Featurebasierte Modellierung

Ziel
Ein wichtiger ständiger Bestandteil der Produktentwicklung von Hardware ist die Modellierung mit unterschiedlichen rechnerunterstützten Systemen. Die featurebasierte Modellierung bietet durch ihre Bausteinelemente die Möglichkeit mit verschiedenen Systemen an einem Modell zu arbeiten.

Voraussetzungen
Kernpunkt dieser Art der Modellierung sind sogenannte „Features“ - komplexe CAD-Elemente (z.B. Bohrungen), die Informationen über Geometrie und Technologie oder funktionale Eigenschaften zur Beschreibung realer Objekte enthalten. Für eine effiziente Arbeit sollten diese Informationen weitestgehend schon vor der Modellierung konzipiert werden (z.B. Skizzen zur Geometrie und Maße von Schnittstellen der Einzelteile).

Erklärung
Die heutigen kurzen Entwicklungszeiten fordern effiziente Arbeitsschritte in der Modellierung. Besonders bei häufig vorkommenden und sich ähnelnden Elementen wie Bohrungen sind quasi standardisierte Prozesse zeitsparend. So brauchen beispielsweise je nach Art eines Bohrungsfeatures nur Durchmesser, Bohrungstiefe und Position der Bohrung angegeben werden. Weiterhin hat es den Vorteil, dass frühzeitig Ergebnisse mit Stakeholdern der Entwicklung besprochen und mögliche Änderungswünsche schnell umgesetzt werden können. Anders als die parametrisierte Modellierung können hierbei zusätzlich zu geometrischen Elementen auch semantische Informationen wie beispielsweise die Gewindeart einer Bohrung einbezogen werden.

Vorgehen
Gängige CAD-Systeme für Ingenieure nutzen bereits standardmäßig die Feature-Technologie. Üblicherweise beziehen diese sich auf bestimmte Formelemente, die modelliert werden sollen. So werden in einer Abfolge von definierten Schritten zuerst Ebenen und Bezugsachsen bestimmt, in der Regel 2D-Skizzen erstellt und erforderliche Parameterwerte gesetzt. Je nach Formelement werden unterschiedliche semantische Informationen abgefragt. Manche CAD-Programme bieten auch ein Werkzeug zur Erstellung anwendungsspezifischer Features an, die nicht in den Standardbibliotheken enthalten sind.

Grenzen und Alternativen
Der Begriff „Feature“ wird in der CAD-Welt sehr häufig verwendet. So werden in vielen CAD-Programmen mit dem Begriff auch die Erstellung reiner Formelemente gemeint.
Mit einem Feature werden anhand weniger Parameter automatisch geometrische Beziehungen gesetzt, die für ein bestimmtes Formelement nötig sind. Nach der Erstellung sind diese immer noch gültig, somit ist das erstellte Element als Einheit zu betrachten, wobei nur die angegebenen Parameter oder das Element als Ganzes anpassbar sind.

Literatur
Vajna S., Weber C., Zeman K., Hehenberger P., Gerhard D., Wartzack S. (2018) CAD-Modellierung und Anwendungen. In: CAx für Ingenieure. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg
Roubanov D. (2014) Mechanikkonstruktion (M-CAD). In: Eigner M., Roubanov D., Zafirov R. (eds) Modellbasierte virtuelle Produktentwicklung. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg

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