PRODUKTUTVECKLING 3. CAD & 3D-ritning. Erik Almers

Transkript

1 PRODUKTUTVECKLING 3 CAD & 3D-ritning PM Erik Almers Detta fördjupningsarbete handlar om hur man kan använda sig utav 3d-modelering i en produktutvecklingsprocess. Betonar även vikten av 3d-modeleringen i prototyp- och produkttillverkning

2 Innehållsförteckning Inledning... 3 Syfte och mål... 3 Problemformulering... 3 Projektavgränsning... 3 CAD... 4 Modellering... 4 Ritningar... 4 Simulering... 4 Tillverkning... 5 Fräsning d-skrivare... 5 Program... 6 Solidworks... 6 Inventor

3 Inledning Jag har i kursen produktutveckling 3 på Mälardalens Högskola medverkat i en produktutvecklingsprocess där vi utvecklade en redan befintlig produkt åt företaget Nike i Eskilstuna. I vårt projekt märkte vi fort att CAD och 3d-modelering skulle bli en stor del utav vårt arbete. Jag satt som CAD ansvarig i vår grupp, där av valet att fördjupa sig i området. Syfte och mål Syftet med detta PM är att få ökad kunskap inom CAD och 3d-modelering. Målet är att; Få ökad kunskap inom CAD och 3d-modelering i stort. Få ökad kunskap om hur man kan använda sig utav CAD och 3d-modelering. Genomföra en kortare guide på hur man kan använda sig utav CAD och 3d-modelering. Lära mig vilket program som helst bör användas till just den produkten. Problemformulering Följande problemformuleringar ska besvaras för att syftet och målet ska uppfyllas; Vad kan man göra för att utveckla sin kunskap inom CAD och 3d-modelering? Hur kan man variera sin arbetsstil? Vilket program använder man till vilka produkter? Projektavgränsning CAD och 3d värden växer varje dag, de vill säga att de lanseras nya program och användningsområden varje dag. Detta gör att de är väldigt svårt att omfatta all information, jag har valt att avgränsa mig till de program och användningsområden som vi använder på Mälardalens Högskola. 3

4 CAD CAD betyder Computer-aided design och är ett datoriserat ritningsprogram, där man kan modellera allt mellan himmel och jord. När man jobbar med CAD så jobbar man oftast bara från en skiss eller en idé som man vill få fram till en fysisk modell. När man jobbar med produktutveckling så är CAD ett mycket användbart verktyg, det går mycket fortare att få fram en modell i ett CADprogram än att göra en modell i en verkstad. Detta gör att man kan göra ändringar och anpassningar lättare och tidigare i en utvecklingsprocess. Man kan även välja vilket material som delen ska bestå av, utföra beräkningar och simuleringar på modeller föra att se hur den påverkas utav krafter, vind, vatten och tid. Modellering När man modellerar och jobbar med CAD så är det viktigt att man inte låser sig. De finns tusen sätt att göra samma modell, finns alltid en väg runt ett problem. Det är bara fantasin och datorn som sätter gränserna. När man modellerar så utgår man i de flesta fall ifrån en 2d ritning, en helt platt tvådimensionell ritning som man sedan sätter en tjocklek på. Steget efter sätter man in dem radier, hål, svängar och böjar man vill ha. Varje jobb man gör är en ny utmaning, det är inte ofta som man kan använda samma strategi varje gång man gör en produkt. Det finns vissa CAD-program där man utgår ifrån en tredimensionell kloss och skär ut de delar man inte ska ha kvar för att få fram den önska den produkten. 2-D Ritningar När en modell är klar vill man ofta få ut den på pappersform för att få en översikt på vad tillexempel en maskin ska göra med just den delen. Detta går fort och är ofta integrerat i de program man jobbat i från början, de finns så klart program som man kan använda för att bara göra ritningar på de CADer man gjort tidigare. Simulering Om man tillverkar en produkt och undrar om den håller för de som den ska utsättas för så kan man köra en simulering i CAD-programmet. Dessa hållfastighetsberäkningar kommer aldrig stämma överens med verkligheten till etthundra procent, men de kan ge en hyfsad uppskattning av resultatet. 4

5 Tillverkning När man väl har gjort klart sin modell och vill ta fram en fysisk modell så har jag valt att skriva lite om två sätt. De första är fräsning där man fräser ut modellen ur ett plast block med hjälp utav en robot med ett borrhuvud. Det andra alternativet som jag valt att skriva om är en så kallad 3d-skrivare, detta är en robot med ett munstycke som placerar en smältmassa av plast i lager efter lager för att få den klara modellen. Fräsning När man fräser kan man använda ett så kallat planbord eller en roteringsaxel. När man använder ett plan bord så kan man bara göra fräsningen från en riktning, detta är effektivast om man gör små plana modeller. Om man ska göra en modell som behövs fräsas från två riktningar så använder man en roteringsaxel som roterar biten antingen undertiden som fräsen jobbar eller i två delar, då den först gör klart ena sidan och vänder efter det till den andra. 3d-skrivare Om man vill skapa en modell som är ihålig så kan man göra de antingen i fräsningen eller i en 3dskrivare, nackdelen med att göra det i en fräs är att man då få dela modellen i två och fräsa delarna för sig. Detta kan vara lika effektivt som en 3d-skrivare men man riskerar att få en skarv och att delarna inte passar ihop. Fördelen med en 3d-skrivare är att den lägger på lager för lager så att den kan göra modeller med hålrum eller utstickande detaljer osv. nackdelen med en 3d-skrivare är att det är relativt dyrt med den plast som man använder och att variationen är ganska stor. 5

6 Program När man arbetar men CAD så finns de över etthundra program att välja på, jag kan inte säga vilket som är bäst för att det beror på personen som ska arbeta. Jag har valt att skriva om de två som används mest och som jag har jobbat med mest. Solidworks och Autodesk Inventor är mycket lika varandra och fungerar på nästan exakt samma sätt. Solidworks Jag kan tycka att Solidworks är ett användarvänligt och enkelt program, där all funktioner och knappar är förenklade och förtydligande. Detta är ett bra första program om man som nybörjare har lite svårt att veta hur man ska göra. Autodesk Inventor Autodesk Inventor är ett program mer för dem som har jobbat med CAD en länge tid, även ifall Inventor förenklar för varje år som går. Detta program är mer för ren mekanik och hållfastighet. Dem har ett noggrannare simuleringsprogram och bättre motionstudies. Men samtidigt behöver man jobba mycket med det för att man ska kunna ta nytta utav det. 6