Engineering Verktøy


1.1 Mer informasjon om CAD og teknisk tegning


Hva er CAD og dets bruksområder?

 

Dette avsnittet går dypere inn i hva 2D og 3D-CAD er og hva man kan gjøre med det.

Hva står CAD for?

CAD står for Computer Aided Design. På norsk brukes begrepet DAK som betyr Dataassistert Konstruksjon eller helt enkelt Teknisk Tegning.

CAD er basis for stort sett all moderne industriell produktdesign og produksjon - nesten ingen produksjon forekommer uten at det foreligger nøyaktige tegninger av produktet.

 

Stort sett alle slike produkttegninger lages i et eller annet CAD tegneprogram nå for tiden til forskjell fra gamle dagers manuelle tegnebrett.


Hva er CAD?

All CAD-tegning har til felles at den baserer seg på nøyaktige dimensjoner for å fremstille illustrasjoner av virkeligheten. Alt tegnes opp med hjelp av spesifiserte og presise mål, vinkler, avstander og relasjoner til de andre delene av tegningen.

Dette gjør at man kan gå inn hvor som helst i tegningen å finne ut realistiske innbyrdes avstander fra ethvert objekt til andre objekter uten at man matematisk med geometriske og trigonometriske formler må beregne seg frem til ethvert punkt.

I CAD designprogram ligger alt fokus på at tegningen skal være identisk med det virkelige produktet og visa versa, med tilnærmet hundre prosent korrekte geometrier og dimensjoner uten toleranser tatt i betrakting.

 

I rent visuelle / grafiske design- og illustrasjonprogrammer for eksempel Adobe Illustrator og Autodesk 3DstudioMax, ligger fokus på utseendemessig og illustrativ design. Disse grafiske programmene er fantastiske når det kommer til animasjoner og illustrasjoner, men de lager ikke tegninger som er beregnet for at maskiner og eller personer skal produsere et produkt utfra dem.

CAD-programmer viser nøyaktig hvor store hullene er og med hvilken plassering de har i forhold til hverandre.


3D-CAD

Med tredimensjonal modellering, 3D-CAD kan man lage ekstremt presise modeller av virkeligheten. Del for del (parts) tegnes opp med ønsket detaljnivå og monteres sammen til sammenstillinger (assemblies).

Man legger til realistiske bevegelsesfriheter og bestemte begrensinger. Dette gjør at man kan få komponenter til å bevege seg i modellen akkurat som i virkeligheten, og man kan derfor simulere mekaniske egenskaper på en helt fantastisk måte. Dette minimerer antallet kostbare fysiske prototyper som må bygges.

Med 3D-CAD kan man for eksempel konstruere alle delene til en bilmotor og sette sammen delene til en komplett og fungerende modell, der alle deler henger sammen og beveger seg slik de ville gjort i virkeligheten.

Konflikter eller problemstillinger i designet avdekkes umiddelbart og alle deler kan i ettertid enkelt innjusteres for å passe sammen med nabokomponenter. Sammenstillingen vil automatisk oppdatere seg hvis man reviderer dimensjoner, avstander eller relasjoner i en komponent.

Med en 3D-modell kan man få verifisert nesten alle aspekter av et design. Man kan velge mellom et stort bibliotek av materialer som har alle de riktige materialegenskapene matet inn med tanke på styrke, vekt og andre egenskaper.

Man får vite hva hver komponent og hele sammenstillingen veier allerede ved design og finner raskt ut tyngdepunkt. 3D-modeller kan sendes til produksjonsmaskiner som bearbeider delene rett fra tegning. Modellen kan også sendes til styrkeberegningsprogrammer for å utføre FEA/FEM-analyser. Komponentene og sammenstillingen kan da dimensjoneres akkurat så sterke de trenger å være med gitt belastning, valgt materiale og gitt sikkerhetsfaktor, forsterke der det er behov eller spare materiale og vekt der det lar seg gjøre.

I en 3D-modell kan man velge mellom et stort antall visuelle utseender med forskjellige fargenyanser, overflateutseende, refleksjoner og materialstrukturer. Man kan bruke forhåndsvalgte virtuelle lyssettinger eller lage egne, med eller uten skyggekasting og kan derfor få en visualisering av produktet som ser akkurat ut som i virkeligheten. Man kan også rendere fotorealistiske bilder av et produkt som ikke finnes annet enn på tegning.

 

En 3D-modell kan man rotere i alle retninger, man kan se den fra alle vinkler, man kan slå komponenter av og på, lage en gjennomskjæring fra hvilket som helst punkt og i den retningen man vil eller gjøre valgte deler gjennomsiktige for å se hva som skjer på innsiden når noe beveger seg. 

3D-modellen viser det visuelle utseendet som er resultatet av alle dimensjoner og avstander som er matet inn, men viser generelt sett ikke dimensjonene i modellen, men de kan måles opp i realtid i modellen.

Når 3D-modellen er ferdig lager man i de fleste tilfeller en 2D tegning på papirformat slik den vil se ut når man printer den. Der setter man opp blandt annet de vyer, detaljer, snitt og dimensjoner som er viktige for den typen av tegning man skal produsere og hva som er hensikten med tegningen.


2D-CAD

Todimensjonell tegning blir mer som en trådmodell eller strektegning og brukes aktivt når det er større behov for visning av mange detaljer i et rent todimensjonalt miljø enn det er å visualisere hele modellen i 3D.

For eksempel brukes 2D-CAD aktivt av de fleste arkitekter og tilsvarende virksomhet for å lage detaljerte plantegninger, snittegninger og layouttegninger, for eksempel gulvplan og himlingsplan for hver etasje, samt takplan, vindusplan og veggplan for eksempel til bygninger og skip. 2D brukes også for å lage blokkdiagram, elektrisk koblingsskjema og koblingsdiagram.

Med forskjellige linjetyper, linjetykkelser, farger og skraveringer kan man få veldig tydelig skille mellom forskjellige lag av materialer (materialoverganger) i en snittegning.

Som en slags hybrid mellom 3D og 2D kan man tegne isometrisk i 2D-tegneprogrammer, det vil si at tegningen er helt todimensjonal, men med skrå linjer får man det til å se ut som om objektet også har en dybde. Dette ble mer brukt før 3D-modellering ble stort. Hvis man snur en slik tegning i et 3D-miljø så vil objektet fortsatt være helt flatt og ha kun en linjetykkelse i dybden. Metoden gir større sannsynlighet for manuelle feil, særlig ved mange revisjoner og den kan ikke ses fra andre vinkler enn den som er satt opp når tegningen blir laget. Det anbefales alltid bruk av 3D-programmer når man ønsker tegningen i 3D.