Ha összehasonlítjuk néhány régebbi használati tárgyunkat a mai megfelelőjével, azonnal szembetűnnek a formában, bonyolultságban végbement változások. A 3D-s tervezőrendszerek megjelenésének köszönhetően a formatervezők fantáziája „elszabadulhatott”, hiszen a CAM-technológiák fejlődésével tulajdonképpen bármilyen forma megmunkálhatóvá vált adott technológiai és pénzügyi korlátokon belül. A gyors prototípus-gyártási eljárások hihetetlen fejlődése tulajdonképpen mára odáig jutott, hogy akár órákon belül előállítható egy funkcionális darab a termék tesztelésére. Így a kifejlesztendő termék összeszerelhető, kipróbálható és adott esetben módosítható még a sorozatszerszámok gyártása előtt. Napjainkban nem az a kérdés, hogy mit kell legyártani, hanem az, milyen gyorsan tudjuk elkészíteni az adott terméket. A kiélezett versenyben akkor érhető el bizonyossággal előkelő helyezés, ha a lehető legtöbb design-elképzelésből választhatjuk ki a legmegfelelőbbet, a termékeket virtuális elemzések (3D-s vizsgálatok, végeselemes analízis stb.) és gyors prototípusokon végzett tesztek alapján validálják a gyártási költségek csökkentése érdekében, minél több feladatot tudunk párhuzamosan kezelni a piacra kerülési idő csökkentésére, a módosításokat pedig a lehető leghatékonyabban kezeljük. E kihívások megoldásában támogatják a terméktervezőket a CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application) tervezőrendszer dedikált eszközei.
Napjainkban egy termék eladhatóságát rendkívüli mértékben befolyásolja a formai megjelenés, a design. Egyre fontosabbá vált a lehető legtöbb formai elképzelés minél rövidebb idő alatti előállítása és vizsgálata. A formatervezők sok esetben szinte kizárólag a formával foglalkoznak, a megvalósítás kérdésében a terméktervezők kreativitása is érvényesül. Problémaként jelentkezik, hogy a ma használatos formatervezői szoftverek és 3D-s tervezőrendszerek közötti átjárhatóság nem tökéletes. Az eltérő rendszerekben történő fejlesztés magával hozza, hogy a terméktervezési folyamat során minden egyes formai változás után számolni kell az adatkonverzióból adódó veszteségekkel, ami arányosan nő az iterációs lépések számával. A veszteség csökkenthető, ha még a terméktervezés megkezdése előtt fizikai prototípusokon tesztelt formát hagynak jóvá. A használatos formatervező szoftvermegoldások által generált látványfelületek minősége azonban több esetben nem teszi lehetővé a fizikai megvalósítást, valamint a formatervek módosítása nem vagy csak korlátozottan lehetséges, ezért a formaterveket újra kell készíteni.
felismerések alapján fejlesztették ki. A modul lehetővé teszi a formatervezőknek, hogy a formára koncentráljanak. A használat nem igényel 3D-s tervezői előképzettséget, mert az úgynevezett gyurmázási technika alapjaira épül, amely szerint a formatervező egy egyszerű alakzat alakításával, fogópontokon keresztüli virtuális gyúrásával alakítja ki a kívánt formát. Emiatt nincs szükség vázlatok készítésére sem a forma kialakításához. A főbb parancsok fél nap alatt elsajátíthatók. A többi gyakorlás és kreativitás kérdése.
A modullal elkészített felületek konverzió nélkül használhatók a program további moduljaiban, valamint asszociatívak, a formaváltozásból adódó konverziós veszteségekkel nem kell számolni. Így a terméktervezés történhet párhuzamosan a formatervezés bizonyos fázisától kezdve. Az egyes, például a szerszámozás miatti változtatások minimális időveszteségekkel végigvihetők a már elkészült terveken. Az előállított felületek minősége lehetővé teszi a felhasználást közvetlen prototípusok készítésére, illetve CNC megmunkálásra. A formatervezőknek a megoldás abban az esetben is előnyökkel szolgál (például módosítás esetén nem kell újraépíteni a modellt), ha a terméktervezés a későbbiekben más rendszerben történik.
A szokásos terméktervezési forgatókönyv szerint a tervező kap egy design-felületet, amelyet meg kell tölteni tartalommal, a funkciók és a gyárthatóság szempontjai szerint. A forma a terméktervezés során több esetben is valamilyen mértékben változik. A modell létrehozásakor az első akadályok általában az importált felületekkel történő munka során jelentkeznek. További időrabló tevékenység a gyártáshelyes kialakítás, a formaferdeségek és lekerekítések létrehozása. Az építőelemek összessége aztán a modellfában könnyen egy átláthatatlan rendszert képezhet, és így módosítás esetén időnként egyszerűbb az újramodellezés. A 3D-s modellt el kell készíteni, ez nem kérdés, de mi is a terméktervező feladata? A fejlesztő tervezési idejének nagy részét a formaferdeségek és lekerekítések létrehozásával töltse, vagy kreativitásával olyan megoldásokat fejlesszen ki, amelyekkel a követelmények maximálisan teljesíthetők alacsony szerszámozási költségek mellett, és a modellezés mintegy másodlagos feladattá váljon?
A Funktional Molded Part (FMP) modul az utóbbi terméktervezői felfogás megvalósításában kínál új, a tervezési időt drasztikusan csökkentő lehetőségeket. A modul az utóbbi évek fejlesztésének eredménye, és a nevéből adódóan a funkcionális modellezést támogatja fröccsöntött és öntött alkatrészek esetében. A formafelületből kiindulva rögtön egy héjszerű alkatrész kerül kialakításra, és a megadott általános falvastagság minden további építőelem jellemzője lesz. Az általános érték, szükség esetén építőelemenként, tetszőlegesen változtatható. Hagyományos módszerekkel egy egyszerű borda felépítése során minimum 6-8 építőelemmel bővül a modellfa (létre kell hozni a borda testmodelljét; a létrehozott testet túl kell futtatni a kontúron, és vágófelületekkel méretre kell igazítani; ezután a formaferdeségeket kell létrehozni, majd a lekerekítéseket). Bonyolultabb esetben az építőelemek száma többszöröse lehet az említett értékeknek, nem beszélve a sorrendiségről és a függőségekről.
A funkcionális modellezés során – a borda példájánál maradva – mindössze egy építőelemet hozunk létre, és ebben az egy építőelemben definiáljuk a szükséges paramétereket, még a formaferdeségeket és a lekerekítéseket is. Az eredmény a gyors modellezési lehetőségen túl átlátható modellstruktúrát eredményez. Azáltal, hogy az építőelemekre vonatkozó összes alaksajátosság definiálása egy helyen történik, a módosítások is egyszerűsödnek.
Ha a formafelület az IMA vagy más CATIA modulból származik, a felületmódosítások kis időráfordítással kezelhetők, újramodellezés nélkül. Ugyanígy igaz ez az importált felületek többsége esetén is, mert a funkcionális modellezési stratégia a felülethez – formától függetlenül – mint funkcionális elemhez kapcsolódik, és nem a geometriához.
Testet öltött tervek
A fejlesztési költségek nagymértékben csökkenthetők a fizikai prototípusok számának csökkentésével. A gyors prototípus-technológiák (például Objet) fontossága abban rejlik, hogy közvetlenül a 3D-s modellekből a valósághoz hű, funkcionálisan tesztelhető termékek gyárthatók rendkívül rövid idő alatt. A tervezők így még a sorozatszerszám gyártása előtt ellenőrizhetik terveiket, és szükség esetén korrigálhatnak.
A 3D-s modellekből az NC modul használatával elkészíthetők a megmunkáláshoz szükséges CNC programok. Az egy rendszerben történő folyamatkezelés előnyei ebben az esetben is megmutatkoznak. Az asszociativitásnak köszönhetően számos kisebb-nagyobb modellmódosítás kezelhető akár újramodellezés nélkül is.
A gyors piacra kerülés és a költségek minimális szinten tartása jelenti a siker kulcsát. Ehhez elengedhetetlen a folyamatok párhuzamos megvalósítása. Például a formatervek alapján, a 3D-s modellekből kiindulva látványtervek készíthetők, és még a tervezés fázisában elkezdődhet a marketingtevékenység, az előrendelések felvétele. Ugyanakkor jelentős fejlesztési idő takarítható meg, ha a formatervezés közben elindulhat a terméktervezés, illetve a terméktervezés végső fázisában elkezdődhet a sorozatszerszámok tervezése.
A CATIA dedikált terméktervezési megoldásai, újonnan kifejlesztett moduljai ebben támogatják a felhasználókat. A legnagyobb hatékonyság akkor érhető el, ha a terméktervezési folyamatokat teljes egészében a szoftvermegoldással kezelik. A megoldáscsomagok (IMA, FMP stb.) egyedi használata azonban – az igényekre épülő modellezési stratégiának köszönhetően – külön-külön is jelentős tervezésiidő-megtakarítást jelenthet.
Nadj István
