TraceParts GmbH

Bild: Redrockonline Productions

Displays & HMI Vom Entwickler zum Baumeister

17.01.2014

Das mechanische Design spielt in der Elektronik meist eine untergeordnete Rolle. Das liegt vor allem daran, dass entsprechende Tools teuer und komplex sind. Mit einer benutzerfreundlichen, kostenlosen Variante will RS Components das ändern.

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Wenn in der Elektronikentwicklung von Design gesprochen wird, versteht man darunter allgemein die Schaltung und die zweidimensionale Leiterplatte. Aber natürlich spielt auch die dritte Dimension eine maßgebliche Rolle. Auch wenn die Ästhetik dabei in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen haben mag, stehen dabei doch nach wie vor praktische Überlegungen im Mittelpunkt. Das beste Schaltungsdesign kann nicht umgesetzt werden, wenn es sich am Ende nicht in ein Gehäuse einfügen lässt - oder die Umsetzung ist mit erheblichen, nicht eingeplanten Kosten verbunden. Die Mechanik bleibt also das Stiefkind der Elektronikentwicklung.

Es ist nicht so, dass es keine Lösung für dieses Problem gäbe. CAD-Tools sind seit Jahrzehnten in der Entwicklung im Einsatz. Allerdings stehen rund einer Millionen verkaufter Lizenzen ein Potential von etwa 25 Millionen Entwicklern gegenüber, die von der Nutzung von 3D-Entwicklungssoftware profitieren könnten. Dabei gibt es zwei wesentliche Gründe, die die weitere Verbreitung von CAD-Software bisher verhindern. Zum einen sind die Kosten hoch: Lizenzen kosten bis zu 25.000 Euro, oft verbunden mit weiteren jährlichen Ausgaben. Außerdem sind für die komplexen Anwendungen mehrmonatige Einarbeitungsphasen notwendig. Da dies ebenfalls mit hohen Kosten verbunden ist, lagern viele Unternehmen ihre CAD-Designs aus. Das wiederum verlangsamt zwangsläufig den Entwicklungsprozess und kann sogar zu problematischen Engpässen führen.

Mit Designspark Mechanical versucht RS Components, 3D-CAD-Tools für eine breite Nutzergruppe zugänglich zu machen. Um das zu ermöglichen, ist das Tool kostenlos. Zum anderen verspricht RS Components ein benutzerfreundliches Tool, das sich nahezu ohne Einarbeitungszeit nutzen lassen soll. Dabei bietet Designspark Mechanical ein vollständiges Konstruktionspaket, kann aber auch als Unterstützung zum klassischen CAD verwendet werden.

Umfassende Bibliothek

Entwickelt wurde Designspark Mechanical in Zusammenarbeit mit SpaceClaim, einem Anbieter von 3D-Modellierungssoftware für Ingenieure. Das Tool für Solid Modelling und Assemblierung bietet eine direkte Schnittstelle zu der Komponentenbibliothek ModelSource, die rund 40.000 3D-Modelle von mehr als 40 Herstellern bietet. Die Bibliothek wird von RS Components jeden Monat um 1.000 weitere Modelle sowohl von neuen als auch von bestehenden Anbietern ergänzt. Die wichtigsten Anbieter im 3D-Bereich der Bibliothek sind unter anderem Molex, 3M, TE Connectivity, Harting und FCI für Elektronikprodukte sowie Siemens, Schneider und SMS für Produkte in Automatisierungs- und Steuerungsanwendungen. Außerdem hat RS Components mit TraceParts, einem Anbieter von 3D-Content, kooperiert, um Millionen von Modellen im Format von Designspark Mechanical über das Online-CAD-Portal tracepartsonline.net zur Verfügung zu stellen.

Direct Modeling

Designspark Mechnical basiert auf der Direct-Modeling-Methode, die sich in hohem Maße von herkömmlichen Feature- oder parametrisch-basierter 3D-CAD-Software unterscheidet und für CAD-Neulinge einfacher und intuitiver zu lernen ist. Direct Modeling wird oft mit einer virtuellen Tonmodelierung verglichen. Die Technologie ermöglicht eine benutzerfreundliche, auf Gesten basierende Konstruktion, anhand derer 3D-Geometrien mithilfe einfacher und intuitiver Techniken erstellt werden. Daher bietet Designspark Mechanical Realtime-Editierung und sofortiges Feedback. Dadurch können Entwickler Ideen und Produktkonzepte einfach in 3D untersuchen. Außerdem ist Direct Modeling schnell und basiert auf den heutigen Verarbeitungsmöglichkeiten.

Der klassische Ansatz der history-based Modellierung definiert Parameter, Funktionen und Einschränkungen im Konstruktionsprozess. Diese werden in der Reihenfolge ihrer Erstellung in einer Verlaufsstruktur gespeichert. Daher muss auf alle Änderungen über die Struktur zugegriffen werden. History-based Systeme nutzen eigene, inkompatible Datenformate, was zu einem Kompatibilitätsvorteil bei Direct Modelling führt.

Die Software im Detail

Alle grundlegenden Designs können einfach und schnell durch die vier Basis-Tools der Software - ziehen, bewegen, füllen, verbinden - und bekannte Windows-Shortcuts wie cut/paste und undo/redo realisiert werden. Die Möglichkeiten der Direct-Modeling-Methode reichen von einfachen Formen bis hin zu komplexen Formen und Oberflächen. Die "Ziehen"- und "Bewegen"-Werkzeuge lassen sich für maximale Flexibilität sowohl auf der Fläche als auch am Rand ansetzen. Hinweise für dünne Wände, verspiegelte Flächen oder konzentrische, abgerundete und abgeschrägte Abschlüsse können hinzugefügt werden. Es besteht die Möglichkeit, gedrehte extrudierte und gekehrte Anordnungen zu erstellen, ohne jemals einen 2D-Querschnitt zu ziehen. Neue Konzepte können ohne zusätzlichen Aufwand schnell skizziert und in umfassendere 3D-Konstruktionszeichnungen überführt werden.

Die Dimensionen aller Kennwerte können ganz einfach am ausgewählten Element bearbeitet werden. Es müssen keine komplizierten Systeme von auf sich bezogenen Rahmendaten erstellt werden. Verschiedene Nutzer können ihr eigenes Set für sie notwendiger Dimensionen einrichten und speichern.

Flexible Baugruppenstruktur

Bauteile können innerhalb einer Baugruppe gedreht oder umgekehrt werden. Die Baugruppenstrukturen können sogar schon vor dem Zeichnen eines Profils erstellt werden. Die Sorge darüber, dass Beziehungen zwischen den einzelnen Komponenten Änderungen behindern könnten, entfällt. Ein Wechsel zwischen den Modi ist nicht notwendig: Die gleichen Werkzeuge können verwendet werden, um Baugruppen, Einzelteile, unterschiedliche Darstellungen und 3D-Ansichten zu bearbeiten.

Import und Export

Designspark Mechanical ermöglicht den Import von STEP-Modelldateien. Dieses am weitesten verbreitete Standard-Modellformat im CAD-Umfeld wird von Komponentenanbietern weitergegeben und zum Teilen von 3D-Modellen zwischen Benutzern mit unterschiedlichen CAD-Systemen verwendet. Das Tool umfasst zudem eine IDF-Importfunktion, über die eine Verbindung mit einer elektronischen Leiterplatten-Designsoftware möglich ist. Es kann auch Mechanik-Blaupausen für die Produktion exportieren. 3D-Designs können auch in STL, das Standard-Dateiformat für die schnelle Erzeugung von Prototypen und computergestützte Fertigung (CAM) exportiert werden. Damit lassen sich beispielsweise Prototypen direkt auf einem 3D-Drucker ausgeben. Selbst erstellte Modelle können mit den Modellen, die RS Components in der Model-Source-Bibliothek zur Verfügung stellt, kombiniert werden.

Stückliste

Das 3D-Tool erfasst automatisch die Stückliste und ermöglicht es, sofort ein Angebot von RS Components einzuholen. Die Kosten für ein Produkt abzuschätzen wird damit zu einem einfachen Bestandteil des Konstruktionsprozesses - von der ersten Idee bis zur Produktion.

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