Hans van Kimmenade midden

Van 2D tekening naar 3D model, wat houdt dat voor mij als ontwerper in?

Een technische tekeningen omschrijft de eisen die een ontwerper stelt aan het werkstuk. Deze werkstukspecificaties worden nog veelal gecommitteerd middels 2D-tekeningen. Er was tijd nodig voor het maken van de 2D-tekeningen en er moest geprint worden. Ook het afhandelen van een order was veelal handmatig en vaak moeizaam. Bij een wijziging herhalen al deze stappen zich steeds weer. Vaker zijn de specificaties niet correct of niet volledig wat leidt tot onnodige extra inspanning in het maak- en meettraject.  

Incorrecte specificaties kunnen de oorzaak zijn van onnodig afval. Ging het toch goed, dan werden de missers van de mechanisch ontwerper veelal opgevangen door de vakman in het maaktraject en kwamen er mogelijk vragen op in de meetfase omdat slechts geverifieerd kan worden wat ook correct gespecificeerd is. 

De laatste jaren zien we dat men de stap wil maken naar papierloze communicatie. Geheel nieuw is dit niet. In 1989 werden reeds stappen gezet richting Model Based Definition. Met had toen de verwachting dat de overstap naar papierloos in twee jaar gemaakt zou kunnen worden. In 1991 zouden we volledig Model Based moeten zijn.  

Waarom ontwerpers meer aandacht moeten gaan krijgen voor het volledig en correct specificeren van hun werkstukken. 

Model Based Definition (MBD) is een manier om de werkstukspecificatie niet traditioneel op een tekeningen te zetten maar in een 3D-model. MBD kan zaken omvatten als maten, toleranties, geometrische specificaties, oppervlakte behandelingen, referenties en algemene opmerkingen. Worden ook maakinformatie en informatie relevant voor het verifiëren, dan spreekt men van Product Maak Informatie (PMI) 

Met de introductie van PMI MBD is het 3D CAD-model met alle relevante informatie, opgesteld door de mechanisch ontwerper, de enige definitie van het werkstuk waarvan de vervolgstappen CAM en CAI gebruik kunnen maken. Het maken en printen van tekeningen vervalt. 

In deze vervolgstappen gaan we steeds verdere mate van automatisering zien. Noodzakelijk daarvoor is dat communicatie tussen de systemen op elkaar is afgestemd. CAM en CAI software moet de CAD informatie kunnen lezen. Daarvoor is het noodzakelijk de informatie semantisch op het CAD model is vastgelegd. Een veelgebruikt bestandsformaat hiervoor is STEP 242. 

Alle eisen die niet semantisch volgens normen zijn vastgelegd op het model vereisen interventie 

In de introductie van PMI MBD is het noodzakelijker dan ooit dat de ontwerper zijn werkstuk ‘volledig en correct’ specificeert volgens gelden geactualiseerde normen. Voor de geometrische specificaties zijn de deze normen vast gelegd in de ISO Geometrische Product Specificaties (GPS) matrix en de Amerikaanse ASME normen. De Vorm- en Plaatstoleranties maken deel uit van de geometrische productspecificatie en vormen een symbolentaal die door de CAM en CAI software te lezen is. 

Deze ISO GPS normen zijn de laatste jaren veelvuldig aan wijzigingen onderheven. Reden daarvoor zijn dat de normen niet altijd eenduidig zijn. We zien ook wijzigingen als gevolg van de stappen die ISO onderneemt om consequent het onafhankelijkheidsprincipe toe te passen. Tenslotte wordt de stap gemaakt om normen niet meer te baseren op voorbeelden, maar op regels. Wat dat betreft is het einde nog niet in zicht. 

Een ontwerper dient dan vaardig te zijn in het gebruik van deze vorm- en plaatstoleranties taal. Gebruik is niet enkel de kennis van de symbolenmaar de vaardigheid deze te gebruiken. Hierbij vormt het regelmatig wijzigen van de normen een complicerende factor. Gezien het feit dat de CAD, CAM, CAI software gebaseerd is op deze ISO normen, is het noodzakelijk dat ontwerpers op de hoogte zijn van de geactualiseerde normen. 

Het Mikrocentrum biedt onder andere Nederlands en Engelstalig Vorm- en Plaatstolerantie trainingen aan voor ontwerpers op HBO en TU niveau. 

Als introductie is er aandacht voor het kunnen interpreten van de geometrische tolerantie symboliek. De taak van de ontwerper is echter het kunnen definiëren van de werkstukeisen. De focus van de training ligt dan ook op het ontwikkelen van vaardigheden om de eisen eenduidig te omschrijven. 

Hans van Kimmenade 

Docent Vorm- Plaatstoleranties