Siirtyminen 2D-suunnittelusta 3D-suunnitteluun

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Date
2017-06-12
Department
Major/Subject
Koneensuunnittelun pääaine
Mcode
K3001
Degree programme
Konetekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
52 + 4
Series
Abstract
Tämä diplomityö käsittelee tietokoneavusteisessa suunnittelussa siirtymistä 2D-suunnittelusta 3D-suunnitteluun. 2D- ja 3D-suunnittelua käydään läpi monipuolisesti kartoittaen sekä niiden vahvuuksia ja heikkouksia. Tavoitteena oli löytää 3D-suunnittelun suurimmat hyödyt ja etsiä sen mahdollisia heikkouksia. Myös 2D-suunnittelun yleisyyttä ja syitä sen käyttöön selvitettiin. Tavoitteina oli myös tutustua markkinoilla oleviin ohjelmistoihin, ohjelmiston valintaan ja ohjelmistoinvestoinnin kustannuksiin. Lisäksi selvitettiin yritysten 3D-suunnitteluun siirtymisen tavoitteita ja sillä saavuttamia hyötyjä. Tässä työssä suunnittelua tarkastellaan mekaniikkasuunnittelun näkökulmasta. Työn tavoitteisiin etsittiin vastauksia kirjallisuustutkimuksen avulla. Ajankohtaisia tilastoja ja yritysten sekä suunnittelijoiden kokemuksia selvitettiin eri tahojen tekemien kyselyjen avulla. 3D-suunnitteluun siirtymisen vaikutuksia arvioitiin myös tapausesimerkin avulla, jossa kohdeyrityksessä otettiin 3D-suunnittelu ensimmäistä kertaa käyttöön. Tapausesimerkissä toteutettiin teräsportaita valmistavan kohdeyrityksen siirtyminen 3D-suunnitteluun sisältäen ohjelmistojen vertailun, valinnan ja käyttöönoton, ensimmäiset projektit mukaan lukien. 3D-suunnitteluun siirtymisellä voidaan merkittävästi lyhentää teräsportaiden suunnitteluun kuluvaa aikaa ja piirustusten visuaalisuudestakin arvioitiin olevan hyötyä. Aikaisemmin luodun suunnittelutiedon tehokkaamman hyödyntämisen arvioitiin parantavan tuotteiden laatua ja vähentävän tarpeettomia eroja saman tyyppisten portaiden välillä. Ohjelmiston valinnassa ja käyttöönotossa todettiin olevan paljon huomioon otettavia asioita, jotka vaikuttavat ohjelmistohankinnan onnistumiseen. 3D-suunnittelun suurimmiksi hyödyiksi voidaan listata: 1) nopeampi suunnitteluprosessi etenkin tuoteperheiden suunnittelussa 2) kerran luodun tiedon parempi hyödyntäminen 3) uusien teknologioiden käytön mahdollisuus (esim. 3D-CAM, 3D-tulostus, FEA) 4) visuaalisuus sekä tuotekuvissa, valmistuskuvissa että tuotekehityksessä. Kokonaisuutta tarkasteltaessa 3D-suunnittelulla ei ole merkittäviä heikkouksia. Kolmasosa mekaniikkasuunnittelusta tapahtuu vieläkin 2D:nä, mutta suurin syy tähän on se, että suunnittelu on aiemminkin tehty siten. Markkinoilla on laaja valikoima suunnitteluohjelmistoja. 3D-ohjelmistojen lisenssit eivät ole välttämättä 2D-ohjelmistoja kalliimpia, mutta niiden hinta riippuu suuresti niihin haluttavista lisäominaisuuksista. Ohjelmistoinvestointi tulee lähes aina kannattavaksi, jos sillä voidaan lisätä suunnittelun tehokkuutta. 3D-suunnittelusta saatavat hyödyt riippuvat suuresti suunniteltavasta tuotteesta, mutta teollisuudessa on käytännössä aina kannattavampaa käyttää 3D-suunnittelua.

This master thesis concerns moving from 2D to 3D design in computer aided design. 2D and 3D design are reviewed especially from the aspect of strengths and weaknesses. The objective was to find the most significant benefits and the potential weaknesses of 3D design. In addition, the prevalence of 2D design and the reasons for its usage were determined. Another goal was to investigate the available software products on the market and compare their costs of investment. Furthermore, the motivations of the companies moving to 3D design were identified. This study considers the design from the perspective of mechanical engineering. Previous research was applied to accomplish the objectives of this thesis. Resent statistics and the experience of companies and engineers were studied by using different inquiries. The influences of moving to 3D design were also determined by using case-study, where 3D design was adopted the first time in the target company. In the case-study, the steps of implementing 3D design were studied in detail. The steps consisted of comparison, selection and initialization of the software and executing first projects with it. It was observed that the transition to 3D design can significantly reduce the time spent on designing steel stairs. The visuality of the drawings was also considered as an advantage. Moreover, the improved reusage of the previous design data can improve the quality of the products and reduce unnecessary variety between the same type of stairs. The success of the software investment depends considerably on the selection and initialization of the software, which can be a difficult task. The major advantages that 3D design can offer are: 1) faster design process, especially in the design of product families 2) better reusage of previous design data 3) possibility to use new technologies (e.g. 3D CAM, 3D-printing, FEA) 4) visuality in the product pictures, drafts and product development. In general, there are no significant weaknesses in 3D design. One third of the mechanical design is still done in 2D, although the main reason for this is conservatism: the companies have accustomed to design in 2D. There is wide selection of CAD software on the market. The price of 3D software is not necessary higher than 2D software, even though the prices depend significantly on the additional features desired. Software investment is almost always profitable, if it increases the productivity of the designers. The benefits that 3D design offers depends highly on the designed product, yet in the industry it is practically always more profitable to use 3D design.
Description
Supervisor
Tammi, Kari
Thesis advisor
Kitachev, Aleksandr
Keywords
2D-suunnittelu, 3D-suunnittelu, CAD, CAD-ohjelmistot
Other note
Citation