2D vs. 3D CAD? Det gælder om at finde de mest omkostningseffektive metoder til produktudvikling, hvis du hele tiden vil være ét skridt foran konkurrenterne. Her kan 3D CAD (Computer Aided Design) hjælpe rigtig mange virksomheder. Det kan dog være en jungle at finde rundt i. Derfor vil vi i denne artikel vise dig fordelene ved 3D CAD software og forklare, hvordan du kan udnytte dine eksisterende 2D CAD data, selvom du skifter til 3D konstruktion.
De argumenter vi oftest hører fra virksomheder som bruger 2D software er, at:
- 3D CAD er ikke en fordel for os
- 3D CAD er alt for dyrt for os
Det første punkt er kun tilfældet i meget få virksomheder. Det andet punkt er muligvis korrekt, men for langt de fleste kommer investeringen i 3D CAD tilbage i form af højere produktivitet og lavere produktionsomkostninger. I vores digitaliserede verden kræver mange designere 3D for at kunne optimere deres designs og forbedre kommunikationen. Med 3D CAD kan du skabe de bedste konstruktioner på den mest omkostningseffektive måde.
1. Styrket kommunikation og bedre visualiseringsmuligheder
CAD handler først og fremmest om produktion, men det kan også bidrage til bedre kommunikation af ideer. Verden er i 3D, og derfor visualiserer vi også nemmest ting på samme måde. I kommunikationen af konstruktionsideer foretrækker langt de fleste af os en model, animation eller lignende i 3D frem for en teknisk tegning i 2D. I 2D skal konstruktører kunne se på konstruktionstegninger fra 3-4 forskellige vinkler og efterfølgende kombinere billederne mentalt for at danne sig et indtryk af konstruktionen.
Selvom ingeniører og konstruktører kan forstå 2D-tegningerne, er det langt fra sikkert, at dine kunder, sælgere og leverandører finder det lige så nemt. At forstå en konstruktion i 3D i stedet for 2D kræver derfor mindre teknisk viden fra modtagerens side.
2. Slut med manuelle opdateringer
I 2D er du nødt til manuelt at opdatere alle tegninger, når der er brug for ændringer. Laver du en ændring af en part, er du ikke blot nødt til at lave tilrettelser i hver af de tegninger, du har lavet af parten – du er også nødt til at tilrette alle tegninger, hvor parten anvendes.SOLIDWORKS
Med SOLIDWORKS 3D CAD er du ikke nødt til at bekymre dig om dette. Her kan tingene forbindes. Når du laver forandringer i en part, eksempelvis ændrer længden eller diameteren, kan ændringen automatisk implementeres i alle tegninger, alle samlinger og alle steder, hvor parten anvendes. Hvis du vil vide på forhånd, hvordan andre filer bliver påvirket af en ændring, giver SOLIDWORKS’ PDM-løsning (Product Data Management) dig mulighed for at identificere, hvor parten anvendes, så du er sikker på kun at lave ændringer i de filer og konstruktioner, du rent faktisk ønsker.
3. Færre fejl med tjek efter interferens og kollisioner
På en 2D tegning er det svært at se, om der er interferens mellem parterne, især hvis konstruktionen er stor og kompliceret. Fordi opdateringer af 2D tegninger tager så lang tid, er der desuden mange, som tager en smutvej ved eksempelvis kun at ændre partens dimensioner uden at ændre modellens faktiske størrelse. Hvis flere konstruktører oven i dette deler konstruktionsopgaven, er der næsten garanti for interferens et eller andet sted. Det er ekstremt tidskrævende at identificere mulige problemer i 2D tegninger, og selv med de mest omhyggelige systemer er der stor risiko for, at fejl smutter gennem nåleøjet.
I SOLIDWORKS kan du eliminere risikoen for interferens mellem parter. Fejlsøgningen foregår automatisk, alle parter kan efterses i relation til de øvrige parter, og eventuelle problemer markeres og rapporteres. Med SOLIDWORKS kan du desuden automatisere tjek af hullers placering, så disse sidder ud for hinanden.
At finde interferensproblemer i en statisk samling i 2D er svært nok, men det bliver nærmest umuligt, hvis du arbejder med en bevægelig konstruktion. Der er nærmest et uendeligt antal muligheder for, at noget støder sammen i en konstruktion, der bevæger sig. I 2D er der ikke rigtig nogen nem og praktisk måde at tjekke dette på. Heldigvis har SOLIDWORKS også en løsning, når det gælder kollisioner. I SOLIDWORKS kan du ’bevæge’ din konstruktion og imens tjekke, om parterne kolliderer. Når en kollision opdages, stopper bevægelsen automatisk, og problemet markeres. Hvis du laver konstruktioner med bevægelige komponenter er Collision Detection et uvurderligt værktøj til at tjekke din konstruktions funktioner.
Interferens kan opstå på baggrund af toleranceproblemer. SOLIDWORKS giver med TolAnalyst-funktionen mulighed for at tjekke minimum- og maksimumtolerancer, så du kan være sikker på, at de tolerancer, du tilføjer dine parter, er passende. Når tilpasnings- og funktionsfejl mindskes, stiger effektiviteten, og du sparer tid, arbejdskraft og materialeomkostninger.
4. Genbrug af eksisterende designs
To unikke muligheder i SOLIDWORKS gør det nemt for dig at genbruge eksisterende konstruktioner: associativitet og modificerbarhed. Associativitet medfører, at ændringer i en model automatisk implementeres alle andre steder, hvor modellen anvendes – ændringer i en part slår igennem på tegninger og samlinger og omvendt. Modificerbarhed betyder, at du kan ændre en dimension i en part, hvorefter partens øvrige geometri tilpasser sig ændringen. Et eksempel: Du har konstrueret en 15 cm lang plade med huller målsat 3 cm fra kanten i begge ender. Hvis du ændrer pladens længde til 25 cm, vil hullernes placering opdateres, men de vil stadig være 3 cm fra kanten. På den måde sikrer SOLIDWORKS, at intentionen med konstruktionen fastholdes på trods af ændringer – i eksemplet at hullerne altid skal være 3 cm fra kanten uanset pladens længde.
5. Forkort udviklingscyklus med virtuelle tests og optimering
At forkorte en designcyklus indebærer ikke bare en strømlining af de oprindelige parter og samlinger. En stor fordel ved 3D modulering er indsigten i designet gennem virtuelle tests, analyser og optimisering, hvilket kan gøres på mange måder. Du kan tilføje bevægelser, stress, fæstnere mm. til en part eller samling og hurtigt måle forskellige designs op imod operationelle krav. Konstruktører kan tilføje et materiale til emner og få udregnet masse og tyngdepunkt.
Jo tidligere i konstruktionsprocessen, du opdager fejl og problemer, jo billigere bliver det som regel at løse problemerne. Med de virtuelle tests og analyser kan du teste dine produkter undervejs i konstruktionsprocessen og dermed finde fejlene så tidligt som muligt. Samtidig undgår du store omkostninger – både i form af penge og tid – til prototyper, fordi de virtuelle tests er langt hurtigere og billigere at lave. Det bliver desuden både hurtigere og nemmere at teste nye ideer.
6. Konstruér med henblik på produktion
Mange nye produktionsteknologier er afhængige af adgang til en 3D CAD model. Eksempelvis kræver treakslede CNC-maskiner, 3D print, værktøjsdesign og tyndpladeproduktion nu 3D modeller, som kan anvendes til at skabe værktøjsbaner, SLA modeller og flat patterns i tyndplade med korrekte bukkelinjer.
Hvis en producent skal “ommodellere” din 2D konstruktion i 3D, kan der opstå to problemer.
1: Der føjes et ekstra trin til produktionsprocessen, som derfor tager længere tid. Mange af de producenter, som ønsker 3D CAD-modeller sætter 2D-opgaver bagerst i køen, fordi det kræver ekstra arbejde at konvertere din 2D-konstruktion til 3D. For de fleste producenter er dette blot ekstra-arbejde, før man kan starte produktionen. Producenter vil – som så mange andre – have det optimale ud af deres kapacitet, og de lader dig som kunde betale for den ekstra forberedelsestid.
2: Den medarbejder, der konverterer din 2D-model til 3D kan lave fejl. Det betyder, at det produkt du får, måske ikke stemmer overens med dine krav, hvilket i sidste ende kan påvirke leveringstiden af dit produkt. Ved at arbejde i 3D allerede fra start, kan du generere filer, som kan indgå direkte i produktionsprocessen. På den måde minimerer du risikoen for fejl i produktionen af dit produkt.
I mange tilfælde er det slet ikke nødvendigt med 2D-tegninger til produktionen. SOLIDWORKS kan eksempelvis levere 3D modellen med detaljerede oplysninger om dimensionering og tolerancer samt noter. På den måde er alle de nødvendige data inkluderet i 3D-modellen. SOLIDWORKS’ software DimXpert (Dimensioning Expert) dimensionerer automatisk 3D modellen, så den er klar til produktion.
Med DFMXpress (Design for Manufacturing) er det muligt at undersøge, om den ønskede produktion overhovedet er fysisk mulig. Softwaren tjekker for fejl og produktionsproblemer, som markeres, hvorefter brugeren får en interaktiv liste med de fundne problemer. På den måde forbedres kommunikationen mellem produktion og udvikling også ved brug af 3D.
7. Problemfri datahåndtering og udarbejdelse af styklister
At arbejde med et 3D CAD system sikrer dig præcise og opdaterede styklister. Styklisterne er altid korrekte, fordi de opdateres automatisk, når du laver ændringer i parter og samlinger.
Datahåndtering er altid en kritisk del af udviklingsprocessen. Konstruktioner gennemgår oftest flere udviklingsstadier – fra fastlæggelse af koncept, over konstruktion til samling og test før den endelige version kan sendes på markedet. Styring af data er især vigtigt, når man tænker på, hvor mange medarbejdere det kræver at udvikle et produkt og få det på markedet: ingeniører, produktion, indkøbere, salg, marketing, leverandører og kunder skal være sikre på, at de får de korrekte data. PLM Group tilbyder løsninger til at styre adgang til og revisionsstyring af designdata – selv hvis udviklingsarbejdet foregår på mange forskellige lokationer.
8. Effektive værktøjer til salg og marketing
8. Effektive værktøjer til salg og marketing
Salgs- og marketingafdelinger kan også få glæde af fordelene ved 3D CAD. Ved hjælp af 3D CAD data kan du lave flotte billeder af dine 3D modeller og animationer, som appellerer til kunder og forbrugere. Fotorealistiske animationer og prototyper gør det desuden muligt for marketing at lave produktanalyser uden udgifter til udarbejdelse af almindelige prototyper.
Men… Hvad gør du så med al den eksisterende 2D CAD data?
Hvad sker der med al den 2D CAD data, du har udviklet gennem mange år, når du beslutter dig for at skifte til 3D? Og hvad stiller du op med de kunder, som du har brug for at kommunikere med i 2D? Lad os se nærmere på disse spørgsmål.
Kommunikation med 2D brugere
Selvom du konstruerer dine produkter i 3D kan du stadig eksportere tegninger og billeder fra SOLIDWORKS i mange forskellige 2D-formater. På den måde kan du stadig hente dokumentation, som er kompatibelt med de almindeligste 2D-formater, eksempelvis DWG, DXF, PDF og JPEG.
Konvertering af 2D data til 3D
På sin vis er 3D design bare en udvidelse af det, du allerede gør i 2D. Du starter med en simpel 2D skitse, som er et snit igennem den 3D-model, som du vil lave. Herefter kan du tage skitsen og ekstrudere, rotere eller trække den langs en sti. Det er den basale teknik til udarbejdelse af 3D geometri.
Hvis eksisterende 2D designs er fundamentet for dine fremtidige produkter, giver det mening at bruge lidt tid på at modellere dem i 3D. SOLIDWORKS understøtter ikke kun eksport af data i flere 2D formater, du kan også importere data i DXF og DWG formater og fra AutoCAD, så du kan skabe 3D modeller direkte fra dine 2D data. SOLIDWORKS har en række værktøjer til at optimere udarbejdelse af 3D modeller, eksempelvis et værktøj kaldet Design Clipart, som gør det muligt at trække tegninger fra DWG filer ind i SOLIDWORKS modeller.
SOLIDWORKS understøtter også import af ”blokke” fra AutoCAD som basis for skitser af 3D features. Som supplement til disse konverteringsværktøjer kan du også finde partnerprodukter, som er specialiserede i at konvertere 2D tegninger til 3D modeller.
3D CAD er fremtiden
3D CAD design rummer mange fordele sammenlignet med at arbejde i 2D. Visualiseringer af produktet og præsentationer forbedres, parter og tegninger opdateres automatisk og præcist, og interferens- og kollisionssøgninger giver en automatisk og fejlfri måde at undgå disse problemer inden produktion. At skifte til 3D behøver desuden ikke være en ’alt-eller-intet’ proces. Du kan beholde dine eksisterende 2D design og overføre dem til 3D som nødvendigt.
To ting står dog klart:
-
- Skiftet til 3D er allerede i fuld gang inden for både konstruktion og produktion
- Kunder og konstruktører kræver i højere og højere grad 3D for at optimere design og produktion
De organiske former, som findes i produktion af alt fra biler til smartphones, er meget lettere at modellere og producere i 3D. Med den præcision, som kræves af konstruktionerne, er 2D designs mange steder ikke længere brugbare, fordi der ikke er tilstrækkelig overfladekontrol i arbejdet med de organiske former.
Også på universiteter og tekniske skoler er udbredelsen af 3D CAD tydelig. I mere end 15 år har efterspørgslen efter undervisning i 3D CAD oversteget behovet for undervisning i 2D CAD. Resultatet er en stor gruppe nye ingeniører og konstruktører over hele verden, som er fortrolige med 3D CAD. Der er desuden masser af muligheder for at lære dine nuværende medarbejdere at arbejde i 3D – bøger, webbaseret undervisning eller traditionelle kurser, alt efter hvad der fungerer bedst for jer. Du bestemmer tid og undervisningsform, og derefter udarbejdes et kursus, som passer jeres skema og budget.
Sidst men ikke mindst: 3D konstruktioner giver jeres designproces nyt liv, tiltrækker og fastholder medarbejdere, som er ivrige efter at arbejde med de nyeste værktøjer og forbedrer virksomhedens image over for kunder og leverandører. De færreste virksomheder kan i dag fungere uden e-mails og hjemmeside – 3D design er endnu et stort skridt i retning af at integrere virksomheden i en digitaliseret verden.
Vil du vide mere om 2D vs. 3D CAD? Du er velkommen til at kontakte os her.
