Entwurf war ein wesentlicher Aspekt von Konstruktionsentwurf für praktisch die gesamte Geschichte. Vor der komplexen CAD-Technologie war die Erstellung von 2D-Zeichnungen für Fertigung und Produktion für die Erstellung von Produkten von entscheidender Bedeutung. In einer Welt von CAD bis CAM und fortschrittlichen Fertigungstechniken hat sich heute ein Großteil unserer Konstruktionsentwicklung zur heutigen entwickeltnahezu optimierter Zustand. Eines bleibt jedoch bestehen, nämlich das Vorhandensein von 2D-Detailzeichnungen für Teile, Komponenten und Baugruppen.
CAD hat es uns Ingenieuren ermöglicht, weniger Zeit für die Verfeinerung der 2D-Detailzeichnung aufzuwenden, aber die Verwendung dieser Zeichnungen in der Industrie . Das Aufkommen des Computerdesigns brachte eine einflussreiche Änderung in Bezug auf Zeichnungen mit sich. Als CAD besser wurde, haben wir zuerst das 3D-Modell um 180 Grad verschoben und dann die Teile in 2D detailliert.
Dies war der erste Dreh- und Angelpunkt, an dem 2D-Zeichnungen im Entwurfsprozess an Bedeutung verloren haben, aber für die Gesamtaufgabe eines Ingenieurs immer noch von wesentlicher Bedeutung sind. 2D-Zeichnungen haben an Bedeutung verloren, sind aber nicht verschwundenmüssen wir untersuchen, warum diese 2D-Zeichnungen noch existieren, und herausfinden, ob wir ihre Verwendung optimieren oder reduzieren können, um unseren Workflow zu verbessern.
Der Fortschritt von 2D-Konstruktionszeichnungen
Bevor wir verstehen können, wie 2D-Zeichnungen in das Leben eines modernen Ingenieurs passen oder nicht, müssen wir zunächst ihre Geschichte im technischen Zeichnen und Entwerfen betrachten. Die meisten unserer Zeichentechniken als Ingenieure reichen Jahrtausende zurück. perspektivische Zeichnung wurde im 13. Jahrhundert erfunden beschreibende Geometrie wurde 1765 erfunden, die orthografische Projektion wurde 1770 erfunden und 2D-CAD wurde in den 1980er Jahren erfunden. All diese Fortschritte führten uns in ein Zeitalter der schnellen Entwicklung der technischen Dokumentation.
2D
Bevor es Computer gab, wurden 2D-Zeichnungen verwendet, um die Spezifikationen einer Komponente vollständig zu definieren. 2D-Zeichnungen wurden als alleinige Referenz bei der Erstellung eines Produkts wie eines Bolzens oder einer Armatur verwendet. Diese Produktionsmethode geht im Wesentlichen auf den Anfang von zurücktechnische Informationen. Ihre Geschichte spricht für ihre Bedeutung. 2D-Zeichnungen waren über Jahrtausende der einzige Übermittler von Konstruktionsinformationen - und dann kam CAD.
2D CAD
Zunächst beschleunigten 2D-CAD-Programme einfach die Erstellung dieser Konstruktionszeichnungen. Diese Programme erleichterten auch Konstruktionsänderungen und verbesserten die technischen Arbeitsabläufe erheblich. Als in den neunziger Jahren 3D-CAD-Programme auf den Markt kamen, verbesserten sich auch die Arbeitsabläufe und verbesserten sichEntwürfe. Selbst mit 3D-Funktionen waren 2D-Zeichnungen der Hauptförderer eines Entwurfs in eine Fertigungsumgebung. Für den größten Teil des modernen Designs waren 2D-Zeichnungen bis zum letzten Jahrzehnt unerlässlich.
3D CAD
Durch die zunehmende digitale und robotergesteuerte Fertigung wurde der Übergang von 2D- zu 3D-Informationen endlich Realität. Dies hat uns in den letzten zehn Jahren in einen neuen Bereich der Herstellung von Dingen geführt. Es gibt keinen Maschinisten mehr, der sich auf 2D beziehtPlan-Set. Wenn es überhaupt einen Maschinisten gibt, bezieht er sich in den meisten Anwendungen auf ein dynamisches CAD-Modell oder programmiert seine Maschine über CAD / CAM-Software. Die im Konstruktionsdesign übermittelten Informationen haben sich durch die integrierte digitale Revolution zum Besseren gewendet.Trotzdem bleiben 2D-Zeichnungen in unseren Workflows erhalten.
Neue Herstellungsverfahren
Als Ingenieur werden Sie wahrscheinlich feststellen, wie fortschrittlich die moderne Fertigung geworden ist und von den Arbeitsabläufen noch vor einem Jahrzehnt abweicht. Die additive Fertigung ist in der Regel die trendige neue Fertigungstechnik, von der alle sprechen, dass sie den Designbereich verändert. Während die additive Fertigung groß wirdDiese neue Technik hat nicht die größte Veränderung gebracht.
Möglicherweise war die größte Änderung im Bereich des Konstruktionsdesigns die langsame schrittweise technologische Verbesserung der Herstellungstechniken. Methoden wie CNC-Bearbeitung und andere subtraktive Fertigungsformen. Diese Herstellungsprozesse waren früher völlig analog und erforderten die Eingabe eines erfahrenen Handwerkers, um eine hohe Leistung zu erzielen. Dieser Bedarf an menschlicher Steuerung war vor allem der Grund, warum wir als Ingenieure 2D-Zeichnungen entwerfen mussten.
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Neue subtraktive Maschinen erfordern immer noch menschliche Eingaben, jedoch auf vollständig digitaler Ebene. Ein Maschinist in der modernen Fertigung arbeitet viel mehr mit CAM- und HSM-Programmierung als jemals zuvor mit Papierspezifikationsblättern. CNC-Maschinen sind jetzt programmiertwerden nicht manuell gesteuert. All diese neuen Fertigungen werfen die Frage auf, ob Maschinen vollständig mit 3D-CAD-Modellen arbeiten können. Warum produzieren wir immer noch 2D-Zeichnungen?
Ingenieure haben die Daten
Wenn wir 2D-Zeichnungen noch weiter analysieren und herausfinden, wo sie in unseren Entwurfsprozess passen, ist es wichtig, dass wir genau definieren, was im modernen Konstruktionsentwurf kommuniziert werden muss.
Da die meisten Produkte im modernen Engineering-Workflow im digitalen Bereich hergestellt werden, gibt es viele Daten zu einem bestimmten Teil. In 2D-Zeichnungen oder isometrische Zeichnungen von alten Die Daten, die aus dem fertigen Entwurf extrapoliert werden konnten, waren durch die vom Ingenieur beschlossenen Angaben auf dem endgültigen Datenblatt begrenzt.
Jetzt werden Zeichnungen und Entwürfe größtenteils über digitale Bereiche kommuniziert. Überlegen Sie, inwieweit Cloud-basiertes CAD unsere Fähigkeit zum Teilen und Verteilen von Konstruktionsdaten verbessert hat. CAD-zu-CAM-Funktionen haben die Kommunikation zwischen Abteilungen nahtlos gemacht.Unsere technischen Daten werden nicht mehr durch statische Zeichnungen übermittelt.
In unseren von uns entworfenen 3D-Modellen sind noch mehr Daten enthalten als noch vor 5 Jahren. Wir können Gitterstrukturen, komplexe Materialdaten, infinitesimale Dimensionen, Skalierungsdaten und Schnittstellendaten einbeziehen. Für alle praktischen Zwecke, ein 3D-Modell in CAD kann uns numerisch mehr über ein Bauteil erzählen, als das eigentliche Teil jemals könnte. Wenn wir also ein abgeschlossenes Projekt in Form eines digitalen Entwurfs übergeben, geben wir dem Maschinisten, dem Fertigungsingenieur und der Produktionsstätte weit mehrInformationen, als wir sie jemals auf einem mühsam angelegten Satz Blätter geben könnten.
Ingenieure hatten schon immer Daten. Was sich geändert hat, ist die Art und Weise, wie wir sie ausdrücken. Wir widersetzen uns häufig Änderungen des Arbeitsablaufs mit Inbrunst. Während wir die sich ständig verbessernde Welt des computergestützten Designs übernommen haben, scheint es, dass die eine noch andauernde Verzögerung istaus der technischen Vergangenheit ist die der 2D-Zeichnung.
Erstellen wir Zeichnungen für das, was in der Produktionspipeline benötigt wird, oder tun wir nur Dinge, wie wir sie immer haben?
Wo 2D-Zeichnungen hineinpassen
Unsere Antwort darauf, wie 2D-Zeichnungen in den Entwurfsbereich passen, liegt irgendwo dazwischen "sie loswerden!" und „Halten Sie sie genau dort, wo sie sind.“ Jeder, der die Veränderungen in der Fertigungswelt beobachtet, stellt wahrscheinlich fest, dass die Nützlichkeit von 2D-Zeichnungen von Jahr zu Jahr erheblich minimiert wird. Wir können auch verstehen, dass die Nützlichkeit von 2D-Zeichnungen in der Welt offenbar einen Abwärtstrend aufweistIm Designbereich werden wir irgendwann eine Asymptote erreichen, wahrscheinlich über Null.
Zu diesem Zeitpunkt sind 2D-Zeichnungen in gewisser Hinsicht noch relevant und nützlich, aber die Zeit, die wir damit verbringen, sie zu perfektionieren oder Informationen über sie zu kommunizieren, ist so gering wie möglich. Also, wo ist diese Asymptote und wo sollten 2D-Zeichnungen jetzt in unserem Designraum landen?
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Diese Zeichnungen wurden in der Vergangenheit verwendet, um die große Menge an Daten auf Teilebene zu kommunizieren. Da die meisten dieser Daten jetzt über CAD-Modelle übertragen werden, sind die einzigen Daten, die auf Teilebene kommuniziert werden müssen, als kritisch gekennzeichnet. 2D-Zeichnungen fürTeile müssen nur wichtige Informationen über ein Teil kommunizieren, die durch einen kurzen Blick gewonnen werden können. Das Finden des Gleichgewichts kann durch Stellen dieser Frage erfolgen : „Was würde mehr Zeit in Anspruch nehmen, wenn Sie sich das CAD-Modell ansehen oder einen Blick auf ein Datenblatt werfen?“ Wenn kritische Daten schnell über eine 2D-Zeichnung übertragen werden können, ohne dass ein CAD-Modell aufgerufen und gemessen werden muss, sollte dies der Fall sein. Genau hier befindet sich die Waage.
Als Ingenieur wie Sie kann das richtige Finden dieser Balance zu einer erheblichen Reduzierung des Zeitaufwands für 2D-Zeichnungen führen. Die Optimierung unseres Workflows ist alles andere als überflüssig und wirkt sich positiv auf unsere Produktivität aus.
Auf Baugruppenebene eignen sich 2D-Zeichnungen mehr für das Grundverständnis als für jede andere Ebene von numerische Analyse . Für einen Hersteller, der ein Teil erstellt, sollten 2D-Zeichnungen das Verständnis einer Baugruppe verfeinern. Die meisten modernen Maschinisten beziehen sich nicht auf die Toleranz und Bemaßung eines Datenblatts, wenn überhaupt, als Kurzreferenz. Diese wichtigen Daten sind jetzt verfügbarAus der Originalquelle, dem CAD-Modell, entnommen. Auf Teile- und Baugruppenebene müssen 2D-Zeichnungen nur Informationen enthalten, die die Verständlichkeit des Benutzers verbessern. Während diese Zeichnungen die Referenz für die Herstellung waren, sind sie jetzt einfach die Referenz aufVerständnis. Sie sind zu komplementären Aspekten eines Entwurfs geworden und nicht unmittelbar bevorstehend.
vorwärts gehen
Wenn Sie wissen, wo 2D-Zeichnungen passen, können Sie unseren Workflow optimieren. Zeichnungen verschwinden nicht vollständig, sondern werden nicht nur erstellt, da dies immer so gemacht wurde. Workflows ändern sich ständig, und während die 2D-Zeichnung möglicherweise etwas ist, das dies istFür das Konstruktionsdesign scheint dies von grundlegender Bedeutung zu sein. Moderne CAD- und Fertigungskapazitäten ändern dies. In zehn Jahren wird unsere Fertigung mehr auf Knopfdruck aussehen, als wir uns jemals vorstellen können. Wir müssen diese Zukunft antizipieren und uns eher auf Innovation als auf Tradition konzentrieren. ”
Das Engineering hat sich nicht von 3D geändert, aber die Fertigung wurde digitalisiert.
Wenn Sie weniger Zeit für 2D-Zeichnungen aufwenden und diese auf eine bessere Zeit für das 3D-Modell umleiten, bedeutet dies letztendlich ein besseres Design. In der Folge sind Sie ein besserer Ingenieur.