Knowledge-driven 3D Modeling als Zukunft der Produktentwicklung

Heben Sie Ihre Produktentwicklung auf die nächste Stufe mit 3D Modellierung und CAD

3D Modeling: Was ist das?

3D Modeling ist der Prozess der Erstellung und Darstellung von dreidimensionalen virtuellen Objekten mithilfe von spezieller Konstruktionssoftware. Dabei werden geometrische Formen, Texturen und Materialien verwendet, um realistische und detaillierte Modelle zu erzeugen. Durch die Anwendung von Techniken wie Konstruieren und parametrischer als auch Know-how-basierter 3D Modellierung können die Modelle flexibel angepasst und verändert werden.

3D Modellierung findet in verschiedenen Bereichen Anwendung, darunter Architektur, Produktentwicklung und Filmproduktion (3DEXCITE / Sales & Aftersales). Konstruktionsprogramme für 3D Modeling ermöglichen es Designern, Ingenieuren und Künstlern, ihre Ideen visuell darzustellen, Prototypen zu erstellen, Produktsimulationen durchzuführen, virtuell zu testen und das 3D-Design zu optimieren.

Im Grunde hat 3D Modeling die Art und Weise, wie wir Objekte entwerfen, visualisieren und herstellen, revolutioniert. Die Umsetzung dieser digitalen Transformation in Unternehmen basiert auf revolutionärer 3D Modeling Software.

Optimierung von Verpackungsdesigns: Simulation und Nachhaltigkeit auf der 3DEXPERIENCE Plattform

Die Lösung von Verpackungsqualifikation und -optimierung verwendet Simulationen, um zu bestimmen, wie sich ein neues Verpackungsdesign in jeder Phase seines Lebenszyklus verhalten wird. Dies führt zu geringeren Kosten, einer verbesserten Nachhaltigkeit und einer schnelleren Markteinführung. Designs können deutlich schneller optimiert werden als durch physische Tests. Mit dieser Lösung können Verpackungsingenieure Wege finden, den Materialverbrauch zu reduzieren und somit weniger Abfall zu erzeugen. Ebenso können Fertigungsingenieure eine Verpackung analysieren, um sicherzustellen, dass sie effizient hergestellt, verpackt und versandt werden kann. Dies reduziert sowohl die Transportkosten als auch die Kohlenstoffemissionen. Mit Verpackungsqualifikation und -optimierung kann folgendes erreicht werden:

- Verkürzung der Zeitspanne für Designiterationen von einer Woche auf nur noch wenige Stunden
- Reduzierung der Materialkosten um bis zu 27%
- Senken der Zeiten für Neugestaltung um bis zu 50%
- Einsparungen während der Palettenentwurfsphase von 3-6 Monaten

3D Modell erstellen: Das sind die Vorteile und Einsatzmöglichkeiten

3D Modeling mit Hilfe einer leistungsstarken Konstruktionssoftware bietet vielfältige Vorteile, die in verschiedenen Einsatzbereichen genutzt werden. Vom Marketing bis hin zum Industriedesign bietet 3D Modeling eine effektive Methode, um Ideen zu visualisieren, Konzepte zu entwickeln und effiziente Arbeitsprozesse zu ermöglichen. Die MBSE Software in Gestalt einer umfassenden Plattform für alle Anwendungsbereiche bietet Lösungen für Anforderungsmanagement und Systemarchitektur sowie für Embedded Software Entwicklung, Systemsimulation und Traceability.

Durch die virtuelle Erstellung und Know-how-getriebene Optimierung von 3D Modellen können Designer und Ingenieure Produkte schneller und kostengünstiger entwickeln. Mithilfe von 3D Modeling können verschiedene Designvarianten ausprobiert und deren Funktionalität basierend auf Kundenanforderungen überprüft werden, bevor physische Prototypen nötig sind. 

So können Unternehmen entlang der Kundenanforderungen den Entwicklungsprozess beschleunigen, Kosten senken und die Qualität der Produkte verbessern, um Kundenwünsche optimal abzubilden. Darüber hinaus kann 3D Modeling auch für die Herstellung maßgeschneiderter Produkte verwendet werden, da individuelle Anpassungen leicht umgesetzt werden.

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Begriffe rund ums 3D Modeling

CAD

Computer-Aided Design, auch CAD, ermöglicht die Erstellung präziser 3D Modelle. Es wird verwendet, um komplexe geometrische Formen zu entwerfen und zu visualisieren. Mit CAD Software erstellen Benutzer Objekte und nehmen Änderungen vor, die automatisch auf das gesamte Modell angewendet werden. Es erleichtert die Zusammenarbeit und ermöglicht Simulationen und Tests.

CAE

Computer-Aided Engineering (CAE) steht für den Einsatz von computergestützten Tools und Software zur Unterstützung von Engineering- und Analyseprozessen. Ingenieure führen mit CAE-Software komplexe Simulationen und Analysen durch, um das Verhalten und die Leistung von Produkten virtuell zu untersuchen. Es ermöglicht die Bewertung von strukturellen, thermischen, dynamischen und anderen physikalischen Eigenschaften eines Produkts, bevor es physisch hergestellt wird. 

CAE optimiert den Entwicklungsprozess, indem es Iterationen und Prototypen reduziert, Fehler frühzeitig erkennt und die Produktleistung verbessert. Es wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt, Verpackungsmittelindustrie (FMCG), Maschinenbau und Elektronik, um Produkte zu optimieren, Kosten zu senken und die Entwicklungsdauer zu verkürzen.

CAM

Computer-Aided Manufacturing (CAM) bezeichnet die Fertigung von Einzelteilen mithilfe von computergesteuerten Fertigungsmaschinen wie Dreh- und Fräsmaschinen. CAM-Software ermöglicht die Planung und Umsetzung von Produkten in der Herstellung. Sie gewährleistet einen nahtlosen Übergang vom Design zur Fertigung, indem digitale Modelle und Konstruktionsdaten direkt in Produktionsanweisungen umgewandelt werden. Die Software bietet zudem automatische Werkzeugweggenerierung, Materialverbrauchsoptimierung, Simulation von Bearbeitungsprozessen sowie Kollisions- und Fehlerprüfungen, noch bevor die eigentliche Produktion beginnt. Dies trägt zur Effizienzsteigerung und Fehlerminimierung im Fertigungsprozess bei.

Generative Design

Generative Design im Kontext der 3D Modellierung bezieht sich auf einen fortschrittlichen Ansatz, bei dem künstliche Intelligenz und Algorithmen eingesetzt werden, um automatisch eine Vielzahl von Designoptionen zu generieren. Durch die Berücksichtigung bestimmter Parameter und Einschränkungen kann das generative Design innovative und optimierte Lösungen hervorbringen, die menschliche Designer möglicherweise nicht in Betracht gezogen hätten. Es ermöglicht eine effiziente und explorative Gestaltung von Objekten, indem es verschiedene Formen, Strukturen und Materialverteilungen generiert, um die Leistungsfähigkeit und Effizienz des Endprodukts zu maximieren.

Knowledge-Driven Design

Knowledge-Driven Design ist ein fundamentales Konzept, das die Expertise von Ingenieuren und Fachexperten nutzt, um den Designprozess zu optimieren und die Innovationskraft zu steigern. Knowledge-Driven Design dient als leistungsstarkes Werkzeug, um bewährte Methoden, Best Practices und Erfahrungswerte in den Design- und Fertigungsprozess zu integrieren. Diese gesammelte Expertise wird in intelligente Vorlagen und Regeln umgewandelt, die Ingenieuren helfen, hochwertige Designs schneller und effizienter zu erstellen. Die Anwendung dieses Ansatzes ermöglicht es, Prozesse zu automatisieren, Fehler zu minimieren und Innovationen zu beschleunigen, was letztlich zu einer gesteigerten Produktqualität und einer optimierten Time-to-Market führt. In der zunehmend komplexen Welt der Produktentwicklung und Fertigung spielt Knowledge-Driven Design eine entscheidende Rolle, indem es das Wissen von Fachexperten nutzbar macht und die Grundlage für eine smarte und agile Produktentwicklung legt.

Direct Modeling

Direct Modeling ist eine Methode, bei der 3D-Modelle direkt und intuitiv bearbeitet werden, indem man geometrische Elemente direkt manipuliert, anstatt sich auf parametrische Abhängigkeiten oder Historie zu verlassen. Mit Direct Modeling nehmen Benutzer schnell und einfach Änderungen an ihren Modellen vor, indem sie Geometrie verschieben, drehen, skalieren oder löschen, ohne komplexe Konstruktionsparameter berücksichtigen zu müssen. Es ermöglicht eine flexible und schnelle Modellierung, insbesondere für einfache oder konzeptionelle Designs, bei denen der Schwerpunkt auf der visuellen Darstellung liegt. Direct Modeling ermöglicht es, Modelle, die zunächst über neutrale Austauschformate in die 3DExperience Plattform importiert wurden, nach entsprechenden Modifikationen nahtlos in diese Plattformelemente zu integrieren.

Parametric Modeling

Mit Parametric Modeling im CAD definieren Designer und Ingenieure bestimmte Eigenschaften eines Modells und ändern diese basierend auf vordefinierten Parametern, um verschiedene Variationen des Modells zu erzeugen. Dies ermöglicht eine effiziente Modifikation von 3D Designs, da Änderungen automatisch auf alle damit verbundenen Elemente angewendet werden. Parametric Modeling Software bietet leistungsstarke Funktionen für die 3D Modellierung, die die Flexibilität und Produktivität bei der Entwicklung von Produkten erhöht.

3D Modeling und 2D Image: Anwendungsbereiche und Einsatzmöglichkeiten

Der Übergang vom 2D zum 3D Modeling markiert eine transformative Phase in der Gestaltungspraxis. Während das 2D Modeling, oder 2D images, auf zweidimensionale Darstellungen beschränkt ist und hauptsächlich in technischen Zeichnungen, schematischen Darstellungen und Grundrissen Verwendung findet, eröffnet das 3D-Modeling eine neue Dimension der Kreativität und Präzision.

Mit dem 3D Modeling können dreidimensionale Objekte und Strukturen erstellt werden, die nicht nur visuell realistisch sind, sondern auch räumliche Tiefe und Proportionen erfassen. Dies ermöglicht eine genauere Darstellung von Produkten, Gebäuden, Prototypen und komplexen Baugruppen. Ingenieure, Designer und Künstler können realitätsgetreue Modelle erstellen, die den tatsächlichen physikalischen Eigenschaften näherkommen. Die Modelle finden in zahlreichen Branchen Anwendung, von der Architektur über den Maschinenbau bis hin zur Medizin. Durch 3D Modeling können detailgetreue Darstellungen erstellt werden, die sowohl das äußere Erscheinungsbild als auch die inneren Strukturen von Objekten erfassen. Dies ist besonders nützlich für das Design, die Visualisierung, die Prototypenentwicklung und die Simulation.

In der Architektur ermöglicht 3D Modeling die Schaffung von virtuellen Gebäudemodellen, die nicht nur das äußere Erscheinungsbild, sondern auch die Innenräume detailgetreu wiedergeben. Dies erleichtert die Kommunikation mit Kunden, die Visualisierung von Designideen und die Identifizierung potenzieller Probleme im Voraus. Im Maschinenbau werden 3D Modelle genutzt, um Komponenten und Baugruppen zu entwerfen und zu visualisieren. Dies beschleunigt den Entwicklungsprozess, ermöglicht die Überprüfung von Passform und Funktion sowie die Erstellung von Prototypen für Tests und Bewertungen.  Dennoch bleiben 2D Images weiterhin wichtig, insbesondere für technische Dokumentationen, schematische Darstellungen und bestimmte Anwendungen, bei denen räumliche Informationen nicht entscheidend sind.

3D Modeling und Digital Manufacturing

Das Zusammenspiel von 3D Modeling und Digital Manufacturing eröffnet neue Möglichkeiten für die Produktentwicklung und Unternehmen setzen innovative Ideen schneller um als je zuvor. Durch den reibungslosen Übergang vom digitalen Modell zum Prototypen verkürzen Unternehmen ihre Time-to-Market, verbessern die Produktqualität und werden letztendlich wettbewerbsfähiger.

Diese Integration von 3D Modeling Software und Digital Manufacturing ist ein wesentlicher Bestandteil des modernen Produktentwicklungsprozesses. Unternehmen, die diese Technologien effektiv nutzen, steigern ihre Effizienz, senken Kosten und liefern gleichzeitig hochwertige Produkte, die den Anforderungen des Marktes gerecht werden.

3DEXPERIENCE Plattform als Gesamtlösung fürs 3D Modeling

Die 3DEXPERIENCE Plattform von Dassault Systèmes stellt eine umfassende Lösung für das 3D Modeling dar, die Unternehmen dabei unterstützt, ihre Produktentwicklung zu optimieren und innovative 3D Designs zu realisieren. Mit dieser leistungsstarken Plattform schöpfen Unternehmen das volle Potenzial des 3D Modelings aus. Durch ihre vielfältigen Funktionen und Tools bietet die 3DEXPERIENCE Plattform eine intuitive und effiziente Arbeitsumgebung für Designer, Ingenieure und Künstler.

Vorteile der Plattform

Die 3DEXPERIENCE Plattform ermöglicht die Erstellung und Anpassung hochwertiger 3D Modelle mit realistischen Texturen, Materialien und Details. Die Plattform fördert die Zusammenarbeit und den Austausch von Ideen, sodass Teams unabhängig von ihrem Standort nahtlos zusammenarbeiten. 

Darüber hinaus bietet die 3DEXPERIENCE Plattform erweiterte Simulationsmöglichkeiten, mit denen Unternehmen die Leistung und Funktionalität ihrer Modelle analysieren und optimieren. Mit ihrer ganzheitlichen und intuitiven Benutzeroberfläche ist die 3DEXPERIENCE Plattform die ideale Gesamtlösung für Unternehmen, die das Beste aus dem 3D Modeling herausholen möchten, um ihre Innovationskraft zu steigern und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. 

Durch die Integration von verschiedenen Systemen innerhalb der 3DEXPERIENCE Plattform, wie CATIA, SOLIDWORKS und viele weitere, erhalten Unternehmen eine ganzheitliche Lösung für das 3D Modeling. So werden Projekte je nach Bedarf in unterschiedlichen Systemen dargestellt und weiterentwickelt.

So ermöglicht die 3DEXPERIENCE Plattform Ingenieuren und Konstrukteuren, kreativ zusammenzuarbeiten und innovative Produkterlebnisse zu entwickeln. Zudem bieten die jeweiligen Anwendungen moderne Funktionen wie künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und generative 3D Konstruktion, um den Konstruktionsprozess weiter zu optimieren und die vernetzte Welt mitzugestalten.

Effiziente Zusammenarbeit

Die 3DEXPERIENCE Plattform bietet eine soziale Konstruktionsumgebung mit einer Datenbasis, die den Zugriff auf leistungsstarke 3D-Dashboards ermöglicht. Dadurch wird standortunabhängige Zusammenarbeit und parallele Entwicklung in Echtzeit ermöglicht. Teammitglieder arbeiten effizient zusammen, indem sie gleichzeitig an Modellen wirken, Informationen austauschen und Feedback geben. Dies fördert die Zusammenarbeit und beschleunigt die Produktentwicklung.

Zugriff auf leistungsstarke Tools und Anwendungen

Dank der 3DEXPERIENCE Plattform wird dem Benutzer Zugriff auf eine Vielzahl von leistungsstarken Tools und Anwendungen für das 3D Modeling gewährt. Die Plattform bietet zudem eine einfache Integration in bestehende Prozesse und Tools, wodurch Unternehmen ihre vorhandenen Workflows beibehalten und gleichzeitig von den fortschrittlichen Funktionen der Plattform profitieren.

 

Die 3DEXPERIENCE Plattform in der Cloud

Wenn es um 3D Modeling geht, stehen Unternehmen vor der Wahl zwischen einer Cloud-basierten oder einer On Premise-Implementierung der 3DEXPERIENCE Plattform. Für das 3D Modeling auf der 3DEXPERIENCE Plattform eröffnen sich zahlreiche Vorteile in Bezug auf Flexibilität, Zusammenarbeit und Skalierbarkeit. Die Entscheidung für die Cloud Based CAD Software ermöglicht es Unternehmen, sich auf ihr Kerngeschäft zu konzentrieren und die Vorzüge einer modernen und agilen Plattform zu nutzen.

Durch die Nutzung der 3DEXPERIENCE Plattform in der Cloud haben Unternehmen die Flexibilität, ihre Ressourcen nach Bedarf zu skalieren. Sie fügen problemlos zusätzliche Nutzer hinzu, aktivieren neue Funktionen oder erhöhen die Kapazität, um den Anforderungen ihres Geschäftswachstums gerecht zu werden. Die Cloud-basierte Infrastruktur ermöglicht eine einfache Anpassung der Plattform an die sich verändernden Bedürfnisse des Unternehmens.

Flexibilität und Skalierbarkeit > Dassault Systèmes

Trend: CAD im Web

CAD im Web ist die Nutzung von Computer-Aided Design (CAD) -Software über das Internet. Mit der zunehmenden Entwicklung webbasierter Technologien und der Verfügbarkeit leistungsstarker Browser ist es nun möglich, CAD-Anwendungen direkt im Web zu verwenden, ohne dass eine separate Installation auf dem Computer erforderlich ist. 

CAD im Web bietet eine Reihe von Vorteilen, darunter die Möglichkeit, von verschiedenen Geräten aus auf die Software zuzugreifen, wie zum Beispiel PCs, Laptops, Tablets oder sogar Smartphones. Dadurch wird die Flexibilität erhöht und die Zusammenarbeit zwischen Teammitgliedern, die an verschiedenen Standorten arbeiten, erleichtert. 

Darüber hinaus ermöglicht CAD im Web eine nahtlose Integration mit anderen webbasierten Diensten und Cloud-Speicherlösungen, was den Austausch von Dateien und die gemeinsame Bearbeitung von Projekten erleichtert. Ein weiterer Vorteil ist die automatische Aktualisierung der Software, da alle Verbesserungen und Updates zentral auf den Servern des Anbieters durchgeführt werden. Dies verringert die Notwendigkeit manueller Aktualisierungen auf den Geräten der Benutzer. 

CAD im Web bietet somit eine moderne und flexible Lösung für das 3D Modeling, die den Anwendern mehr Mobilität, Zusammenarbeit und Effizienz ermöglicht.

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FAQs zu 3DEXPERIENCE Plattform