Wie viel darf's denn sein?

Konstrukteuren und Entwicklern steht heute Handwerkszeug zur Verfügung, von dem sie noch vor einigen Jahren nur träumen konnten. Volumenmodellierung, schnelle Hardware und ausgeklügelte EDM/PDM-Systeme unterstützen den Anwender bei allen Arbeitsschritten. Die Kehrseite der Medaille beschert ihnen enormen Leistungs- und Zeitdruck sowie die Notwendigkeit, sich ständig weiterzubilden. Der Begriff ¿Time to Market¿ beschreibt die Marschrichtung: die schnelle Verfügbarkeit des Produktes am Markt. Ein branchenorientiertes CAD-System, schnell erlernbar und einfach im Einsatz, ist dazu notwendig. Für den Maschinenbau bietet Autodesk verschiedene Pakete in neuen Versionen an, die sowohl die 2D- als auch 3D-Konstruktion unterstützen.

Die Existenz von Computern hat nur eine einzige Berechtigung, nämlich Menschen bei Ihrer Arbeit zu unterstützen. Und dies sollten sie möglichst schnell und einfach erledigen. Vor allem Software-Anbieter sollten sich daher vor der Veröffentlichung jeder neuen Version die Frage stellen: ¿Was kann man verbessern und was braucht der Markt beziehungsweise der Anwender?¿ Leider sieht die Realität meist anders aus, denn neue Programme, Versionen und Updates erscheinen im Jahresrhythmus, vor allem zu den führenden Messen. Davon verschont bleiben auch nicht Konstrukteure und Entwickler, die öfter als gewünscht mit neuen Werkzeugen ¿versorgt¿ werden. Obwohl sich die Kosten für deren Software oft im fünfstelligen Bereich bewegen und der Schulungsaufwand immens ist, halten es viele Hersteller mit der Regel: Neues Jahr, neue Version. Und manche setzen noch immer auf die Bananen-Taktik: ¿Die Software reift beim Kunden¿.

Mit diesem Vorwurf wird auch Hersteller Autodesk konfrontiert, der erst vor kurzem neue Software-Versionen für die mechanische Konstruktion vorstellte. Der amerikanische Hersteller mit deutscher Tochter ist mit seinen CAD-Systemen ¿Autocad Mechanical¿ und ¿Mechanical Desktop¿ laut eigener Aussage der Marktführer bei CAD für den Maschinenbau. In den etwa dreieinhalb Jahren seit der Markteinführung von Mechanical Desktop wurden mehr als 175 000 Lizenzen verkauft.

Neue Pakete, neuer Kern

Die verschiedenen Software-Pakete unterscheiden sich sowohl in der Ausstattung als auch in der Ausrichtung. Autocad Mechanical 2000 Power Pack ist eine 2D-Lösung für den Maschinenbau, die bisher unter der Kombination Autocad plus Genius vertrieben wurde. Mechanical Desktop erweitert Autocad Mechanical durch parametrische Volumen- und Flächenmodellierung und ist eine 2D/3D-Lösung. Die CAD-Spezialisten versprechen, dass die seit Oktober 1999 verfügbaren neuen Versionen mehr Neuerungen bieten, als alle zuvor. Denn zum einen seien alle Verbesserungen Basis-Software Autocad 2000 enthalten und darüber hinaus die Funktionalität von Genius integriert worden. Außer-dem gibt es darüber hinaus zahlreiche Neuerungen, nicht zuletzt aufgrund des neuen Geometrie-Kerns ACIS 5.1. Dazu später mehr.

Der größte Brocken

Der Name ist Programm: Mit Autocad Mechanical 2000 Power Pack haben die Entwickler und Marktstrategen ein gewaltiges Paket geschnürt, das im 2D-Bereich kaum Wünsche offen lässt. Auch die Integration von Genius scheint gelungen. Übernommen wurden unter anderem die Layersteuerung, die Normteile und die Power-Funktionen. Ausschlaggebend für ein zügiges Arbeiten sind rund eine halbe Million Normteile, die schnell in jede Konstruktion eingebunden werden können, wie beispielsweise vordefinierte Schrauben, Muttern, Beilagscheiben, Stifte, Lager oder Dichtungen. Dazu kommen Standard-Zeichnungselemente wie Zentrierbohrungen, Hinterschnitte, Gewindeenden oder Keilnuten. Auch Funktionen für die Berechnung von Trägheitsmomenten und sogar ein FEM-Berechnungsmodul sind enthalten.

Auf Dauer hilft Power

Dass allein die Anzahl der Werkzeuge noch kein effizientes Arbeiten beschert, weiß der erfahrene Konstrukteur. Genau so wichtig ist das Handling. Und genau da ist einiges geschehen. Verbessert wurden beispielsweise die automatischen Fangfunktionen (AutoSnap). Der Anbieter kommt nun mit weniger Maus-Klicks ans Ziel und erhöht so seine Produktivität.

Ein Schmankerl sind die bereits erwähnten ¿Power-Befehle¿, die die Bedienung des Systems vereinfachen, da anstatt einer ganzen Befehlskette ein einziger Befehl verwendet wird. Beispiele sind ¿Power Edit¿ zur Änderung der Eigenschaften jedes beliebigen Objektes oder ¿Power Copy¿ zur Übertragung von Objekt- und Geometrie-Eigenschaften auf andere Objekte. Die Software enthält auch Funktionen für Stücklisten und Positionsnummern, besitzt individuell anpassbare Zeichnungsrahmen und Schriftfelder und unterstützt den Anwender sogar bei der Übersetzung des Textes einer Zeichnung in andere Sprachen ¿ wichtig für Unternehmen, die Zeichnungen ins Ausland liefern. Hilfreich für Maschinenbau-Konstruktionen sind auch die mitgelieferten Oberflächensymbole, Form- und Lagetoleranzen oder Schweißsymbole, die die Zeichnungserstellung wesentlich vereinfachen. Ein Wellengenerator erleichtert das Erstellen von Wellen mit Details wie Zentrierbohrungen, Fasen oder Freistichen. Praktisch: Die dazugehörigen Seiten- und Vorderansichten werden automatisch erzeugt.

Aufbruch in die dritte Dimension

Das Konstruieren in 3D setzt sich immer mehr durch. Zwar propagieren die Anbieter dies schon seit Jahren, doch der Markt reagierte eher zurückhaltend. Ausschlaggebend waren die Preise der Highend-Systeme beziehungsweise unzureichende Hard- und Software im PC-Bereich. Doch diese Hürde scheint Autodesk im PC-Bereich genommen zu haben. Die 2D/3D-Software Mechanical Desktop bietet in der Version 4 mehr Neuerungen denn je, denn zum einen flossen alle Verbesserungen von Autocad 2000 mit ein. Zum anderen ist in der neuen Version alles enthalten, was bisher Bestandteil von Genius 14 oder Genius Desktop war, auch die 3D-Normteile oder das ¿Tolerant Modeling¿. Daraus ergibt sich ein mächtiges CAD-Paket zu einem vertretbaren Preis.

Die wichtigsten Neuerungen: Seit Autocad 2000 kann man in einer Sitzung mehrere Zeichnungen gleichzeitig bearbeiten (Multiple Design Environment) und externe Referenzen auf Knopfdruck aktivieren. Die Möglichkeit, mehrere Dateien gleichzeitig zu öffnen bietet in der Praxis viele Vorteile. Jetzt kann der Konstrukteur beispielsweise sehr leicht Teile von Zeichnungen, Einzelteile oder Baugruppen von einer Datei in die andere ¿ziehen¿. Die Wiederverwendung von Konstruktionen wird hiermit sehr stark vereinfacht. Das Konstruieren direkt im Kontext des Zusammenbaus ist möglich.
Auch ein wichtiger Kritikpunkt der Anwender scheint behoben, denn die 3D-Modellierung soll nun wesentlich einfacher und schneller ablaufen. Zeitraubende Arbeiten werden vereinfacht, indem beispielsweise eine Serie von Taschen oder Bohrungen nun mit einem einzigen Befehl in ein Bauteil eingebracht werden. Was jetzt mit einem einzigen Mausklick erledigt werden kann, erforderte früher mehrere Einzelschritte. Wie auch die Definition von Symmetrie in einer Skizze: Bisher ein recht aufwendiges Unterfangen, jetzt wurde sie wesentlich vereinfacht. Oder die Möglichkeit, einen Flächenverbund zum Schneiden mit Volumendaten zu benutzten. Damit sind komplexere Volumenkörper schneller modellierbar.

Auf den Kern kommt¿s an

Die Fähigkeit eines Programms zur Volumenmodellierung steht und fällt mit dem 3D-Modellierkern. Autodesk setzt bei seinen Anwendungen auf ACIS von Spatial Technology, der auch bei vielen anderen CAD-Anbietern zum Einsatz kommt. Vorteile für den Anbieter sind ein ausgereiftes Produkt und besserer Import/Export von Zeichnungen und Modellen zwischen CAD-Systemen, die auf ACIS basieren.

Die neue Version 5.1 ermöglicht eine stabilere Modellierung bei Verrundungen und bei der Berechnung von Wandstärken. Sogar komplexe Topologieänderungen, die bislang Probleme bereiteten, sollen nun ausführbar sein. Auch bei der Zeichnungsableitung verspricht Autodesk mehr Tempo. Daneben gibt es zahlreiche Verbesserungen beim Blending, Lofting und Sweeping, also bei der Konstruktion von komplexer Geometrie.

In die richtige Form gebracht

Ein weiterer Einsatzbereich für Mechanical Desktop ist der Werkzeug- und Formenbau. Interessant ist für diese Bereiche das Bearbeiten von Freiformflächen, den nun ist es möglich, aus einzelnen getrimmten Flächen einen Flächenverbund zu erstellen. Dieser kann beispielsweise für einen ¿SurfCut¿ weiterverwendet werden, also das Verschneiden mit einem Volumenmodell. Der Vorteil liegt auf der Hand: Wesentlich bessere Integration von Flächen- und Volumenmodellierung.

Interessant ist sicherlich für viele Anwender auch die Möglichkeit des Imports und des weiteren Bearbeitens von Flächenmodellen aus Fremdsystemen sowie die Korrektur von Daten mit geringerer Genauigkeit (etwa bei nicht tangentialen Flächenkanten).
Eine neue Funktion brachte ACIS 5 mit: das ¿Tolerant Modeling¿. Dadurch lassen sich Überschneidungen und Lücken zwischen den Flächen automatisch schließen. Auf diesem Weg können aus Flächendaten Volumenmodelle erzeugt werden. Eine noch bessere Integration von Flächen- und Volumenmodellierung soll dies ermöglichen.

Nützliches für den Alltag

Daneben gibt es viele Kleinigkeiten, die die tägliche Arbeit stark vereinfachen: So fügt beispielsweise ein cleverer Assistent bei Bohrungen die Symmetrielinien automatisch in die assoziative Zeichnungsableitung ein. Geht¿s um ganze Baugruppen, werden beim Modifizieren der Einzelteile die Zusammenbauten von magischer Hand aktualisiert. Ebenso bei der assoziativen Zeichnungserstellung und Dokumentation: Überall helfen unsichtbare Heinzelmännchen und automatisieren das Erstellen von Werkstattzeichnungen und assoziativen Stücklisten oder das Hinzufügen von Mittellinien.

Und wem das alles noch nicht reicht, dem steht jetzt mit Visual Basic for Applications (VBA) eine leistungsfähige Programmierschnittstelle ¿für die schnelle Programmierung¿ zur Verfügung.

Ein Herz für Handwerker

Bei so vielen neuen Funktionen fragt sich der geplagte Konstrukteur, ob seine Arbeit einfacher wird oder er womöglich schon wieder neue Schulungen besuchen und Handbücher wälzen muss. Vor Weiterbildung ist sicherlich keiner gefeit, über das Programm-Handling haben sich die Entwickler allerdings viele Gedanken gemacht. Das Ergebnis ist unter anderem die Entdeckung der rechten Maustaste und der Aufruf kontextsensitiver Menüs. Abhängig von der Konstruktionssituation erscheint ein Menü, welches die wichtigsten Kommandos zur momentanen Situation enthält. Diese Menüboxen befinden sich direkt am Cursor und enthalten die am meisten benutzten Kommandos. Das Arbeiten mit der Software geht damit leichter und schneller von der Hand.

Einstieg oder Umstieg

Für wen lohnt der Umstieg auf Mechanical Desktop und wer sollte sich überlegen, ein Update der neuen Version zu kaufen? Einfach zu beantworten ist die zweite Frage, denn Anwender, die bereits zur Autodesk-Kundschaft gehören, kennen das Produkt und auch dessen Schwächen. Sie sollten vergleichen, welche neuen Funktionen ihre Arbeit erleichtern können und welche Probleme älterer Versionen behoben wurden. Ein Gespräche mit den Vertriebsleuten des Anbieters ist dazu sicherlich hilfreich.

Schwieriger ist die Frage des Umstiegs zu beantworten, denn hier ist wichtig, ob beispielsweise der Einstieg in die 3D-Konstruktion schon vollzogen ist, ob weiterhin in 2D gearbeitet werden soll und wie es um die Durchgängigkeit des bisherigen CAD/CAM-Systems bestellt ist. Gute Argumente für den Umstieg hat Autodesk allemal zu bieten, denn das gute Zusammenspiel von 2D- und 3D-Komponenten ist ein großer Vorteil. Die Durchgängigkeit der Prozeßkette in der mechanischen Produktentwicklung ist durch die Vielzahl von Komponenten der MAI-Partner (Mechanical Application Initiative) gewährleistet. Dies reicht vom Entwurf über Berechnung und Zeichnungserstellung bis zur Produktion und Dokumentation. Alle Produkte wurden speziell für den Einsatz mit Autodesk-Software entwickelt. Ein nicht zu unterschätzendes Kriterium ist die Investitionssicherheit, denn ein CAD/CAM-System ist eine teure Angelegenheit. Experten erwarten, dass viele kleine Anbieter die nächsten Jahre nicht überleben werden, weil sie zu wenige Systeme verkaufen und die Entwicklungskosten nicht finanzieren können. Bei einer so großen Anzahl von Kunden wie bei Autodesk ist aber sichergestellt, dass ausreichende Mittel vorhanden sind, um die Entwicklung kontinuierlich weiterzuführen.
Außerdem ist Autocad der De-facto-Standard im Maschinenbau im 2D-Bereich. Wenn man Zeichnungen zwischen Herstellern und Zulieferern austauscht, stößt man in der Mehrzahl der Fälle auf das DWG-Format von Autodesk. Und auch wenn man externe Konstruktions-Kapazitäten sucht oder neue Mitarbeiter einstellen will ¿ Autocad-Know-how gibt es nahezu überall. Gerade in den letzten zwei Jahren war Personalmangel ein Hemmschuh für die Expansionspläne vieler Unternehmen. Alles in allem scheint die Summe dieser Argumente schon viele Firmen überzeugt zu haben, was auch die Lizenzzahlen von Autodesk bestätigen.

Stefan Graf / Januar 2000

Links: http://www.autodesk.de, http://www.cadfem.de, http://www.workingmodel.com, http://www.adams.com, http://www.moldflow.com, http://www.spi.de, http://www.openmind.de, http://www.ncmicro.com, http://www.pathtrace.com