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Parametrische Konstruktion- Schnellere Entwicklung durch parametrische Modelle !

Als parametrische Konstruktion bezeichnete man eine parametergesteuerte Vorgehensweise bei der Strukturierung von Konstruktionsprozessen. Unter Konstruktion versteht man in der Regel die Fertigstellung des Entwurfs eines technischen Produkts, sei es eine Maschine, eine Anlage, ein Gerät oder ein Bauwerk, so dass eine Produktion möglich wird. Um gute Arbeitsergebnisse zu erzielen, sind technische Zeichnungen und Montageanleitungen erforderliche und hilfreiche Dokumente. Aber auch andere Parameter, wie beispielsweise Angaben zur CNC- Fertigung eines Bauteils können in parametrisch aufgebauten Konstruktionsdaten enthalten sein.

parametrische Konstruktion
Parametrisch aufgebautes CAD- Modell

Die parametrische Konstruktion ist die mittels Parametern durchgeführte Steuerung eines (CAD) Konstruktionsmodells. Im Gegensatz zur direkten Konstruktion wird das Modell über Parameter angesprochen, anstatt über seine Geometrie. Somit besteht die Möglichkeit das Modell jederzeit über eine einfache Parametereingabe zu ändern. Die verschiedenen Arten von Parametern unterscheiden sich je nach ihrer jeweiligen Anwendung beispielsweise in Topologieparameter, Geometrieparameter wie geometrische Positionen und Maße oder aber auch Fertigungstoleranzen. Zusätzlich werden aber auch immer häufiger Prozessparameter, wie beispielsweise NC-Verfahrwege, Daten für Wärmebehandlung oder physikalische Parameter, wie zum Beispiel Lasten und Werkstoffe in den Konstruktionsmodellen hinterlegt.

Wie werden die Parameter im Konstruktionsprozess umgesetzt ?

Durch die systeminterne Speicherung der Parameter lassen sich Abhängigkeiten und Beziehungen zwischen ihnen finden. Dies wird in Zwangsbedingungen bzw. über Restriktion umgesetzt. Die aus einem externen Programm, z.B. Excel, sowie manuell eingegebenen Daten verknüpfen sich hierbei automatisch. Die sogenannten „gehaltenen“ Werte lösen sich nun mit Hilfe von mathematischen Verfahren zur Berechnung der Abhängigkeiten und Beziehungen. Diese Restriktionen können algebraische Zusammenhänge, Maße, logische Operationen sowie auch die Kongruenz, Parallelität und Horizontalität von geometrischen Verbindungen festlegen. Mittels einigen maßgeblichen Werten und Konstruktionsregeln, erfolgt der Aufbau eines intelligenten Modells. Dies basiert auf der sogenannten wissensbasierten Parametrik.

Die Konstruktionen im zweidimensionalen Bereich erfolgen über Restriktionsanzeigen und Bemaßungen, welche mit der Geometrie assoziativ verbunden werden und die Parameter repräsentieren. Man nennt dies auch dimension-driven geometry. Um die Konstruktionen anzufertigen, beginnt man zuerst mit der Zeichnung der Geometrie. Das Programm versucht dann, die Konstruktionsabsicht zu erkennen, was durch das Anbringen von Restriktionen, welche impliziert sind, in Piktogrammform geschieht. Hier findet ein regelbasiertes Verfahren Anwendung. Der Nutzer kann im Anschluss, die individuellen Bemaßungen an diese Geometrie anbringen, bis sie vollständig durch Parameter definiert ist.

Arbeitsablauf beim Erstellen von parametrischen Konstruktionsmodellen

Der Konstrukteur erstellt in der Regel zunächst ein parametrisch aufgebautes Basismodell einer Konstruktion, indem er Schritt für Schritt eine 3D- Geometrie aus rotierten oder extrudierten 2D- Skizzen ableitet. Diese Basismodelle werden anschließend um die 3D- Features, wie Rundungen, Fasen oder Kanten ergänzt, die ebenfalls parametrisch definiert sind. Die Verhältnisse und Begrenzungen des Designers werden hier natürlich nach seinen individuellen Absichten angepasst. Bei den parametrischen Konstruktionen muss jedoch immer Schritt für Schritt gearbeitet werden, da die einzelnen Schritte aufeinander aufbauen. Eine sorgfältige Planung ist hierfür eine essentielle Voraussetzung, um Konstruktionen strukturiert erstellen zu können. Dafür brauchen die Designer einen kühlen Kopf und ein großes Verständnis für die eigene Organisation und Planung.

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