Software: CAD - Tutorial

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Konstruktion 3D-CAD

Autor: Dr.-Ing. Alfred Kamusella

CAD - Begriffserläuterung

• CAD steht als Abkürzung umfassend für Computer Aided Design (Rechnerunterstützte Konstruktion). Im engeren Sinne versteht man unter einem CAD-Programm jedoch aktuell eine Software zum Erstellen von 3D-Geometrie-Modellen, welche mindestens zur Erzeugung eines Zeichnungssatzes benutzt werden können.
• Mit CAD-Programmen erstellte 3D-Geometriemodelle werden umgangssprachlich als CAD-Modelle bezeichnet. Diese CAD-Modelle sind die Basis des Produktmodells und sie sind Ausgangspunkt zur Generierung von Simulationsmodellen für unterschiedlichste Modellklassen. Mittels Methoden z.B. der Finiten Elemente, der Mehrkörper-Dynamik oder der Netzwerk-Modellierung können damit unterschiedlichste physikalische Aspekte des Produktes untersucht werden.
• Die mit diesen Simulationsmodellen gewonnenen Erkenntnisse fließen wieder in das CAD-Modell zurück. Dort führen sie zu einer verbesserten geometrischen Gestalt, einer verbesserten Auslegung der Maßtoleranzen und zur Wahl geeigneterer Materialien.
• In diesem Sinne steht CAD-Modellen eine zentrale Stellung in den Optimierungsworkflows der Produkte zu. Diese Stellung können CAD-Modell jedoch nur einnehmen, wenn man gewisse Regeln bei der Modellbildung beachtet. Die in diesem Tutorial vorgestellten Übungskomplexe sollen am Beispiel von Autodesk Inventor dem Einsteiger diese Modellierungssystematik vermitteln. Darauf aufbauend wird das Einfügen von CAD-Programmen in den OptiY-Workflow beschrieben.

Verwendete Software

Dieses CAD-Tutorial bezieht sich auf das Programmsystem Autodesk Inventor Professional™ in der jeweils neuesten Version. Dort, wo der Unterschied in der Bedienoberfläche zwischen den Versionen gering ist, wurde auf eine Anpassung der Scripte an die aktuelle Version verzichtet:

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Intro - CAD für Novizen

• Hinweise zur studentische Übung im Fach "Geräteentwicklung" der TU Dresden
• Download und Installation von Autodesk-Inventor Professional

• Anlegen des benötigten Autodeskaccounts: Autodesk Bildungszugang

• Ein Hauch von virtueller Realität - Eintauchen in das CAD-System
• Distanzstück - die Hörsaal-Übung zum Selbermachen (im Home-Office) → PDF (Stand 08.05.2021)
• BONUS-Aufgabe (1 Zusatzpunkt für die Prüfung!) → PDF - inklusive Vorarbeiten (Stand 04.05.2021)

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Übungskomplexe - CAD-Lehrveranstaltung in der TU-Dresden

1. Bauteil-Konstruktion (Führungsbolzen) → PDF (Stand: 11.10.2021)
2. Baugruppen-Konstruktion (Räderbrücke) → PDF (Stand: 15.10.2020)
3. Parametrische und adaptive Konstruktion (Magnet) → PDF (Stand: 19.10.2020)
4. Bewegungssimulation (Kinematik) → PDF (Stand: 23.10.2020)
5. Optimierung: Nennwerte & Toleranzen (Biegefeder) → PDF (Stand: 23.01.2021)
6. Analyse: Belastungen & Resonanzen (Biegefeder) → PDF (Stand: 19.01.2021)
   • Übung mit Autodesk Fusion 360 → Installation/Lizenzierung in Autodesk Fusion 360 (Schnellstart)

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Die folgenden "historischen" Scripte werden nicht mehr aktualisiert:

• Bewegungssimulation (Uhren-Dynamik) → PDF (Stand: 03.01.2018)
• Belastungsanalyse (Finite Elemente Methode) mit Autodesk Inventor → PDF (Stand: 06.02.2014)
• Formstabilität von Bauteilen (Ventil) → PDF (Stand: 10.11.2014)
• Reverse Engineering (mit Geomagic-Studio)
• Variantenkonstruktion

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Empfohlene Literatur zum Technischen Darstellen:

• Nagel, T.; Lienig, J.; Bönisch, I.; Reifegerste, F.: Technisches Darstellen (Studienliteratur Elektrotechnik, Mechatronik und Regenerative Energiesysteme).
  Dresden: Verlag Initial, März 2016. (Bestellung: post@initial-verlag.de)