Einführung

Sketch Driven Pattern ist ein Modellierungswerkzeug, mit dem Geometrie in unregelmäßigen Layouts.

Im Gegensatz zu rechteckigen oder kreisförmigen Mustern basiert diese Methode nicht auf Abständen oder Winkeln. Stattdessen wird die Position jedes einzelnen Elements durch in einer Skizze definierte Punkte.

In Autodesk Inventor kann der Befehl dupliziert werden:

• Merkmale
• Festkörper
• Oberflächenkörper

Position und Ausrichtung der Kopien werden durch zwei Haupteingänge gesteuert:

Mittelpunkte skizzieren (2D oder 3D).
Diese definieren, wo jede neue Instanz platziert wird.

Flächen oder Oberflächen:
Diese können die Ausrichtung der duplizierten Geometrie steuern.

verwendet werden der Teilemodellierung, sondern auch als Referenzgeometrie in Baugruppen, um assoziative Komponentenmuster zu erstellen, ähnlich wie rechteckige oder kreisförmige Muster.

Workflow

kopieren möchten Features oder Volumenkörper.

Musterungsmerkmale

Typische Schritte sind:

1. Starten Sie den Befehl:
   3D-Modell → Muster → Skizzengesteuert
2. Betriebsmodus auswählen: Funktionen
3. Wählen Sie die zu duplizierenden Merkmale aus.
4. Wählen Sie die Skizze aus, die die Punkte enthält, welche die Instanzpositionen definieren.
5. Definiere den Basispunkt des Musters.
6. (Optional) Aktivieren Sie die variable Ausrichtung und wählen Sie Flächen oder Oberflächen aus, um die Ausrichtung zu steuern.
7. (Optional) Wählen Sie die für die Operation verwendeten Körper aus.
8. (Optional) Ändern Sie die Geometrieerstellungsmethode.
9. Bestätigen Sie den Vorgang mit OK oder Anwenden.

Körpermuster

Der Arbeitsablauf ist ähnlich:

1. Starten Sie den Befehl:
   3D-Modell → Muster → Skizzengesteuert
2. Betriebsmodus auswählen: Feststoffe
3. Wählen Sie die zu duplizierenden Volumenkörper aus.
4. Wählen Sie alle Arbeitselemente aus, die ebenfalls dupliziert werden sollen.
5. Wählen Sie die Skizze aus, die die Instanzpunkte definiert.
6. Definiere den Basispunkt.
7. Wählen Sie den Kopiermodus für die Volumenkörper
   (Verbinden oder Neuer Volumenkörper).
8. (Optional) Variable Ausrichtung und Flächen oder Oberflächen auswählen.
9. (Optional) Geometrieerstellungsmethode anpassen.
10. Bestätigen Sie den Vorgang.

Wichtige Dinge, auf die Sie achten sollten

Risiko doppelter Geometrie

Wenn sich ein Skizzenmittelpunkt genau an der Position der Basisgeometrie befindet, kann Inventor eine zweite Instanz an derselben Stelle erstellen.

Diese Duplizierung ist im Modell möglicherweise nicht sichtbar, kann aber später Probleme verursachen mit:

• Stückliste (BOM)
• Assoziative Montagemuster
• Komponenten des Inhaltszentrums

Um dieses Problem zu vermeiden, wandeln Sie den Mittelpunkt in einen regulären Skizzenpunkt (Punkt).

Richtige Positionierung

Inventor erkennt automatisch den Bezugspunkt eines Objekts an seinem geometrischen Mittelpunkt.

Wird kein Basispunkt manuell definiert, können Instanzen falsch platziert werden oder die Geometrie kann anders aussehen als erwartet.

Für verlässliche Ergebnisse sollte immer ein klarer Ausgangspunkt.

Orientierung steuern

Standardmäßig behalten alle Instanzen die gleiche Ausrichtung wie die ursprüngliche Geometrie bei.

Die Ausrichtung kann jedoch auch mithilfe von Flächen oder Oberflächen.

Der Erfinder vergleicht:

• die Richtung der der Instanz zugewiesenen Fläche
• die Richtung der Fläche, die der Basisgeometrie zugeordnet ist

Auf Basis dieses Vergleichs berechnet Inventor eine Transformation und dreht die Instanz relativ zur ursprünglichen Geometrie.

Dadurch ist es möglich, Muster zu erstellen, die gekrümmten oder winkligen Geometrien.

Bei dieser Methode ist es wichtig, auch die Basisreferenzfläche, damit Inventor die Transformation korrekt berechnen kann.

Basispunktoptionen

Der Basispunkt darf kein Skizzenmittelpunkt sein.

Mögliche Basispunktreferenzen sind:

• Skizzenpunkt (einfacher Punkt)
• Arbeitsplatz
• Scheitelpunkt der bestehenden Geometrie
• Charakteristischer Geometriepunkt (Griff)

Eine Fahrskizze

Alle Instanzpositionen werden durch eine Skizze gesteuert, die Skizzenmittelpunkte enthält.

Zwei Herangehensweisen sind möglich.

2D-Skizze

Wird verwendet, wenn alle Instanzen auf einer einzigen Ebene angeordnet sind.

3D-Skizze

Wird verwendet, wenn Instanzen in verschiedenen Ebenen oder im Raum angeordnet sein müssen.

Eine 3D-Skizze kann auf verschiedene Arten erstellt werden:

• Unabhängige 3D-Geometrie
• Geometrie aus mehreren 2D-Skizzen
• Eine Mischung beider Methoden

Assoziative Muster für Komponenten

Sketch Driven Pattern kann auch bei der Automatisierung der Baugruppenmodellierung.

Geometrien, die in einer Teildatei mithilfe dieses Musters erstellt wurden, können in einer Baugruppe als Referenzgeometrie , um assoziative Komponentenmuster zu erstellen.

Mögliche Referenzen sind:

• Festkörper oder Merkmale
• Oberflächenkörper
• Arbeitspunkte

Diese Methode beschleunigt das Einfügen von Komponenten und gewährleistet, dass die Baugruppe vollständig assoziativ.

Mehrkörpermodellierung und abgeleitete Teile

Assoziative Montagemuster können auch mithilfe abgeleiteter Teile.

Wenn eine abgeleitete Komponente aus einem Mehrkörperteil, kann Inventor Folgendes einbeziehen:

• Festkörper
• Skizzen
• Oberflächenkörper
• Arbeitsbereiche

Dadurch kann das skizzengesteuerte Muster im abgeleiteten Teil unter Verwendung derselben Steuerungsskizzen oder Referenzpunkte nachgebildet werden.

Jede Änderung am ursprünglichen Mehrkörperteil aktualisiert automatisch das abgeleitete Teil und die Baugruppe.

Ein anderer Arbeitsablauf besteht darin, das skizzengesteuerte Muster direkt im Mehrkörperteil zu erstellen, dieses Teil in die Baugruppe einzufügen und es als Referenzkomponente.

Dieser Ansatz erhält die Geometrie und die Beziehungen für die Positionierung aufrecht, während das Teil von Folgendem ausgeschlossen wird:

• Stücklistenberechnungen
• Gewichtsberechnungen

Praktische Ratschläge

Um Probleme bei der Verwendung von Sketch Driven Pattern zu vermeiden:

• Definiere immer einen Basispunkt.
• Konvertiere den Mittelpunkt der Skizze in einen Skizzenpunkt , falls dieser mit der Basisgeometrie übereinstimmt.
• Wenn Sie Flächen zur Steuerung der Ausrichtung verwenden, wählen Sie auch die Basisfläche.
• Platzieren Sie alle Instanzkontrollpunkte in einer Skizze (2D oder 3D).
• Wenn das Modell nach dem Ändern von Referenzen nicht aktualisiert wird, führen Sie
  Verwalten → Aktualisieren → Alles neu erstellen aus.
• Alle Eingabegeometrien müssen vollständig definiert und sauber sein.

Anwendungsbeispiele

Geschweißter Zaun

Charles entwirft kleine Stahlkonstruktionen. Ein Kunde bat vor der Produktion um eine Visualisierung eines Zauns. Da die dekorativen Elemente unregelmäßige Abstände zwischen den Pfosten erforderten, half Sketch Driven Pattern dabei, die Elemente schnell zu verteilen und den Entwurfsvorschlag zu erstellen.

3D-gedrucktes Zubehör

Peter stellt Zubehör für Brettspiele im 3D-Druckverfahren her. Ein bestimmtes Spiel verwendete modulare Spielbrettsegmente, die wie Puzzleteile zusammengefügt wurden. Um das Spielbrett zu stabilisieren, entwarf er Verbindungsstücke und Verriegelungsmechanismen. Mithilfe von Sketch Driven Pattern konnte er diese Elemente an verschiedenen Positionen und Winkeln auf dem gesamten Spielbrett duplizieren.

Industrieanlage

Lucas entwirft Industrieanlagen, in denen zahlreiche Komponenten – Steckverbinder, Übergänge und Griffe – an mehreren Stellen vorkommen. Mithilfe von Sketch Driven Pattern kann er die Platzierung automatisieren und gleichzeitig das Design vollständig parametrisch und einfacher aktualisierbar gestalten.

CNC-gefrästes Teil

Michael fertigt komplexe CNC-Teile. Für eine kundenspezifische Siebkonstruktion musste er mehrere Löcher auf einer gekrümmten Oberfläche verteilen. Mithilfe von Sketch Driven Pattern konnte er die Konstruktion parametrisieren und die Erstellung des Bearbeitungsprogramms vereinfachen.

Zusammenfassung

Sketch Driven Pattern ist ein leistungsstarkes Modellierungswerkzeug in Autodesk Inventor, mit dem sich Layouts erstellen lassen, die mit Standard-Musterbefehlen schwierig oder unmöglich sind.

Es ermöglicht Ingenieuren die Kontrolle über beides:

• Position von Instanzen mithilfe von Skizzenmittelpunkten
  
• Orientierung mithilfe von Oberflächen

Die Funktion ist seit Inventor 2017, und Verbesserungen in Inventor 2016 haben ihre Zuverlässigkeit und geometrische Genauigkeit erhöht.

Bei korrekter Anwendung kann Sketch Driven Pattern die Modellierung komplexer Teile und Baugruppen erheblich beschleunigen und gleichzeitig die Konstruktion vollständig parametrisch halten.

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Kacper Suchomski

Autodesk Expert Elite | CAD/CAM-Berater bei Mech-Design Kacper Suchomski

Kacper Suchomski ist Autodesk Expert Elite & Mentor mit über acht Jahren Erfahrung in CAD-Konstruktion und Produktionsimplementierung. Als Gründer von Mech-Design unterstützt er Ingenieure und Hersteller dabei, innovative Ideen in fertigungsgerechte, serienreife Lösungen umzusetzen.

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