Softwaretools in der Konstruktion

Die auch nach der Jahrtausendwende in Unternehmen zumindest sporadisch noch genutzten Zeichenbretter sind in den 2010er Jahren weitestgehend verschwunden. Der Einsatz von Computern bei der Konstruktion ist mittlerweile endlich selbstverständlich geworden. Die schnelle Erstellung gut verständlicher Freihandskizzen ist als einzige Fertigkeit des analogen Zeitalters auch heute noch wichtig für Konstrukteure.

Bereits in den 1980er Jahren haben immer mehr Einzelprogramme für Konstruktionsaufgaben wie Berechnung oder Geometriedarstellung Einzug in den Konstruktionsabteilungen gehalten. Seit der Jahrtausendwende rückte zunehmend die Verknüpfung der verschiedenen Einzelprogramme und die Automatisierung von Prozessen in den Vordergrund.

Für Konstrukteure von besonderer Bedeutung sind die CAx-Systeme, also

• CAD (Computer Aided Design) für die Visualisierung der Geometrie (heute fast immer 3D) und
  
  
• CAM (Computer Aided Manufacturing) für die Aufbereitung der CAD-Daten für computergesteuerte Fertigungsmaschinen, aber auch

• CAQ (Computer Aided Quality) zur Qualitätskontrolle

Letzteres ist insbesondere seit Verbreitung des Rapid-Prototypings zum Beispiel durch 3D-Druck sehr wichtig geworden.

Integriert in 3D-CAD-Systeme oder als eigenständige spezialisierte Programme, die CAD-Daten einlesen, werden außerdem häufig FEM-Simulationen verwendet. Diese ermöglichen, die strukturelle Festigkeit oder auch das allgemeine physikalische Verhalten (multiphysics-Simulationen) einer Konstruktion realitätsnah und schnell zu simulieren ohne dass ein physischer Prototyp gefertigt und getestet werden muss.

Nachfolgender Überblick zeigt bildlich die Zusammenhänge von CAD in der Konstruktion beispielhaft auf. Ihr seht, dass mittels CAD einzelnen Bauteile in 3D generiert werden, auf deren Grundlage Baugruppen bis hin zu Maschinen entwickelt werden. Mit den CAD-Daten können entsprechende technische Zeichnungen abgeleitet werden, aber auch Simulationen mittels FEM realisiert werden.

Der Hinweis zu Traceparts ist dabei die Möglichkeit in der Regel kostenfrei für die Konstruktionen Normteile, aber auch ganze Vorrichtungen zu laden, die dadurch nicht eigenständig neu entwickelt werden müssen.

Die Verwaltung der Konstruktionsdaten einschließlich Revisionsmanagement erfolgt mittlerweile überwiegend in Produktdatenmanagement-Systemen (PDM), die die Versionsverwaltung über alle beteiligten Arbeitsplätze hinweg übernehmen, Datenkonvertierung und -export (z. B. zu PDF oder auf Papier) automatisieren sowie die Koppelung der Konstruktionsdaten mit dem ERP-System (Enterprise Resource Planning) bereitstellen.

Für die Durchführung technischer Berechnungen ist weiterhin dringend zu empfehlen, formelbasierte Berechnungsprogramme wie SMath Studio oder Mathcad zu verwenden.