder ähnliche Objektive für Aufnahmen mit hoher Vergrößerung geeignet. Zwischen Objektiv und Kamera können auch Distanzstücke eingefügt werden, um die Brennweite zu verlängern. Das Sichtfeld und der Arbeitsabstand bei Verwendung von Zwischenringen sind ebenfalls in den technischen Unterlagen des Herstellers angegeben.

Bei der Installation von Kamera und Objektiv ist es üblich, den Arbeitsabstand für die Fokussierung einzustellen, und die Montage der Kamera z. B. auf einem manuellen Tisch, der in Abbildungsrichtung verstellt werden kann, ist bei der Einstellung nützlich.

Was ist ein CC-LINK-Kabel?

CC-Link-Kabel sind Kabel, die mit CC-Link (Control & Communication Link), einem FA-Netzwerk, kompatibel sind.

CC-Link ist ein von der Mitsubishi Electric Corporation entwickeltes FA-Netzwerk, das Hochgeschwindigkeitsübertragungen mit bis zu 10 Mbit/s und Langstreckenkommunikation über eine maximale Entfernung von 1.200 m (Übertragungsgeschwindigkeit 156 kbps) ermöglicht. CC-Link-Netzwerke können durch den Anschluss von CC-Link-kompatiblen SPSen und Ein-/Ausgabegeräten mit CC-Link-Kabeln aufgebaut werden.

In der Regel werden abgeschirmte 3-adrige verdrillte Kabel verwendet, und verschiedene Versionen von CC-Link werden von verschiedenen Kabeln unterstützt (abwärtskompatibel). Die Modellnummern richten sich nach dem Verwendungszweck, z. B. für feste und bewegliche Teile, und nach der Farbe des Außenmantels.

Verwendungszwecke von CC-LINK-Kabeln

CC-LINK-Kabel werden hauptsächlich in industriellen Anwendungen eingesetzt.

Während für eine festverdrahtete Kommunikation Dutzende von mehradrigen Kabeln zwischen den Geräten verlegt werden müssen, müssen bei CC-Link nur dreiadrige geschirmte Kabel über eine Master-Station in Reihe geschaltet werden, was kostengünstig und platzsparend ist. Aus diesem Grund wird es in Produktionslinien eingesetzt, in denen viele Geräte verwendet werden. Durch den Einsatz von Repeatern oder optischen Repeatereinheiten können die Übertragungsstrecken verlängert werden.

Da CC-Link-kompatible Produkte entwickelt werden können, indem man sich an den Entwickler Mitsubishi Electric Corporation als Partner wendet, werden CC-Link-kompatible Kabel, Messgeräte und Steuerungen von verschiedenen Herstellern verkauft. Da für jeden Produkttyp speicherabbildende Profile eingerichtet werden, können nahezu dieselben Programme auch für Produkte anderer Hersteller verwendet werden, sofern sie die gleiche Funktionalität für dieselbe Anwendung aufweisen.

CC-LINK-Kabel-Prinzip

CC-LINK-Kabel sind häufig geschirmte dreiadrige verdrillte Kabel.

Für die Ummantelung werden häufig weiche Materialien wie Vinyl verwendet. Bei CC-LINK-Kabeln für den Außenbereich wird zusätzlich schwarzes Polyethylen verwendet, um die Witterungsbeständigkeit zu verbessern. Für Kommunikationskabel werden dünne Leiter von etwa 0,5 mm2 verwendet, da sie keine großen Mengen an Strom übertragen.

Weitere Informationen über CC-LINK-Kabel

1. Wie werden CC-LINK-Kabel verdrahtet?

Die Verarbeitung und Verdrahtung von CCLINK-Kabeln erfolgt in den folgenden Schritten.

Entfernen des Mantels
Entfernen Sie den Kabelmantel. Dabei ist darauf zu achten, dass das Geflecht der Abschirmung nicht beschädigt wird.

Verarbeitung des Schirms
Wickeln Sie das Schirmgeflecht vorsichtig ab. Isolieren Sie zusätzlich zur Signalleitung eine blanke Ader ab.

Entfernen der Ummantelung der Signalleitung
Die Stellen, an denen die Ummantelung entfernt wurde, sind fest auszurichten.

Anbringen der Crimp-Kabelschuhe
Schließen Sie die Crimpkontakte mit einer Crimpzange an.

Anschluss an die Klemmleiste
Bringen Sie an beiden Enden des Netzes Abschlusswiderstände an. Der zu diesem Zeitpunkt verwendete Widerstand beträgt 110 Ω.

Erdung der abgeschirmten Drähte
Erden Sie beide Enden der abgeschirmten Leitung an der SLD jedes Geräts.

2. Über CCLINK IE Feldkabel (LAN)

CCLINK IE Field (Control & Communication Link-Industrial Ethernet Field) ist ein offenes Netzwerk, das von der CCLINK Association im Jahr 2007 entwickelt wurde. CCLINK ist ein serielles Master-Slave-Kommunikationssystem, während CCLINK IE Field ein Kommunikationssystem ist, das auf der Grundlage von Gigabit Ethernet aufgebaut ist.

Da es die Ethernet-Technologie nutzt, wird das Netzwerk mit LAN-Kabeln aufgebaut. Für die Kabel werden jedoch STP-Kabel verwendet, die im Inneren der Kabel abgeschirmt und daher resistenter gegen Störungen sind.

Was ist ein AE-Sensor?

Ein AE-Sensor ist eine Art Schwingungssensor, ein Gerät, das bestimmte Schwingungen (AE-Wellen) aufspürt.

AE steht für Acoustic Emission (akustische Emission) und bezieht sich auf das Phänomen, dass akustische Wellen als elastische Wellen ausgesendet werden, wenn ein Teil eines Objekts verformt oder beschädigt wird oder wenn ein Stoß einwirkt.

AE-Sensoren werden zur Erkennung dieses Phänomens eingesetzt: AE-Wellen werden durch Mikrodegradationen verursacht, die lange vor der vollständigen Beschädigung des Objekts auftreten.

Während Vibrationssensoren die Beschädigung eines Objekts feststellen, können AE-Sensoren die frühen Stadien der Verschlechterung eines Objekts erkennen, weshalb AE-Sensoren für die vorausschauende Wartung von Industrieanlagen, die Qualitätskontrolle von Produkten usw. eingesetzt werden.

Anwendungen von AE-Sensoren

AE-Sensoren werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. bei der Qualitätskontrolle von Produkten und im Sicherheitsmanagement. Es gibt zwei Arten von AE-Sensoren, den Schmalbandtyp, der in einem bestimmten schmalen Frequenzband stark reagiert, und den Breitbandtyp, der in einem breiten Frequenzband reagiert, je nach Anwendung.

1. Schmalbandige AE-Sensoren

Schmalbandige AE-Sensoren werden für Anwendungen wie die vorausschauende Wartung von Motoren und die Erkennung von Defekten beim Schweißen von Metallen, z. B. Rohren, eingesetzt. Schmalbandige AE-Sensoren reagieren nicht auf Vibrationen von normal arbeitenden Motoren oder Schweißarbeiten, sondern erfassen nur AE-Wellen, die beim Auftreten einer Anomalie erzeugt werden.

2. Breitband-AE-Sensoren

Breitband-AE-Sensoren werden zur Erkennung von Fremdkörpern in Produkten und zur Erkennung von Anzeichen von Erdrutschen im Boden eingesetzt. Der Breitband-AE-Sensor kann verwendet werden, um winzige Lötfragmente, die von der Platine im Inneren des Produkts fallen, oder winzige Vibrationen zu erkennen, die Vorboten eines Erdrutsches im Boden sein könnten.

Funktionsweise des AE-Sensors

AE-Sensoren erkennen AE-Wellen mit Hilfe eines speziellen piezoelektrischen Elements. Als piezoelektrische Elemente werden üblicherweise Materialien wie Lithiumniobat, Bleiniobat und Bleizirkonattitanat (PZT) verwendet. Diese Elemente zeichnen sich dadurch aus, dass bei Druckausübung eine elektrische Ladung erzeugt wird. Bringt man diese piezoelektrischen Elemente in Kontakt mit einem vibrierenden Gegenstand, können sie daher eine Spannung vom piezoelektrischen Element empfangen und als Sensor fungieren.

Darüber hinaus geben diese piezoelektrischen Elemente eine starke Spannung ab, wenn sie durch Schwingungen im Ultrahochfrequenzbereich (10 kHz bis mehrere MHz), wie z. B. AE-Wellen, unter Druck gesetzt werden, so dass nur Schwingungen in einem bestimmten Frequenzband erfasst werden können.

Weitere Informationen zu AE-Sensoren

1. Unterschiede zwischen AE-Sensoren und Schwingungssensoren

Beide haben gemeinsam, dass sie piezoelektrische Elemente verwenden, um mechanische Schwingungen in Elektrizität umzuwandeln. Sie unterscheiden sich jedoch in dem Frequenzbereich, für den sie geeignet sind. Schwingungsbeschleunigungssensoren sind für die Erfassung im relativ niedrigen Frequenzbereich von 5-20 kHz geeignet.

AE-Sensoren hingegen erfassen höherfrequente Schwingungen als Vibrationssensoren; die von AE-Sensoren gemessenen Frequenzen reichen von einigen 10 kHz bis zu mehreren MHz. Durch die Erfassung höherer Frequenzen können Fehler frühzeitig erkannt werden.

Es gibt auch Fälle, in denen AE-Sensoren bei langsam drehenden Lagern eingesetzt wurden, die mit Schwingungssensoren nur schwer zu diagnostizieren sind. Der Grund dafür ist, dass AE-Sensoren akustische Emissionen erfassen, d. h. Energiewellen, die durch den Zusammenbruch auf Mikroebene entstehen.

Akustische Emissionen ähneln den Wellen auf der Wasseroberfläche, und wenn es zu einem Kontakt zwischen Metall und Metall kommt, breiten sich die akustischen Emissionen durch das Metall auf der Geräteoberfläche aus und werden vom AE-Sensor erfasst. Akustische Emissionen können auch durch kleine Kratzer und Reibung erzeugt werden, so dass Probleme frühzeitig erkannt werden können.

2. Einbau von AE-Sensoren

Beim Einbau von AE-Sensoren ist die Einbaulage wichtig. Kann der AE-Sensor direkt auf dem zu erfassenden Objekt montiert werden, ist dies kein Problem, da er die beste Erfassungsempfindlichkeit hat.

Ist es hingegen nicht möglich, den AE-Sensor direkt auf dem zu erfassenden Objekt zu montieren, ist es wichtig, ihn so nahe wie möglich am zu erfassenden Objekt zu montieren. Zwischen dem Erfassungsobjekt und dem AE-Sensor muss ein akustischer Pfad gebildet werden: Tragen Sie bei der Installation des AE-Sensors Silikonfett oder ähnliches auf die Oberfläche des Erfassungsobjekts auf, damit er haftet und die entstehenden akustischen Emissionen erfasst.

Akustische Emissionen haben eine hohe Frequenz, weshalb sie sich in der Luft nur schwer ausbreiten können. Bei der Montage des AE-Sensors ist es daher wichtig, dass er in engem Kontakt mit dem zu erfassenden Objekt angebracht wird. Außerdem ist es wichtig, den Sensor erst nach ausreichender Prüfung anhand eines Prototyps einzuführen.

Was ist ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum?

Ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum ist ein 3-Achs-Bearbeitungszentrum mit zwei zusätzlichen Achsen, einer Drehachse und einer schrägen Achse.

Sie sind in der Lage, fortschrittlichere dreidimensionale Bearbeitungen durchzuführen als 3-Achs-Bearbeitungszentren und das MC verfügt über die zusätzliche Fähigkeit, das Werkstück für die automatisierte Bearbeitung zu drehen und zu neigen. Mehrere Flächen können in einer einzigen Aufspannung bearbeitet werden, was zu kürzeren Bearbeitungszeiten führt.

Sie können auch für die Bearbeitung komplexer Geometrien mit hoher Genauigkeit eingesetzt werden. Sie sind in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und in der Medizintechnik weit verbreitet. In diesen Bereichen sind sie aufgrund der erforderlichen hohen Präzision und Steifigkeit unverzichtbar.

Sie tragen zur zunehmenden Verfeinerung von Maschinen bei und werden in Zukunft voraussichtlich noch fortschrittlichere dreidimensionale Bearbeitungen ermöglichen.

Anwendungen von 5-Achs-Bearbeitungszentren

5-Achsen-Bearbeitungszentren werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, unter anderem in Industriebereichen, in denen eine fortschrittliche dreidimensionale Bearbeitung erforderlich ist:

• Luft- und Raumfahrtindustrie
  Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien
• Automobil-Industrie
  Herstellung von Motor- und Aufhängungsteilen
• Medizinische Industrie
  Herstellung von medizinischen Geräten

5-Achs-Bearbeitungszentren werden auch zur Herstellung von Teilen eingesetzt, die eine hochpräzise Bearbeitung erfordern, und zeichnen sich durch ihr breites Einsatzspektrum aus. Sie sind auch für die Massenproduktion geeignet und minimieren den Arbeitsaufwand der Bediener, was zu Kosteneinsparungen führt.

Da die Maschine programmgesteuert arbeitet, gibt es außerdem keine Qualitätsunterschiede, die von der Qualifikation des Bedienpersonals abhängen. Darüber hinaus wird durch den Einsatz von 5-Achs-Bearbeitungszentren die Gefahr der Verwendung gefährlicher Werkzeuge durch die Arbeiter verringert, wodurch Unfälle vermieden werden.

Funktionsweise der 5-Achs-Bearbeitungszentren

5-Achs-Bearbeitungszentren ergänzen ein herkömmliches Bearbeitungszentrum um zwei Achsen – eine Drehachse und eine Schrägachse -, die eine automatische Drehung des Werkstücks ermöglichen. Dies ermöglicht die Bearbeitung von Teilen mit komplexen Geometrien und gekrümmten Oberflächen, was mit herkömmlichen 3-Achs-Bearbeitungszentren schwierig ist.

Der Einsatz von 5-Achs-Bearbeitungszentren hängt auch davon ab, ob die Werkzeuge horizontal oder vertikal montiert sind. Horizontale Bearbeitungszentren haben eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und können mit Palettenwechslern für die automatische Teilezuführung ausgestattet werden, wodurch sie sich für die Massenproduktion kleiner, präziser Teile eignen. Dreidimensionale Bearbeitungszentren hingegen sind kompakt und aufgrund der geringen Stellfläche der Maschine selbst leicht zu installieren. Sie eignen sich für die Kleinserienfertigung einer großen Vielfalt von Teilen.

Weitere Informationen zu 5-Achs-Bearbeitungszentren

1. Bearbeitungsbeispiele für 5-Achs-Bearbeitungszentren

Zusätzlich zur grundlegenden 3-Achs-Bearbeitung (XYZ) kann der Tisch gleichzeitig gedreht und gekippt werden, um eine dreidimensionale Bearbeitung zu ermöglichen, was bei der 3-Achs-Bearbeitung schwierig ist. Aufgrund ihrer Fähigkeit, komplexe Kurven zu zeichnen und aus mehreren Winkeln zu bearbeiten, wird sie vor allem für die Herstellung von Laufrädern für Düsenturbinen und Gebläse von Klimaanlagen, für die Bearbeitung von Einlass- und Auslassöffnungen von Automotoren und für die Bearbeitung von Produkten mit komplexen Formen wie verschiedenen Formen, Vorrichtungen, Prototypenteilen und Halbleiterfertigungsanlagen eingesetzt. Die Maschine wird auch für die Bearbeitung von Produkten mit komplexen Formen verwendet wie z. B. verschiedene Formen, Vorrichtungen, Prototypenteile und Halbleiterfertigungsanlagen.

Wenn bei der 3-Achs-Bearbeitung mehrere Seiten bearbeitet werden müssen oder wenn nach der Bearbeitung ein Drehen auf einer Drehmaschine oder einer ähnlichen Maschine erforderlich ist, müssen die Einstellungen jedes Mal geändert werden, wenn die Bearbeitung abgeschlossen ist. Dies erhöht die Rüstzeit (Zeit, die nicht mit der Bearbeitung verbracht wird) und verringert die Effizienz, aber die 5-Achs-Steuerung ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung von mehreren Seiten, was die Rüstzeit reduziert. Dies ist auch bei Teilen sinnvoll, die in kurzer Zeit geliefert werden müssen.

Darüber hinaus sind einige Modelle der kombinierten 5-Achs-Bearbeitungszentren mit einer Funktion ausgestattet, die das Drehen durch Drehen des Tisches mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht, so dass auch Produkte, die separat auf einer Drehmaschine gedreht werden, ohne Umstellung bearbeitet werden können.

2. Programmierung von 5-Achs-Bearbeitungszentren

Die Programmierung von 5-Achs-Steuerungen ist äußerst komplex, da nicht nur die grundlegenden XYZ-, sondern auch Winkelbefehle (B-Achse und C-Achse) für die Dreh- und Schwenkachsen in das NC-Programm des Bearbeitungszentrums eingegeben werden müssen und wenn sich der Winkel ändert, ändert sich auch der Bearbeitungsursprung.

Aus diesem Grund werden 5-Achs-Steuerungsprogramme hauptsächlich durch Zeichnung (CAD-Software) programmiert und dann in die Maschine (CAM-Software) geladen und die Bearbeitung erfolgt gemäß der Zeichnung. Einige Hersteller haben „interaktive Programme“ eingeführt, die eine intuitive Programmierung ermöglichen, indem die zu bearbeitenden Formen, Werkstoffe und Bearbeitungsbedingungen nacheinander eingegeben werden, so dass komplexe Programme leicht erstellt werden können, ohne dass eine CAD- oder CAM-Software erforderlich ist.

Was ist eine 3D-Modellierung?

Eine 3D-Modellierung ist eine Technik der Computergrafik (CG) zur Erstellung einer 3D-Darstellung eines beliebigen Objekts oder einer Oberfläche.

Der Ersteller (Modellierer) verwendet eine spezielle Software, um Punkte (sogenannte Scheitelpunkte) im virtuellen Raum zu manipulieren und ein Netz zu bilden. Die Objekte werden durch mehrere Eckpunkte gebildet.

Diese 3D-Objekte können automatisch oder manuell durch Verformung des Netzes oder anderweitige Manipulation der Scheitelpunkte erstellt werden.

3D-Rekonstruktionen können auch auf der Grundlage von Daten aus medizinischen CT-Bildern (DICOM-Standard) erstellt werden, wobei die zu betrachtenden Querschnitte ausgeschnitten, die Organe farblich kodiert und dann die Daten für die Modellerstellung ausgegeben werden.

Anwendungen von 3D-Modellierungen

3D-Modelle werden in einer Vielzahl von Medien verwendet, darunter Videospiele, Film, Architektur, Illustration, Technik und Werbung.

Modellierer beginnen die 3D-Modellierung mit geometrischen Formen wie Zylindern, Würfeln und Kugeln.

Mit dieser Grundgeometrie wird gearbeitet, bis eine komplexe und genaue digitale 3D-Darstellung des Objekts erstellt ist.

Die 3D-Modellierung ist ein wesentlicher Prozess für die Charakteranimation und Spezialeffekte, da sie digitale Objekte erzeugt, die in der Animation verwendet werden können.

Funktionsweise von 3D-Modellierungen

Bei der 3D-Modellierung kommen verschiedene Techniken zum Einsatz. Typische Beispiele sind Polygonmodellierung, 3D-Sculpting und 3D-Scanning.

Kurz gesagt: Modellierung ist die Erstellung eines volumetrischen digitalen Objekts durch das Verbinden von Punkten, um Flächen zu schaffen, und das Verbinden von Flächen, um ein volumetrisches digitales Objekt zu schaffen.

Das Kernstück des Modells ist das Netz, das als eine Sammlung von Punkten im Raum dargestellt wird.

Die Eckpunkte werden auf einem 3D-Gitter platziert und als polygonale Formen (normalerweise Dreiecke oder Vierecke) miteinander verbunden.

Jeder Punkt oder Scheitelpunkt hat seine eigene Position auf dem Gitter und die Oberfläche des Objekts wird durch das Verbinden dieser Punkte mit der Form erzeugt.

Die Modelle können an andere Software zur Verwendung in Spielen oder Filmen weitergegeben werden. Einige Programme zur 3D-Modellierung können jedoch auch 2D-Bilder mit Hilfe eines Prozesses namens 3D-Rendering erstellen.

Rendering-Techniken verwenden spezielle Algorithmen und sind ideal für die Erstellung realistischer Szenen.

Für die 3D-Modellierung benötigte Ausrüstung

Für die 3D-Modellierung sind vor allem zwei Dinge erforderlich: ein PC und eine Computer-Grafiksoftware.

Da die 3D-Modellierung den PC stark beansprucht, muss der PC über eine hohe Spezifikation verfügen. Insbesondere ist ein PC mit einer leistungsfähigen CPU, einem Grafikprozessor und Arbeitsspeicher erforderlich.

Die CPU ist wichtig, um die Geschwindigkeit der 3D-Modellierung und der Videokodierung zu erhöhen. Sie benötigen eine hochwertige CPU mit mindestens 4 Kernen und 8 Threads, um komfortabel arbeiten zu können. Der Grafikprozessor (GPU) ist ebenfalls ein wichtiger Bestandteil, der die Berechnungen bei der Schattierungsanpassung, der Farbverarbeitung und der Effektverarbeitung von Modellen durchführt, daher sollten Sie sich für einen High-End-GPU aus den Produkten verschiedener Hersteller entscheiden. Was den Arbeitsspeicher betrifft, so verbraucht die 3D-Modellierung viel Speicherkapazität, daher sollten Sie mindestens 8 GB, besser 16 GB oder mehr vorbereiten.

Bei der CG-Software ist es ratsam, ein Produkt zu wählen, das Ihren Bedürfnissen und Ihrer Anwendung entspricht. Wenn Sie mit der Modellierung beginnen, ist eine spezialisierte Modellierungssoftware empfehlenswert; wenn Sie von der 3D-Modellierung bis zur Animation alles machen wollen, sollten Sie ein integriertes Produkt mit allen Funktionen wählen.

3D-Modellierung von Knochen

Bones sind ein wichtiges Element bei der 3DCG-Animation. Wie der Name schon sagt, sind Bones Knochen, die bei der 3D-Modellierung als bewegliche Punkte gesetzt werden.

Wenn ein 3D-Modellierung Modell bewegt wird, werden die Bones manipuliert, um die gewünschte Bewegung zu erreichen. Die Bones sind miteinander verbunden, so dass, wenn Sie einen Bone bewegen, sich die verbundenen Bones automatisch auch auf natürliche Art und Weise bewegen. Auf diese Weise können natürliche Bewegungen ausgedrückt werden, ohne dass alle beweglichen Punkte während der Animation manipuliert werden müssen, was die Erstellung von Animationen erleichtert.

Die Bones werden in der Mitte des 3D-Modells platziert, so dass sich das 3D-Modell natürlich verhält. Im Allgemeinen ist es am besten, die Bones so zu setzen, dass die Bewegung an diesen Positionen wechselt, wie bei menschlichen Gelenken, um natürliche Ausdrücke zu erzeugen.

Was ist ein 3D-Betrachter?

Ein 3D-Betrachter ist eine Software, die 3D-Bilder wie Konstruktionsdaten (3D-CAD-Daten) und 3D-Zeichen anzeigt, was in den letzten Jahren immer häufiger der Fall ist.

Sie können 3D-Modelle anzeigen, die mit spezieller Software erstellt wurden, z. B. 3D-Daten, die mit 3D-CAD erstellt wurden, und ermöglichen es dem Benutzer, die Form aus verschiedenen Richtungen zu drehen, zu bewegen, zu vergrößern und zu verkleinern und zu überprüfen.

Metaverse, ein virtueller Raum, kann auch als 3D-Betrachter für die Betrachtung von Software betrachtet werden.

Er kann auch mit dem Hintergrund kombiniert und angezeigt werden. Der Betrachter hat nur die Funktion der Anzeige von 3D-Modellen und verfügt über keine Bearbeitungsfunktionen.

Anwendungen des 3D-Betrachters

Der 3D-Betrachter wird auf der Konstruktionsseite zur Überprüfung von 3D-Modellen verwendet, die mit 3D-CAD erstellt wurden. Er wird auch verwendet, um 3D-Modelle mit guter Sichtbarkeit zu präsentieren, wenn Kunden Übersichten erklärt werden. Er kann stressfrei auf einem leicht zu transportierenden mobilen Computer angezeigt werden.

Aus 3D-Modellen können Figuren wie V-Tuber erstellt werden, und mit dem 3D-Betrachter können der Hintergrund und mehrere Figuren gleichzeitig bewegt oder verschiedene Bilder (Videos) erzeugt werden, z. B. Schatten durch Einschalten von Lichtern.

Funktionsweise des 3D-Betrachters

Mit 3D-CAD erstellte 3D-Modelle können natürlich auch mit 3D-CAD angezeigt werden. Warum also sind 3D-Betrachter so beliebt?

Die Hauptgründe sind, dass die 3D-CAD-Software selbst sehr teuer ist und einen leistungsstarken Computer (Workstation) erfordert, um bequem arbeiten zu können.

Die Prüfer haben nicht unbedingt 3D-CAD, eine spezielle und teure Software. Hier kommen kostenlose 3D-Betrachter ins Spiel, die keinen sehr leistungsfähigen Computer benötigen.

Die meisten 3D-Betrachter unterstützen mehrere Erweiterungen, aber es ist wichtig zu beachten, dass sie mit der Erweiterung des verwendeten 3D-Modells übereinstimmen müssen, um es betrachten zu können.

Eine zunehmende Anzahl neuerer 3D-CADs kann in 3D-PDF, der 3D-Version des allgemein verwendeten PDF, gespeichert werden, und auch Adobes Acrobat kann als 3D-Betrachter verwendet werden.

Was ist ein 3D-Scanner?

Ein 3D-Scanner ist ein Gerät, mit dem 3D-Scans durchgeführt werden können.

3D-Scannen bezieht sich auf die Technologie der Erfassung formbezogener Daten von realen Objekten und Umgebungen, um digitale 3D-Modelle zu erstellen. Ein ähnlicher Begriff ist 3D-Drucker, der Umwandlungen in umgekehrter Richtung durchführt: Ein 3D-Scanner ist ein Gerät zur Umwandlung von Objekten in digitale Daten, während ein 3D-Drucker ein Gerät zur Umwandlung von digitalen Daten in Objekte ist.

Anwendungen von 3D-Scannern

3D-Scanner werden in der Fertigungsindustrie häufig eingesetzt. Zum einen sind sie als Qualitätsprüfungsinstrumente nützlich. Die Inspektion industrieller Produkte erfordert Dimensionsmessungen mit einer Vielzahl von Messinstrumenten. Die Verwendung mehrerer Messinstrumente erfordert jedoch Fachkenntnisse im Umgang mit jedem einzelnen Instrument und viel Zeit für den Messvorgang.

Wird das Prüfobjekt mit einem 3D-Scanner in 3D-Daten umgewandelt, können selbst komplexe Teile anhand der digitalen Daten maßlich vermessen werden. Außerdem können Vergleiche mit dem entworfenen 3D-Modell angestellt werden. Neben der Qualitätsprüfung werden 3D-Scanner auch im Reverse Engineering eingesetzt.

Das Reverse Engineering liefert 3D-Daten vom eigentlichen Produkt, die für verschiedene Analysen genutzt werden können. Produkte von Mitbewerbern, für die keine Konstruktionsdaten verfügbar sind, können in 3D-Daten umgewandelt werden, um die Struktur zu analysieren und mit den eigenen Produkten zu vergleichen.

Außerhalb der Fertigungsindustrie werden 3D-Daten für die digitale Archivierung von historischem und kulturellem Erbe verwendet. Wertvolle Steinmonumente können beispielsweise als 3D-Daten erhalten werden. Darüber hinaus werden 3D-Scanner auch in der Unterhaltungsindustrie eingesetzt, z. B. bei der Produktion von Animationen, Filmen und Videospielen.

Funktionsweise von 3D-Scannern

Bei 3D-Scannern unterscheidet man zwischen berührenden und berührungslosen Verfahren, wobei es mehrere berührungslose Methoden gibt. Die Prinzipien der drei gängigsten Methoden werden hier erläutert.

1. Kontakt-3D-Scanner

Berührende 3D-Scanner wandeln Geometrie in Koordinatendaten um, indem sie einen Taster in Kontakt mit dem Objekt bringen. Da sie das Objekt direkt berühren, haben sie eine hohe Messgenauigkeit, benötigen aber eine relativ lange Messzeit. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Taster manche Formen nicht durchdringen kann. 3D-Scanner mit Kontakt werden jedoch für Objekte verwendet, die mit berührungslosen Methoden nicht gemessen werden können.

2. Laserstrahlverfahren

Beim Laserstrahlverfahren handelt es sich um einen berührungslosen 3D-Scanner, bei dem die Messung durch die Einstrahlung eines Laserstrahls auf das Objekt erfolgt. Es gibt drei wesentliche Laserstrahlverfahren: Triangulation, Time-of-Flight (TOF) und Phasenerkennung.

Die Triangulationsmethode ist sehr genau und eignet sich für die Messung kleiner Flächen, während die Flugzeitmethode für die Messung großer Flächen geeignet ist. Die Phasenverschiebungsmethode, auch als Phasenverschiebungsmethode bekannt, liefert eine große Menge an Punktwolkendaten in relativ kurzer Zeit, neigt aber dazu, mehr Daten aus diffusen Laserreflexionen als Rauschen zu erzeugen.

3. Musterlichtprojektionsverfahren

Die Musterlichtprojektionsverfahren ist ein weiteres Prinzip, das in berührungslosen 3D-Scannern verwendet wird. Bei dieser Methode wird Streifenlicht vom Scanner auf das Objekt projiziert und aus dem reflektierten Licht, das sich je nach Form verändert, werden 3D-Daten gewonnen. Da es sich bei der Lichtquelle um LED und nicht um Laserlicht handelt, kann es am menschlichen Körper eingesetzt werden, und es können Farbinformationen gewonnen werden, weshalb es relativ weit verbreitet ist.

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Genauigkeit von 3D-Scannern

3D-Scanner erzeugen 3D-Scandaten des Objekts, aber sie geben das Objekt nicht immer perfekt wieder: Fehler bei 3D-Scannern treten bei der Position der Punktwolke des Objekts und dem Abstand zwischen den Punktwolken auf.

Es ist wichtig, ein Produkt mit einer akzeptablen Fehlertoleranz zu wählen, da die Produkte mit einer Genauigkeitskennzeichnung versehen sind. Hochpräzise Produkte sind natürlich teurer, aber einige Produkte ermöglichen Mehrfachmessungen, um Fehler auszugleichen.

Mit einem 3D-Scanner erstellte Polygondaten können auch manuell kombiniert werden, um die Genauigkeit zu erhöhen. Polygondaten sind Daten, die sich aus Oberflächenelementen zusammensetzen. Für diese Aufgabe ist Erfahrung wichtig, da man die besten Methoden zur Verbesserung der Genauigkeit für das Objekt kennen muss.

Was ist 3D-Cad?

CAD ist ein computergestütztes Werkzeug für die Produktgestaltung.

Es ist eine Abkürzung für “Computer Aided Design” und es gibt zweidimensionales und dreidimensionales CAD. CAD, das 3D-Objekte erzeugt, wird 3D-Cad genannt.

Verwendungszwecke von 3D-Cad

3D-Cad lässt sich grob in zwei Kategorien einteilen: Architektur und Mechanik. Es gibt drei Arten von CAD: High-End-CAD, Mid-Range-CAD und Low-End-CAD, die in absteigender Reihenfolge der Funktionalität in High-End, Mid-Range und Low-End unterteilt sind. Es ist wichtig, die Merkmale jedes CAD-Typs je nach Verwendungszweck und -inhalt zu verstehen.

1. High-End-CAD

High-End-CAD wird vor allem dort eingesetzt, wo eine komplexe Konstruktion mit einer großen Anzahl von Produktteilen erforderlich ist, wie z. B. bei Kraftfahrzeugen und Haushaltsgeräten. Typische Software sind CATIA, Creo Paramatoric (früher Pro/ENGINEER) und NX. Sie sind zwar teuer, bieten aber nicht nur 3D-Modellierungsfunktionen, sondern auch umfangreiche Simulationsfunktionen, und viele große japanische Hersteller verwenden diese CAD-Systeme.

2. Mittelklasse-CAD

Im Vergleich zu High-End-CAD ist Mid-Range-CAD preiswerter und einfacher zu bedienen, verfügt aber über geringere Simulations- und andere Funktionen. Die wichtigsten 3D-Modellierungsfunktionen sind jedoch genauso gut wie die von High-End-CAD, und die Software kann in der Konstruktion eingesetzt werden. Sie wird hauptsächlich für Forschungszwecke an Universitäten und in der Produktentwicklung eingesetzt, wenn die Anzahl der Teile gering und die Struktur einfach ist. Zu den typischen Programmen gehören SolidWorks, Inventor, TopSolid und Solid Edge.

3. Low-End-CAD

Es gibt ein breites Angebot an preiswerter und kostenloser CAD-Software. Sie sind für den persönlichen, hobbymäßigen Gebrauch ausreichend, bieten aber oft nicht die Funktionalität für Konstruktionsanwendungen, die die Montage mehrerer Teile oder die Erstellung komplexer Geometrien erfordern. Andererseits funktioniert sie gut für Anwendungen wie das “Öffnen von Open-Source-3D-Modelldaten für einfache Änderungen und 3D-Druck”, so dass sie für diejenigen ausreichend ist, die nicht ernsthaft Produkte entwerfen, aber 3D-Daten verarbeiten wollen. Typische Software sind Inventor LT, 123d design, DesignSpark und Creo Elements Direct Modelling Express.

Grundlagen von 3D-Cad

Obwohl es viele verschiedene CAD-Softwarepakete gibt, ist das grundlegende Verfahren zur Erstellung eines 3D-Modells für alle CAD-Software gleich: 

1. Wählen Sie eine Ebene und zeichnen Sie eine 2D-Skizze.
2. Extrudieren Sie die Skizze, um ein dreidimensionales Objekt zu erstellen.

Das gleiche Verfahren kann verwendet werden, um die gewünschte Form zu erstellen, indem man die zu verformende Ebene auswählt und die Prozesse “Extrudieren” und “Ausschneiden” auf dem 3D-Modell wiederholt, das mit dem oben beschriebenen Verfahren erstellt wurde. Da es Unterschiede in den Funktionen gibt, die für die Modellerstellung zur Verfügung stehen, wie z. B. Extrusion und Ausschneiden, ist es wichtig, die CAD-Software mit den für Ihre Anwendung am besten geeigneten Funktionen zu wählen.

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1. Situationen, in denen 3D-Cad verwendet wird

3D-Cad wird in Situationen eingesetzt, in denen es aufgrund der hervorragenden Sichtbarkeit schwierig ist, Entwürfe in 2D darzustellen, oder bei der Analyse von Strukturen und der Überprüfung von Abständen.
Je nach verwendetem CAD-Typ können die entworfenen Teile kombiniert und animiert werden, um den tatsächlichen Bewegungsumfang und die Bewegung zu überprüfen.

Mit 2D-CAD lassen sich Modelle schwieriger und komplexer gekrümmter Oberflächen relativ einfach erstellen, was eine designorientierte Konstruktion ermöglicht; mit 3D-CAD erstellte Daten können problemlos für die Erstellung von Montage- und Fertigungsanweisungen und -spezifikationen verwendet werden.

2. Vorteile von 3D-Cad

Die Vorteile von 3D-Cad liegen darin, dass die Modellierung intuitiver erfolgt als bei 2D-Cad, und dass Informationen aus der Analyse direkt in den Entwurf einfließen können. Außerdem ist es bei der Konstruktion einer großen Anzahl von Teilen einfacher als bei 2D-CAD, die Abstände zu überprüfen.

Prototypen können einfach mit CAM-Daten oder einem 3D-Drucker erstellt werden, was die Betriebskosten erheblich senkt.
3D-Modelle, die mit 3D-Cad modelliert werden, machen die Form leicht begreifbar, so dass auch Personen ohne Fachkenntnisse die Form leicht verstehen können. Bei der Planung eines Großprojekts ist es nicht ungewöhnlich, dass eine große Anzahl von Personen an der Entwicklung des Projekts beteiligt ist, wodurch die Kommunikation mit anderen Abteilungen erleichtert und der Entwicklungsprozess vereinfacht wird.

3. Prüfung zum 3D-Cad-Anwenderingenieur

Die Qualifikationen umfassen Stufe 2, Stufe 1 und Stufe 1 der 3D-Cad-Anwenderingenieurprüfung, die vom Verein zur Förderung der Computerausbildung festgelegt wird.

Was ist 2D-CAD?

2D-CAD ist eine Software, die es den Benutzern ermöglicht, Zeichnungen am Computer zu zeichnen, zu ändern und zu verwalten, anstatt sie handschriftlich zu entwerfen.

CAD ist ein Akronym für Computer Aided Design, was übersetzt so viel wie computergestütztes Design bedeutet. Die Einführung von 2D-CAD hat das Zeichnen, Überarbeiten, Weitergeben und Verwalten von Zeichnungen im Vergleich zum handschriftlichen Zeichnen in der Vergangenheit erleichtert.

Heutzutage haben viele Unternehmen der verarbeitenden Industrie 2D-CAD eingeführt, da sich die Rechenleistung der PCs verbessert hat und die Kosten für Drucker gesunken sind. Infolgedessen wurde 2D-CAD-Software für verschiedene Branchen entwickelt, z. B. für den Maschinenbau, das Bauwesen, den Hoch- und Tiefbau und die Elektroinstallation, und viele 2D-CAD-Systeme sind mit speziellen Funktionen für die Industrie ausgestattet.

Anwendungen von 2D-CAD

2D-CAD wurde früher als Werkzeug für die computergestützte Erstellung von handgezeichneten Zeichnungen verwendet. Handgezeichnete Zeichnungen werden hauptsächlich nach einer Reihe von Zeichnungsregeln gezeichnet, die als Projektionsmethode bezeichnet werden. Diese Zeichnungen, auch bekannt als die Methode des ersten oder dritten Winkels, zeigen eine Reihe von Formen eines Produkts, die aus drei verschiedenen Richtungen betrachtet werden.

In den 2000er Jahren begann man jedoch, 3D-Modelle zu verwenden, um die Effizienz von Entwurfs- und Herstellungsprozessen zu verbessern. Derzeit gibt es eine Initiative namens 3D Drawing, die 3D-Modelle und 2D-Zeichnungen kombiniert, um alle Informationen zu erfassen.

Obwohl 3DA-Initiativen in verschiedenen Branchen wie der Automobilindustrie, dem Bauwesen und dem Hoch- und Tiefbau umgesetzt werden, gibt es immer noch Probleme bei der Verbreitung von 3D-Modellen, und 2D-Zeichnungen sind immer noch weit verbreitet.

Funktionsweise von 2D-CAD

2D-CAD wird wie allgemeine PC-Software mit einer Tastatur und einer Maus bedient. Neben der Maus ist es auch möglich, x-y-Koordinaten für die Zeichnung anzugeben.

Neben geraden Linien lassen sich auch Kurven mit einem Durchmesser einer bestimmten Größe einfach zeichnen. Darüber hinaus lassen sich mit 2D-CAD auch spezielle Aufgaben wie die Erstellung von Folgen ähnlicher Formen, Bemaßungen, Stücklisten, Ballons usw. sehr effizient erledigen.

Heute gibt es eine Vielzahl von 2D-CAD-Softwareprodukten, die von verschiedenen Unternehmen entwickelt wurden. Unter ihnen ist AutoCAD von Autodesk am bekanntesten und hat den größten Marktanteil. Infolgedessen wurden viele 2D-CAD-Programme entwickelt, die mit AutoCAD kompatibel sind.

Das Dateiformat verwendet die Erweiterung “dxf”, um die Kompatibilität zwischen 2D-CAD-Systemen zu gewährleisten und den Datenaustausch zwischen Konstrukteuren zu erleichtern.

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1. Unterschiede zwischen 2D-CAD und 3D-CAD

Die Einführung von 2D-CAD führte zu einer raschen Entwicklung in Branchen wie der Industrie und der Architektur, doch dann wurde 3D-Cad eingeführt, und viele Unternehmen haben in letzter Zeit 3D-Cad übernommen.

Der Hauptunterschied zwischen den beiden ist der „Blickwinkel“: 2D-CAD wird meist in einem „dreieckigen“ Zeichenstil gezeichnet, wie Grundriss, Vorderansicht und Seitenansicht. 3D-CAD hingegen ermöglicht die dreidimensionale Darstellung von Objekten in einem dreidimensionalen Ansichtsfenster auf dem Computerbildschirm, wobei der Blickwinkel auf dem Bildschirm frei gewählt werden kann.

Auch die Zeichenmethode unterscheidet sich zwischen 2D- und 3D-CAD: Bei 3D-CAD wird ein 3D-Modell durch Extrudieren oder Ausschneiden dessen erstellt, was in 2D-CAD gezeichnet wurde. Es kann einige Zeit dauern, sich daran zu gewöhnen.

2. Warum 2D-CAD nicht verschwinden wird

Während immer mehr Unternehmen 3D-CAD einsetzen, gibt es viele Hersteller und Verarbeiter, die immer noch 2D-CAD verwenden. Dafür gibt es mehrere Gründe, aber einer der ersten, der genannt werden kann, ist die „Unvollkommenheit von 3D-CAD“.

Eine Zeichnung enthält eine Vielzahl von Informationen, darunter Bearbeitungsanweisungen wie Passungstoleranzen und geometrische Toleranzen, Werkstoffe, Wärmebehandlung, Lackieranweisungen usw. Bei 2D-CAD können diese Anweisungen einfach in die Zeichnung eingefügt werden, bei 3D-Cad ist es jedoch schwierig, alle diese Informationen aufzunehmen. Die zu Beginn dieses Abschnitts vorgestellte 3DA-Initiative ist ebenfalls im Gange, steckt aber noch in den Kinderschuhen.

Darüber hinaus gibt es viele Fälle, in denen es gar keine Ausrüstung gibt, die 3D-CAD verarbeiten kann. Die Einführung erfordert teure Geräte wie PCs und Werkzeugmaschinen. Darüber hinaus nehmen viele Unternehmen nur Aufträge für 2D-Zeichnungen an, da 3D-Zeichnungen kaum Vorteile bringen, wenn sie nur Produkte mit relativ einfachen Formen wie Schrauben herstellen.