3D tekenen op de computer

3D tekenen op de computer met een 3D tekenprogramma is steeds meer de standaard aan het worden. Heel vroeger werd er getekend op een tekenbord op speciaal doorzichtig papier. Van architecten van gebouwen en grafische ontwerpers van meubels tot de technische tekenaars en engineers gebruikte men allemaal het tekenbord als werkwijze. Maar met de uitvinding van de computer kwam hier langzamerhand verandering in. Via 2D tekenen stapt men meer en meer over op 3D tekenen.

Geschiedenis

Er kwamen eerst 2D tekenpakketten op de markt die vaak complex waren en voor specifieke doeleinden ontworpen waren. Bijvoorbeeld speciaal voor gebouwen en bruggen of juist voor vormgevingdoeleinden. Ze waren meestal ook beperkt in hun kunnen en ingewikkeld om mee te werken. Een voorbeeld is het 2D tekenpakket Autocad, die is ooit begonnen als klein en ingewikkeld pakket maar heeft zich in de loop der jaren ontwikkeld tot een gebruiksvriendelijker 2D tekenpakket en is de marktleider in Nederland en zelfs van de wereld. Maar sinds het ontstaan van de 3D tekenprogramma's verliest het 2D tk Autocad steeds meer terrein aan de opkomende bekende 3D tekenprogramma's zoals Solid Works, Solid Edge en Inventor. Vooral technische engineers zoals werktuigbouwkundige en bouwkundige stappen over op 3D. Interessant om te weten is dat Autocad en Inventor beide van hetzelfde moederbedrijf zijn, genaamd Autodesk.

Verschil 2D en 3D tekenen

Wat is het verschil tussen een 2D en een 3D tekenpakket? Om het wat sneller duidelijk te maken begin ik met het eindresultaat en als voorbeeld nemen we een nieuw ontworpen nietmachine. Het eindresultaat is bij technisch tekenen in de meeste gevallen ‘hetzelfde’. Je wilt een ‘printbare’ werktekening van je nietmachine waar alle informatie opstaat die benodigd is om de nietmachine in de fabriek te kunnen maken. Oftewel een ‘2D’ tekening met alle aanzichten erop en met alle maten en andere belangrijke informatie erin. Maar de manier hoe je tot deze werktekening komt is het grote verschil tussen 2D en 3D tekenen.

Elke technische tekening bestaat uit standaard aanzichten. In technisch tekenjargon spreekt met altijd van een voor-, rechterzij-, linkerzij-, boven-, onder- en achteraanzicht. Als je de nietmachine recht voor je neer zet met de korte kant naar voren, en je kijkt er vervolgens recht tegen aan dan is alles wat je ziet het voor aanzicht. Kijk je vervolgens van boven af recht op de nietmachine dan heb je het bovenaanzicht. Draai je de nietmachine nu 90 graden met de klokmee en je kijkt op dezelfde manier er tegen aan als bij het vooraanzicht dan zie je het rechterzijaanzicht. Op deze manier kun je ook de overige aanzichten bepalen. Nu kan het zijn dat het linker- en rechterzijaanzicht heel veel op elkaar lijken, maar als er bijvoorbeeld aan de ene kant een logo op staat dan verschillen de aanzichten wel degelijk. En dat is uiteindelijk van belang voor degene die het logo er op plakt, zodat duidelijk is of hij tegen het linker- of het rechterzijaanzicht kijkt om vervolgens het logo op de juiste plek te plakken.

Het belangrijkste basis principe uit van technisch tekenen is: werken vanuit 3 assen. In 3D werk je altijd in een 3D omgeving weergegeven aan de hand van de 3 assen. De X-as voor horizontaal/breedte, de Y-as voor verticaal/hoogte. En de Z-as voor diepte. Net zoals de werkelijkheid. Elk ding, in dit voorbeeld de nietmachine, heeft een breedte, hoogte en diepte.

Een 2D tekenaar werkt altijd op een ‘plat vlak’ om een aanzicht te creëren, bijvoorbeeld het XY-vlak als hij een voor of achter (zie verder in de tekst) wilt creëren. Of het YZ-vlak voor het linker- of rechterzijaanzicht, of het XZ-vlak voor het boven- of onderaanzicht.
Hij laat dus aan de hand van de 2D aanzichten zien hoe de ‘3D’ nietmachine er uit komt te zien.

Een 3D tekenaar gaat anders te werk, hij creëert de nietmachine namelijk 1 op 1 in zijn 3D tekenprogramma. Hij begint wel hetzelfde als een 2D tekenaar. Hij tekent (‘sketch’ is een bekende term) bijvoorbeeld een rechthoek waarbij de horizontale (X-as) lijnen 1000mm lang zijn en de verticale (Y-as) 500mm. Vervolgens trekt hij (ook wel extruderen genoemd) vanuit dit 2D rechthoek over de Z-as het model in 3D op met 750 mm. Hierdoor is het ineens een solide rechthoek geworden net zoals bijvoorbeeld een baksteen. Vervolgens heeft de tekenaar de mogelijkheid om het 3D model (de rechthoekige kubus) te laten draaien naar alle kanten, en kan hij bijvoorbeeld het bovenvlak aanklikken en hier een nieuwe 2D sketch beginnen om aan te geven dat er in het midden een gat zit van rond 100mm en 200mm diep. Het computerprogramma verwerkt dit allemaal. Als men nu het 3D model draait en er van onder tegenaan kijkt zal men het gat niet zien zitten. Veranderd men vervolgens de diepte van het gat van 200mm naar 500mm (net zo diep dus als het blokje hoog is), dan komt het gat er aan de andere kant uit, oftewel het gat gaat door het model. Dit is nu dus ook te zien in het onderaanzicht. Hier ligt de grote kracht van het 3D tekenen: je ziet op je scherm precies wat je veranderingen voor invloed hebben op je uiteindelijke model. Wanneer je dus de opdracht van je klant krijgt om er een gat in te maken en er zit ook al op een ander vlak een sleuf over de volle breedte dan zie je meteen of het gat en haar diepte niet in de weg komen te zitten met de aanwezige gleuf.

Een 2D tekenaar tekent dus de ‘losse’ aanzichten van de nietmachine om duidelijk te maken hoe hij eruit komt te zien en hoe hij gemaakt moet worden. Terwijl de 3D tekenaar eerst een 3D-model maakt van de nietmachine en hier vervolgens 2D tekeningen van creëert.
Over het maken van de 2D tekening door de 3D tekenaar ontstaat soms nogal wat onduidelijkheid. Je hoeft als 3D tekenaar NIET de (contour)lijnen van het product te tekenen. Je geeft de computer de opdracht om het betreffende aanzicht weer te geven, getransformeerd vanuit je 3D-model. Je hoeft vervolgens alleen maar de maten en andere teken informatie toe te voegen net zoals de 2D tekenaar, hier win je dus enorm veel tijd mee.

Voor het 3D tekenen op de computer zijn er speciale 3D muizen ontwikkeld, hierover kunt u meer lezen in artikel Met 3D muizen tekenen op de computer.

3D tekenprogramma’s

Op de Nederlandse markt zijn de 3 bekendste tekenprogramma's:

• Solid Works
• Inventor
• Solid Edge

SolidWorks is ontwikkeld door Dassault Systemes SolidWorks Corp. Zij waren een van de eerste met een cadprogramma gebaseerd op een tijdlijn/tree systeem. Dit geeft het model een soort van bewerkingsstappen geheugen. Inventor en Solid Edge werken tegenwoordig ook met dit systeem. Solid Edge is afkomstig van Siemens en Inventor van Autodesk waar ook het bekendste 2D tekenprogramma Autocad vandaan komt.

Als je alle drie de 3d tekenprogramma's kent zul je merken dat ze veel op elkaar lijken, vooral SolidWorks en Inventor verschillen niet zo veel. Constructeurs die ervaring hebben met Inventor pikken als ze van baan veranderen Solidworks in ‘no time’ op. Wel is het zo dat elk bedrijf haar eigen regels en afspraken heeft over de manier waarop je modelleert of tekeningen maakt. Maar de 3D mogelijkheden en ‘knopjes’ worden snel herkent en gevonden door de meeste mensen wanneer zij overstappen.
SolidWorks en Inventor hebben beide hun eigen markt specifieke sterktes. Veel bedrijven schaffen Inventor aan wanneer zij al werken met Autocad en daar al een ‘re-seller’ van hebben. SolidWorks staat vooral bekend om haar gebruikersgemak en heeft de langste ervaring omdat ze het eerste op de markt was rond 1995.
Een van de leuke en uitdagende dingen waar je mee te maken krijgt als je voor een technisch detacheringbureau werkt, is dat je dan met meerdere tekenpakketten om zult leren gaan.

Versiebeheer

Een grote uitdaging voor (middel)grote bedrijven is om er voor te zorgen dat elke constructeur optimaal gebruik kan maken van de laatste en meest up-to-date bestanden.
SolidWorks en Inventor hebben een add-in applicatie die fungeert als een centrale database waardoor men binnen een bedrijf of zelfs tussen verschillende vestigingen over de wereld toch kan werken met de laatste modellen, tekeningen en standaarden. De constructeur ‘haalt’ de bestanden die hij gaat bewerken/aanpassen uit deze centrale database en op dat moment ‘eigent’ hij ze toe en krijgen andere constructeurs die proberen hetzelfde bestand te openen een melding dat deze in gebruik is. Hierdoor weten ze dat ze hem wel kunnen bekijken maar niet kunnen aanpassen. Tevens wordt door de database een automatische revisie bijgehouden en nog veel meer belangrijke informatiestromen om zo de kwaliteit te waarborgen en eventuele fouten na te kunnen kijken.

Voordelen 3D tekenen

Enkele voordelen van 3D tekenen.

• Je werkt 1 op 1 in je model.
• Het opstellen van de werktekening gaat zeer snel.
• Er kunnen gemakkelijk meerdere varianten van een model gemaakt worden, dit is vooral handig in de ontwikkel fase.
• Men kan, mits alle specifieke data goed is ingevuld, sterkte berekeningen uitvoeren, vervolgens iets wijzigen in het model en dan zien wat theoretisch de veranderingen zijn.
• Er zijn uitbreidingsapplicaties speciaal voor plaat materiaal, leidingen of las samenstellingen.
• Het maken van het aantal prototypes kan vermindert worden omdat men vanuit het 3D model al voor een groot deel kan bepalen welke oplossing het interessantst is.
• 3D modellen kunnen gemakkelijk als afbeelding worden opgeslagen waardoor ze in handboeken of folders te gebruiken zijn.

Lees verder

• 3D CAD programma SolidWorks
• Met 3D muis tekenen op de computer
• Tekentablet om te tekenen op de computer