Im Folgenden CAD Lexikon findet du 971 Begriffsdefinitionen aus dem Bereichen Maschinenbau, Anlagenbau, Rohrleitungsbau, Konstruktion und CAD.
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Mit 3D-CAD besitzt der Konstrukteur ein Hilfsmittel, das vom Prinzip her eine vollständige geometrische Beschreibung seiner Arbeitsergebnisse erlaubt und dessen Leistungsumfang deutlich über das hinausgeht, was die klassischen Werkzeuge Zeichenbrett, Zirkel und Stift ihm bieten können. Es ist deshalb nicht verwunderlich, dass CAD-Anwender, die einen konsequenten Übergang vom 2D zur 3D-Arbeitsweise vollführen, über spürbare Vorteile berichten, die vor allem aus verkürzten Konstruktionszeiten (nach Absolvierung der Übergangsphase), aus einer Verminderung der Konstruktionsfehlern und aus einer verbesserten Fertigungs- und Montagegerechtheit der Konstruktionsergebnisse resultieren. 3D erfordert einen erheblichen Umdenkungs- und Umgewöhnungsprozess: räumliches Modellieren anstelle des gewohnten Denkens in zweidimensionalen Projektionen.
Das 3D-Beschreibungsmodell umfaßt neben linien- und fächenorientierte Geometrieelemente der Ebene, die auch im 2D-Beschreibungsmodell vorkommen, auch räumlich gekrümmte Linien und Flächen, sowie Volumenkörper.
Während im 2D-Modell nur jeweils zwei Koordinaten (z. B. x und y) eines Punktes innerhalb der Konstruktionsgeometrie exakt definiert sind und die dritte Koordinate durch den Betrachter zugeordnet werden muß, ist im 3D-Beschreibungsmodell jeder Punkt exakt beschrieben. Geometrisch inkonsistente Modelle sind daher in der Regel nicht möglich. Die im Vergleich zum 2D-Modell qualitativ höherwertige Geometriebeschreibung erlaubt eine vielfältige Weiterverarbeitung im Produktionsprozess.
Mit 3D-CAD besitzt der Konstrukteur ein Hilfsmittel, das vom Prinzip her eine vollständige geometrische Beschreibung seiner Arbeitsergebnisse erlaubt und dessen Leistungsumfang deutlich über das hinausgeht, was die klassischen Werkzeuge Zeichenbrett, Zirkel und Stift ihm bieten können. Es ist deshalb nicht verwunderlich, dass CAD-Anwender, die einen konsequenten Übergang vom 2D zur 3D-Arbeitsweise vollführen, über spürbare Vorteile berichten, die vor allem aus verkürzten Konstruktionszeiten (nach Absolvierung der Übergangsphase ), aus einer Verminderung der Konstruktionsfehlern und aus einer verbesserten Fertigungs- und Montagegerechtheit der Konstruktionsergebnisse resultieren. 3D-CAD-Systeme bieten ein großes Potential die Daten (insbesondere von Volumenmodellen) im nachfolgenden Betriebsablauf weiter zu verwenden (u. a. Volumen-, Gewichts- und Trägheitsmomenteberechnungen, Funktions- und Montagesimulation, Visualisierungen, ...)
3D-Digitzer dienen zur Erstellung von 3D-CAD-Modellen ausgehend von bereits existierenden Bauteilen oder Modellen. Es wird unterschieden zwischen abtastenden (= taktilen z. B. Koordinatenmessmaschine) und berührungslosen Verfahren (mit Kamerafunktion, Computertomographen).
Für die Wahrnehmung eines räumlichen Bildes muss jedem Auge eines Betrachters eine spezifische Perspektive des darzustellenden Objekts dargeboten werden. Wird, wie bei konventionellen 2D-Displays, jedem Auge die gleiche Perspektive geliefert, erscheint das Bild jedoch flach. Bei den "3D-Displays" (Projektionsdisplays) werden beide Perspektiven als stereoskopische Halbbilder übereinander projiziert und es entsteht ein räumlicher Eindruck.
Zur Trennung der beiden Bildinhalte gibt es die zwei Techniken:
- Polarisationstechnik
- Zeitmultiplexverfahren
Ein Tracking-System liefert dem Bild-generierenden System die Position des Betrachters und trägt somit zur realistischeren Darstellung bei.
Mit 3D-Druckern können physikalische, hochauflösende Farbmodelle aus CAD-Programmdaten gedruckt werden. 3D-Drucker arbeiten schichtbildend direkt in einem Pulverbett. Dadurch werden auch bei komplexen und detailreichen Ausdrucken keine Stützkonstruktionen benötigt, ein anschließendes Entfernen von Supportmaterial entfällt.
In einem Druckvorgang können ganze Baugruppen, mit zueinander beweglichen Teilen, generiert werden.
Die 3D-Drucker setzen Tintenstrahldrucker-Technologie ein.
3D-Eingabegerät - 3D-Inputdevice
Das 3D-Eingabegerät dient in erster Linie der Durchführung der Bewegungssteuerung eines 3D-Modells (Scrollen, Zoomen, Drehen) und wird häufig in Verbindung mit einer herkömmlichen Maus eingesetzt. Während die Maus nur zweidimensional bewegt werden kann, besitzen 3D-Eingabegeräte sechs Freiheitsgrade (Zoomen, Schieben und Drehen in alle Richtungen, um dreidimensional zu Navigieren).
Die 3D-Geometriedefinition umfasst alle Funktionen und Eigenschaften eines CAD-Systems zur Erzeugung von Geometrien im Raum. Die 3D- Geometriedefinition unterscheidet sich grundlegend von der konventionellen Arbeit mit der 3-Tafelprojektion am Zeichenbrett. Der 3D-Konstrukteur muss sich nicht auf die Darstellung eines realen Teils in den Projektionsansichten konzentrieren, sondern er modelliert sein Abbild der Wirklichkeit mit Flächen und Körpern.
Der Grundvorrat an Elementen, der bei der 3D-Geometriedefinition zur Verfügung steht, umfasst neben den linien- und fächenorientierte Geometrieelemente der Ebene auch räumlich gekrümmte Linien und Flächen, sowie Volumenkörper.
Die Technologie des3D-Laserscannings erlaubt die berührungslose, verformungsgerechte räumliche Vermessung von Objekten. Das Ergebnis ist eine dreidimensionale Punktwolke, die durch Vermaschung in ein 3D-CAD-Modell überführt werden kann. Das Verfahren wird u.a. in der Industrievermessung (As-Built-Aufnahmen), in der Medizin oder im Denkmalschutz eingesetzt. Die Oberflächen der untersuchten Bauteile wird mittels Impulslaufzeiten, Phasenlaufzeiten oder Lichtschnitt-Triangulation digital erfasst.
Mit der Einführung der graphischen Benutzeroberflächen bei den Computersystemen fand auch die 2D-Maus zur Programmsteuerung immer mehr Verbreitung. Bei CAD-Anwendungen erfolgte mit diesen Geräten zunächst auch die Handhabung der CAD-Modelle. Insbesondere seit Einführung der 3D-Programme wurden auch Geräte zur Bewegungssteuerung von 3D-Objekten sowie zur Ansichtssteuerung erforderlich. Für diesen Einsatzzweck wurden spezielle "3D-Mäuse" entwickelt.
Diese Geräte eignen sich zur dreidimensionalen Bewegungssteuerung von 3D-CAD-Objekten in gleichzeitig bis zu sechs Freiheitsgraden (Zoomen, Schieben und Drehen in alle Richtungen).
In der Regel kommen die 3D-Mäuse parallel zu den herkömmlichen Mäusen zum Einsatz.
Mit der einen Hand bewegt der Anwender die "2D-Maus" zur Programmsteuerung, mit der anderen Hand wird die "3D-Maus" bedient.
Unter "3D-Navigation" versteht man die Ansichtssteuerung innerhalb der 3D-Anwendung.
Oftmals sind die wichtigsten Funktionen zur 3D-Ansichtssteuerung in einem Bedienungselement zusammengefasst:
Zoom
Pan
Rotation
Kamera-Einstellungen
Darstellungsform (Drahtmodell, gerendertes Modell, Â…)
Parallel- oder Perspektivische Projektion
Werkzeuge für die visuelle Begehungen (walk through). . .
Die 3D-Navigation erfolgt oftmals mit Hilfe spezieller 3D-Eingabegeräte, mit denen sich das CAD-Modell die verschiedenen Raumachsen drehen lässt.
3D-Printing: Eine piezoelektrische Düse spritzt flüssiges Bindemittel auf eine Pulverschicht. Wo das Bindemittel auftrifft, verklebt das Pulver. Durch Steuerung der Düse wird ein Querschnitt des Prototypen erstellt. Ist dieser fertig, wird darüber gleichmäßig Pulver aufgetragen und ein neuer Querschnitt geplottet.
3D-(Laser)scanner dienen zur Erstellung von 3D-CAD-Modellen ausgehend von bereits existierenden Bauteilen oder Modellen.
Der 3D-Scanner vermisst ein Bauteil mittels hochauflösender licht- und röntgenoptischer Verfahren für Qualitätssicherung und Reverse Engineering.
Diese Methode ist zeitsparender als die früher zum Einsatz gekommenen taktilen Messverfahren mit Koordinatenmessmaschinen.
In einer "3D-Zeichnung" werden produktbeschreibende Informationen - z.B. Dimensionierung, Form- und Lagetoleranzen, Materialeigenschaften, Oberflächenangaben, …- direkt am 3D-CAD-Modell erfasst und dokumentiert. Diese Informationen sind mit dem Geometriemodell assoziativ verknüpft. Für die Erfassung und Verwaltung von produktbeschreibenden Informationen am Modell existiert die Norm ISO 16792.
