Design, Aerodynamik, Package
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Design, Aerodynamik, Package Gleichzeitig mit der Entscheidungsfindung bezüglich der Karosserieform und der zu verwendenden Aufbauten und Module wird das äußere Erscheinungsbild eines Fahrzeugs entwickelt. Hierbei dürfen Aerodynamik, Design und Package nicht getrennt betrachtet werden. Vielmehr ist ein interdisziplinäres Arbeiten zwischen den drei Bereichen erforderlich. Bei der aerodynamischen Gestaltung der Außenhaut stehen physikalische Gesetzmäßigkeiten im Vordergrund. Beim Package spielen Technik und Kundenanforderungen eine wichtige Rolle. Das Design neuer Modelle bestimmt die Anmutung des Fahrzeugs und ist weniger rationalen Kriterien zuzuordnen. SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 1
Kapitel 06:
Design
Prof. Christoph Wagener
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 2
Design
Einflussgrößen auf die Fahrzeuggestalt
Quelle: nach ika Schriftenreihe Automobiltechnik
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 3
Definition von Design
Der sprachliche Ursprung des Wortes Design stammt aus dem Lateinischen
designare = bezeichnen, angeben, bestimmen, ernennen, (ab-) zeichnen,
nachbilden.
Im englischen Sprachgebrauch ist Design wesentlich weiter gefasst und kann in
der Bedeutung die gesamte (auch rein technische) Entwicklung einschließen,
während der Begriff im deutschen Sprachraum immer eine gestalterisch-kreative
Komponente impliziert.
Jobprofil eines Designers:
In der Automobilindustrie kann die Aufgabe eines so genannten Designers von
einer rein ästhetischen oder künstlerischen Tätigkeit bis hin zur wissenschaftlichen
Arbeit variieren.
Die wichtigste Funktion von Design ist es, dem Produkt eine Seele zu geben.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 4
Definition von Design
Wesentliche Funktionen
Definition des Begriffes (von lat. signum = Merkmal):
„Design ist der Prozess der Anpassung eines Gegenstandes an die
physischen und psychischen Bedürfnisse des Menschen.“
Nach dieser Definition hat das Design eines Kfz drei wesentliche
Funktionen:
• Praktische Funktion
• Ästhetische Funktion
• Symbolische Funktion
Quelle: BMW
Quelle: nach ika Schriftenreihe Automobiltechnik
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 5
Wachsende Bedeutung von Design
Zielkonflikte für das Design
Quelle: nach Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 6
Design
Zielkonflikte
Nicht alle Ingenieure haben ein Gespür für das enorme Ideenpotenzial, das in einer
Designabteilung steckt. Wenn es aber gelingt, den Innovationswillen der Ingenieure mit der
Kreativität der Designer zu verbinden, dann sind innovative Lösungen möglich. Wesentlichen
Anteil daran wird meist der Studioingenieur haben.
Er ist ein Ingenieur, der für die Designabteilung (das Studio) arbeitet und die Designer in ihrer
täglichen Arbeit unterstützt: Er „füttert“ diese mit Informationen über neue Entwicklungen und
Techniken und sorgt dafür, dass bei den Designentwürfen die Voraussetzungen für die
Produktion und die gesetzlichen Anforderungen erfüllt sind.
Ein möglicher Konflikt für den Gestalter des äußeren Designs sind die Anforderungen der
Aerodynamik versus der ästhetischen Fahrzeugaussage.
Der Kunde möchte beides: Aufregendes, individualistisches Design aber auch alle Vorteile
einer guten Aerodynamik.
Für den Designer ist es von extremer Wichtigkeit, schon zu Beginn eines Projektes die
physikalischen Gesetze der Aerodynamik in Einklang mit der Formgebung zu bringen.
Weitere Zielkonflikte entstehen durch die Forderung nach Übersichtlichkeit = gutes Sichtfeld
für den Fahrer und die neuen gesetzlichen Regelungen zum Fußgängerschutz.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 7
Design
Plattform- / Gleichteile-Konzept
Unterschiedliche Fahrzeuge auf einer Plattform
Quelle: Volkswagen Newsroom Quelle: Volkswagen Newsroom
Quelle: Seat Mediacenter Quelle: Skoda Storyboard
Quelle: Audi Mediacenter Quelle: Audi Mediacenter
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 8
Design
Ausdrucksformen im Design
Semantik: Kindschema
Große Augen, hohe Stirn
Photos: Daewoo, EDAG DESIGN STUDIO
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 9
Design
Ausdrucksformen im Design
Semantik: Schweben
Quelle: Daimler / Internet
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 10Design und Markenimage
Menschen kaufen Image. Das Markenimage ist etwas, womit man sich
gerne identifiziert. Es passt zum Lifestyle und zur Persönlichkeit.
Wer einen Markenartikel kauft, erwirbt dessen Image gleich mit. Das
Aussehen, also die Form des Produkts spielt dabei natürlich eine ganz
entscheidende Rolle.
Clevere Werbung und kritische Medienberichte können die
Kaufentscheidung zwar beeinflussen, ausschlaggebend aber ist das
Produktdesign: Es muss die Versprechen von Werbung, Medien und
Image einlösen, es darf nicht (ent-)täuschen durch einen Widerspruch in
der Markenidentität.
Quelle: nach Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 11Design als Marketinginstrument
Entscheidend für den wirtschaftlichen Erfolg ist, was der Markt verlangt,
d.h. welche Bedürfnisse die Kunden haben – und in naher Zukunft haben
werden.
Erfahrungsgemäß sind die Designer mit ihren emotional bestimmten
Form- und Farbvorstellungen näher am Geschmack der Kunden, und
deshalb auch näher an zukünftigen Trends orientiert. Ihr Beruf ist ja
gerade, aus gesellschaftlichen und kulturellen Strömungen künftige
Stilrichtungen zu erahnen und sie zum richtigen Zeitpunkt im
Automobildesign zu reflektieren.
Quelle: nach Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 12Design
Trendforschung
Wichtigstes Hilfsmittel zum Aufspüren von Strömungen und Entwicklungen, die
geeignet sind sich im Design niederzuschlagen, ist die Trendforschung.
Ziel ist es, Trends vorauszuahnen, Vorhersagen zu machen und eine Art kreativer
Prognose zu betreiben.
In einer Marktsituation, in der Marke und Image so entscheidend für den
Markenerfolg sind, ist es besonders wichtig, die Geschmäcker der Zielgruppen
kennen zu lernen.
Es hat sich bewährt, den angepeilten Kundenkreis nicht rein demographisch,
sondern auch nach dem Prinzip der Sozialmilieus zu analysieren sowie deren
Lifestyle. Wertvorstellungen und Ambiente jeweils anhand von Imageboards
darzustellen.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 13Design
Trendforschung
Demographische Kriterien des Kunden bzw. Benutzers
Alter Nationalität Ausbildungsgrad
Geschlecht Beruf Bedienungsort
Körperlicher Jahreszeit der Bedienungsdauer
Zustand Bedienung des Fahrzeugs
Quelle: nach ika Schriftenreihe Automobiltechnik
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 14Design
Trendforschung Demographischer Wandel
Quelle: nach Bevölkerung Deutschlands bis 2060, DESTATIS
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 15Design
Trendforschung Demographischer Wandel
Quelle: nach Bevölkerung Deutschlands bis 2060, Statistisches Bundesamt
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 16Design
Trendforschung
Psychographische Orientierung
Prestigeorientierung Sicherheitsorientierung
Neuheitenorientierung Leistungsorientierung
Ästhetikorientierung Sensitivitätsorientierung
Minimalaufwandsorientierung Traditionsorientierung
Quelle: nach ika Schriftenreihe Automobiltechnik
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 17Design
Disziplinen
Die wesentlichen Bereiche des Design sind:
Exterieur Design (entscheidend für die Kaufentscheidung)
Interieur Design (entscheidend für die langfristige Kundenzufriedenheit)
„Colour & Trim“
Advanced Design
(Entwicklung von „Concept“-Fahrzeugen)
Quelle: Media Daimler
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 18Exterieur-Design
Wer von Automobil-Design spricht, meint in erster Linie das Exterieur-
Design, weshalb gerade auch in den Augen vieler Designer dieser Bereich
die „Königsdisziplin“ darstellt.
Das Aussehen des Autos kommuniziert seinen Charakter und damit die
Produktseele.
Durch das Zusammenspiel von
Proportionen und Linien, Highlights
und grafischen Elementen können
Sportlichkeit oder Eleganz, Komfort
oder Dynamik, Avantgarde oder
Tradition ausgedrückt werden
Quelle: Audi Mediacenter
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 19Exterieur-Design
Beispiele für Gestaltelemente, auf die sich die Designabteilungen
konzentrieren, sind im wesentlichen:
Frontend, Heck
Windschutzscheibenrahmen, insbesondere A-Säulen, Holme
Formen der Oberflächen und Linien, z.B. Gürtellinien
Anbauteile, graphische Elemente, Räder
Farben
Quelle: ika Schriftenreihe Automobiltechnik
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 20Exterieur-Design
Gesetzliche Vorschriften bei der Gestaltung der Außenform
Positionierung für Scheinwerfer, Bremsleuchten, Schlussleuchten,
Fahrtrichtungsanzeiger, Nebelschluss- und Rückfahrleuchten, seitliche
Markierungsleuchten
Stoßfängerhöhe
Position der Nummernschilder
Radabdeckungen
Sichtverhältnisse des Fahrers
Mindestradien für vorstehende Teile der Außenfläche
Quelle: ika Schriftenreihe Automobiltechnik
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 21Exterieur-Design
Grundkonzeptionen
Generationenkonzept:
• Alle Fahrzeuge einer Generation weisen gleiche stylistische Merkmale auf
(z.B. „New Edge“-Design von Ford).
• In jeder Generation ist ein Neubeginn möglich.
• Die Gefahr der Nichtakzeptanz des ersten Modells der neuen Generation ist
jedoch recht groß, da ein erheblicher Sprung gewagt werden muss, um auch
beim letzten Modell dieser Generation noch zeitgemäß zu sein.
Evolutionsstrategie:
• Jedes neue Modell stellt einen weiteren Schritt dar (z.B. Mercedes, BMW).
• Einerseits kann dadurch die Kontinuität und Stetigkeit als Sinnbild der Marke
zum Ausdruck gebracht werden.
• Andererseits unterliegt Design aber auch Modeerscheinungen, die durch die
Evolutionsstrategie kaum abgedeckt werden können.
Quelle: ika Schriftenreihe Automobiltechnik
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 22Interieur-Design
Das Interieur-Design ist für die Zufriedenheit mit dem erworbenen
Produkt in viel stärkerem Maße ausschlaggebend als das Exterieur.
Das Interieur-Design muss mit der Exterieur-Sprache harmonieren, in
Form, Farbe und Material.
Ist beim Exterieur die Botschaft noch rein visuell („Liebe auf den ersten
Blick“ – oder auch nicht), so werden beim Interieur alle Sinne in die
Wahrnehmung mit einbezogen: Gehör, Geruch, Tast- und
Geschmackssinn.
Das Interieur-Design beeinflusst das „Wohlfühlen“ im Auto. In diesen
Bereich fällt auch die Gestaltung der Sitze und Sitzposition, wovon
Bequemlichkeit und Ergonomie wesentlich abhängen.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 23Interieur-Design
Innenraumgestaltung
Wesentliche Gestaltungsbereiche des Innenraums: Lenkrad und Instrumententafel
Für das Design eines Lenkrades sind drei wesentliche Kriterien ausschlaggebend:
• Ergonomisch richtige Griffhaltung
• Schneller und richtiger Griffwechsel
• Freier Durchblick zu den Anzeigeinstrumenten
Bei der Instrumentierung haben sich bis heute Analoginstrumente wegen ihrer klaren Struktur
und ihrer schnellen Ablesbarkeit durchgesetzt.
Auch für die übrige Innenausstattung, wie Sitze und Türverkleidungen, werden detaillierte
Entwürfe angefertigt und verschiedene Modelle gebaut.
Gestaltungsparameter sind dabei die Formgebung, die Farbe und die eingesetzten
Werkstoffe.
Quelle: ika Schriftenreihe Automobiltechnik, / Bild: Volkswagen
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 24Interieur-Design
Innenraumgestaltung
Zur Gestaltung eines angenehmen Innenraums müssen beispielsweise Flächen, die
für den Insassen zusammengehören, in der gleichen Optik ausgeführt werden.
Das gilt sowohl für die Farben als auch für die verwendeten Materialien.
Optische Sprünge, z.B. Dekorleisten, sind nur dort vorzusehen, wo die
Stylinggeometrie dies zulässt.
Durchgehende Linien und weiche Übergänge können einen Gesamteindruck von
optischer Großräumigkeit vermitteln.
Bei der Farbabstimmung ist auf die Lichtverhältnisse zu achten.
Quelle: nach ika Schriftenreihe Automobiltechnik
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 25Interieur-Design
Innenraumgestaltung
Bei Einsatz von Polymerwerkstoffen ist auf die Innenraum-Emissionen zu
achten.
Quelle: Audi Mediacenter
Neben der optischen Gestaltung des Innenraums spielen in den letzten
Jahren Aspekte wie die Funktionalität und Variabilität eine immer
wichtigere Rolle. Insbesondere bei kleineren Fahrzeugen mit
eingeschränktem Platzangebot im Innenraum entwickelt sich die
Innenraumvariabilität zu einem immer wichtigeren Kaufanreiz.
Quelle: nach ika Schriftenreihe Automobiltechnik
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 26Colour & Trim
Magische Worte in der Schöpfungsgeschichte eines Automobils
Die von Colour & Trim entwickelten Farben, Stoffe und Muster müssen
sowohl mit dem Interieur als auch mit dem Exterieur des Fahrzeugs
harmonieren, und sollen zugleich den Geschmack der Zielgruppe treffen.
In einem langwierigen Prozess mit mindestens zwei Jahren Vorlauf
werden die Lacke und Stoffe entwickelt, damit sie ihrem Einsatz am und
im Automobil gerecht werden.
Materialseitig geht es dabei vor allem um die Anforderungen an Qualität
und Haltbarkeit, vom Designer verlangt es große Fachkenntnis auch
hinsichtlich der neuesten Produktionsprozesse.
Richtiges Timing: Dafür werden die künftigen Farb- und Modetrends
beobachtet und versucht, mit den eigenen Entwürfen drei Jahre später im
Trend zu liegen.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 27Colour & Trim
Magische Worte in der Schöpfungsgeschichte eines Automobils
Ohne Farben keine Emotionen.
Ohne Materialien überhaupt kein Auto.
Quelle: Automobil Produktion
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 28Advanced Design
Manchmal auch Concept Design genannt; beinhaltet die Ideenfindung für
künftige Entwicklungen.
Der Forschung auf technischer Seite entspricht das Advanced oder
Concept Studio im Design.
Es geht um neue Design-Themen in Exterieur und Interieur, um neue
Materialien, Farben und Textilien, aber auch um ganz neuartige Produkte.
Die Ergebnisse solcher Studios tauchen oft als Concept Studien oder
Show Cars auf den großen Automobil-Messen auf und werden häufig
dazu benutzt, die Resonanz im Markt abzufragen.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage / Bilder: Daimler
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 29Advanced Design Audi e-tron quattro Concept SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 30
Der klassische Design-Prozess
Design-Brief
Auch Lastenheft genannt. Darin sind alle wesentlichen Informationen zur Definition des
Produkts, sowie der detaillierte Entwicklungsplan bis zum Verkaufsstart enthalten.
• Produktdefinition und Positionierung (Beispiel: Zweisitzer in der Kleinwagen-Klasse)
• Käufer-Zielgruppe und Segment (Singles, mittleres Preissegment)
• Designcharakter (sportlich-dynamisch)
• Hauptwettbewerber (Benchmarking)
• Zeitplan
• Technische Ziele und Sicherheitsziele (Innovation, Anzahl der Airbags, Überrollbügel)
• Spezifikation von Technik und Ausstattung (zwei Motorversionen, zwei Interieur-Levels)
• Informationen über den Produktionsprozess und die –verfahren (Schalttafel-Montage durch
die Frontscheibe, Größe der Lackierkabine, Bandaufnahmepunkte der Karosserie)
• Hauptmärkte und Verkaufsvolumen
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 31Der klassische Design-Prozess
Package-Data
Grundlage ist meistens eine vorgegebene Plattform, worauf Antrieb und
Hauptaggregate, beispielsweise Kühlung, Tank etc. platziert sind.
Im Package werden die Sitzposition der Insassen, damit gleichzeitig H-
Punkt und Sichtwinkel festgelegt („hard points“).
Das Package nimmt auch Einfluss auf die Proportionen des Fahrzeugs, so
hinsichtlich Höhe, Länge, Breite, Neigung der Windschutzscheibe,
Überhänge, ..... also spezifisch designrelevante Faktoren.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 32Der klassische Design-Prozess
Randbedingungen
Die Skizzen werden unter Berücksichtigung der technischen
Realisierbarkeit erstellt.
Berücksichtigung markentypischer Stilelemente
Streben nach einem möglichst geringen Luftwiderstand
Quelle: Media Daimler
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 33Der klassische Design-Prozess
Concept Phase / Ideation - Ideenkreierung
Quelle: Audi /Quattro Concept
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 34Der klassische Design-Prozess
Concept Phase / Ideation - Ideenkreierung
Brainstorming
Zeichenblock und Stift
Imageboards
Formensprache
Reflektion des Marktes
Quelle: Daimler
(Einbeziehung von Marketingexperten)
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 35Der klassische Design-Prozess
Concept Phase / Ideation – Ideenkreierung
Designstudie SEAT FORMULA SEAT FORMULA: Endprodukt
Hand-“Scribbles“ (Skizzen, Sketche)
VW Taigun
Kreativste Phase
Visualisierung der Ideen
=> Auswahl der Richtung (Screening)
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 36Der klassische Design-Prozess
Theme-Refinement
Die aus der Ideation-Phase ausgewählten Ideen werden weiterverarbeitet.
Man geht mehr ins Detail und versucht, mit noch realistischerer
Darstellung (Renderings) die Form und die Linien genauer festzulegen.
Daran schließt sich meistens die erste Präsentation für das Management
an, z.B. in Form von so genannten orthographischen Ansichten (Seite,
Front, Heck, Draufsicht) und perspektivischen Darstellungen.
Gemeinsam mit dem Management wird eine Auswahl getroffen, die die
vorgeschlagenen Entwürfe auf eine Richtung festlegt oder zumindest auf
wenige Favoriten einengt.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 37Der klassische Design-Prozess
Tape-Drawing
Designer und Studio-Ingenieur konstruieren, meistens im Maßstab 1:1,
mit verschieden breiten, schwarzen Krepp-Klebebändern eine Art
technische Zeichnung auf wandhohem Karopapier.
Grundlage des Tape-Drawings ist eine Maßzeichnung, die die hard points
vorgibt.
Bentley Continental GT
Quelle: Bentley / BMW
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 38Der klassische Design-Prozess
Modell-Phase
Ziel der Modellphase ist, die Idee in die Dreidimensionalität zu übertragen.
Die Modelleure nehmen die Maße vom Tape-Drawing ab und übertragen sie
mittels einer Messmaschine ins Modell.
Dies wird meistens aus Ton (Plastilin), manchmal aber auch in Epowood
(Polyurethan-Harz) oder Gips (Plaster) gefertigt.
Quelle: Daimler / Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 39Der klassische Design-Prozess
Modell-Phase
Modelle werden in 1:1 oder als maßstäbliche Modelle
(i.d.R. bis 1:5) aufgebaut.
Für realitätsnahe Begutachtungen klebt man Dynoc-
Folie auf die Oberflächen, um die Form anhand von
Lichtreflexen besser beurteilen zu können.
Sign-off oder Design-Freeze: Das Modell wird lackiert,
die Leuchteinheiten werden als Hartteile ausgeführt
und der Aufbau oberhalb der Gürtellinie mit
durchsichtigen Scheiben versehen.
Nach dem Design-Freeze wird die abschließende
Feasibility Untersuchung eingeleitet, nach deren
Abschluss ein neues, digital vermessene
Verifikationsmodell entsteht.
Quelle: Daimler
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 40Der klassische Design-Prozess
Modell-Phase
Arbeiten am Plastilin-Modell
Quelle: Volkswagen / Opel / Internet
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 41Der klassische Design-Prozess
Modell-Phase
Datenrückführung (3D-Scan durch Abtasten)
Das reale Modell wird punktweise entlang von Form- und Konturlinien abgetastet; diese
werden vorher auf das Modell gezeichnet
Das Abtasten erfolgt zum größten Teil entlang von konstanten (X-, Y- und Z-) Schnitten
Es entsteht ein 3D-Draht-Modell
Die Abtastlinien werden nachträglich geglättet, um eine gute Basis für die Flächenerzeugung
zu bilden
Bei wenig vorhandenen Konturlinien (z.B. geringer Abstand von Linie zu Linie) werden nach
der Austragungsmethode weitere Linien interpoliert
Verfahren verliert zunehmend an Bedeutung bei Design-Entwicklung
Quelle: Daimler / InnoWAmess
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 42Der klassische Design-Prozess
Modell-Phase
Datenrückführung (3D-Photogrammetrie bzw. optische Digitalisierung)
2 Kameras nehmen in verschiedenen K-Positionen das Objekt auf. Durch Überlagerung der
beiden Kamera-Informationen wird das Objekt erkannt. Die verschiedenen K-Positionen
müssen dabei bekannt sein. Es empfiehlt sich eine Kameraführung auf einer 3- bzw. 5-
Achsenmess- oder Fräsmaschine.
Es werden Punktewolken erzeugt, welche nachträglich direkt in Flächen überführt werden
können, Messgenauigkeit ca. 0,1mm
Standard-Datenschnittstellen (z.B. VDA, IGS, Step) werden für die Übertragung in einem 3D-
Design-Modellierer oder einem Freiformmodellierer angewendet
Funktionsprinzip der
optischen Digitalisierung
Quelle: Daimler / GOM
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 43Der klassische Design-Prozess
Modell-Phase
Datenrückführung
(3D-Photogrammetrie bzw. optische
Digitalisierung)
Aufnahme in verschiedenen
Ansichten
Erzeugung einer Punktwolke in
wenigen Stunden
Digitalisierung mit bis zu 5 Mio.
Koordinatenwerten
Quelle: Daimler / GOM
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 44Der klassische Design-Prozess
Modell-Phase Interieur
Gleichzeitig mit dem Exterieur-Modell fängt man auch mit dem Bau des
Ergo-Buck („Sitzkiste“) an.
Sinn ist es, die ersten Eindrücke vom Interieur zu bekommen, zum
Beispiel vom Ein- und Ausstieg, der Sitzposition oder der Aussicht durch
die Windschutzscheibe.
Quelle: BMW / Formula Student / Internet
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 45Der klassische Design-Prozess
Designprozess für Innenraumgestaltung
Designentwurf Plastilinmodell
VW E-Bulli
VW I.D.
Quelle: Volkswagen / Daimler
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 46Der klassische (manuelle) Designprozess
Graphik-Designer Konzept-Phase Unternehmensdaten
Ideation Design-Brief
Marktinformationen
Festlegung der Stilrichtung
Theme-Refinement
Festlegung der
orthographischen Ansichten
Tape-Drawings
Packageinformationen
Modell-Designer Maßstab 1:1
Feasibility
Tonmodell
Flächenrückführung
- 3D-Scan d. Abtasten
- Optisches Digitalisieren
Feasibility 3D-Flächen-Daten
Flächenbearbeitung
3D-Flächen für die Ankonstruktion
Quelle: Daimler
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 47Der digitale Design-Prozess
Design-Brief, Package-Data, Concept-Phase
Die wichtigsten Schritte entsprechen dem klassischen Prozess: Der
Design-Brief muss die Programmziele klar definieren, im Package müssen
die Daten genau festgelegt sein, und in der Konzeptphase sind die
technischen und formalen Vorgaben richtig zu interpretieren.
Ideation: Für diese sehr kreative und
intuitive Phase lässt sich bereits der
Rechner einsetzen, doch die meisten
Designer bevorzugen für die ersten
Scribbles noch die klassische Methode.
Quelle: Volkswagen Newsroom
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 48Der digitale Design-Prozess
3-D-Design und Modelling
In dieser Phase verschmelzen Theme-Refinement, Tape-Drawing und Modelling
aufgrund der einheitlich verwendeten digitalen Daten.
Im Tape-Drawing ist das Zusammenspiel der vier Ansichten manchmal schwer
vorstellbar, während im digitalen Prozess nicht nur eine sehr plastische Darstellung
des Wire-Frame-Modells im Computer, sondern auf Knopfdruck auch eine Ansicht
aus allen Blickwinkeln möglich wird.
Der Designer arbeitet nicht nur mathematisch genau – alle Flächen passen
konstruktiv zueinander -, sondern auch effizienter, weil er die Proportion und Form
seines Entwurfs ständig in einer dreidimensionalen Darstellung beurteilen kann.
Auch für die Arbeit der Studio-Ingenieure bringen die im Rechner abgelegten 3D-
Daten eine große Erleichterung: Die 1:1-Daten des jeweiligen Modellstandes sind
jederzeit abrufbar und mit der CAD Software, beispielsweise CATIA, kompatibel.
Gegenüber der Tape-Info lassen sich so Übertragungsfehler vermeiden und viel
Zeit gewinnen.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 49Der digitale Design-Prozess
3-D-Design und Modelling
Gleiches gilt für das computergesteuerte Fräsen eines weit fortgeschrittenen
Modells, das sich aufgrund der digitalen Daten in kürzester Zeit (etwa 2 Tage)
bewältigen lässt, und die spätere Entwicklung von Werkzeugen, die ebenfalls auf
den abgespeicherten Datensätzen basiert.
Man kann das Digitalmodell vielseitig einsetzen, beispielsweise für
aerodynamische Untersuchungen, mit FEM-Ergänzungen für Crashsimulationen
und Animation.
Die Designbeurteilung eines digitalen Modells gelingt auf dem
Computerbildschirm wesentlich besser, wenn man eine Umgebung simuliert.
Dreidimensionales Modell, rechnerbasiert
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 50Der digitale Design-Prozess
3-D-Design-Modellierung
Mit 3D-Design-Tools (z.B. ALIAS) werden aus
den 2-D-Renderings der Ansichten ein 3-D-
Volumenmodell erstellt.
Die Flächenqualität der 3D-Flächen dient
lediglich der Visualisierung
(keine „Class A“-Flächen).
Wesentliche Proportionen und Design-
Features werden in digitaler 3D-Form erzeugt.
Package-Informationen, wie beispielsweise
der Unterbau, werden eingebunden.
Darstellung des Designentwurfes in „realen“
Umgebungen (z.B. Showroom, Landstraße, …).
Heute werden diese Designentwürfe im
„Holospace“ oder der „Cave“ (VR) überprüft.
Quelle: Daimler
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 51Der digitale Design-Prozess
Surface-Layout
3D-Scan-Daten oder Daten der 3D-Design-
Modellierung werden in entsprechenden Flächen-
Modellierern (z.B. ICEM-Surf, HELIOS)
aufgearbeitet.
Hier werden Class-A-Flächen erzeugt
Trennkonturen zwischen den einzelnen Bauteilen
(z.B. Motorhaube zum Kotflügel) werden hier
explizit ausgeführt.
Geringe Modifikationen der Flächen (z.B. Stracken
v. Flächen) werden ebenfalls in dieser Phase
durchgeführt. Die Qualität sowie die genaue Lage
der Exterieur- und Interieur-Flächen werden
iterativ in verschiedenen Entwicklungsstufen
angenähert.
Die in dieser Phase entstandenen Flächen sind die „ICEM“-Flächen
letztendliche Ausgangsbasis für die Innenraum Jaguar XK8
Ankonstruktionen.
Quelle: Daimler
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 52Der digitale Design-Prozess
Die Simulation Surfvis 3D ermöglicht
eine fotorealistische Abbildung der
Oberflächen am späteren Bauteil.
Die Innenraumoberflächen im Opel Adam
kommen von Benecke-Kaliko und sind
durch den Einsatz von elastischen
Polymeren unempfindlich gegenüber
Kratzern.
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 53Der moderne (digitale) Designprozess
Graphik-Designer Konzept-Phase Unternehmensdaten
Ideation Design-Brief
Marktinformationen
Festlegung der Stilrichtung
Theme-Refinement
Festlegung der
orthographischen Ansichten
Holospace (VR)
3D-Design-Modellierung Packageinformationen
Tonmodell Feasibility
(Tape-Drawings)
Flächenrückführung Surface-Layout
Nur zur Kontrolle!
3D-Flächen-Daten
für die Ankonstruktion
Quelle: Daimler
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 54Der Designprozess
Quelle: Automobil Produktion
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 55Der digitale Design-Prozess
Vorteile und Stärken
• Die Daten sind mathematisch genau und können vielseitig eingesetzt werden,
beispielsweise für die Feasibility-Untersuchung, für Simulationen, für Animation,
Rapid Prototyping und für Virtual Reality.
• Der Datentransfer weltweit an andere Abteilungen und Lieferanten ist
unkompliziert und schnell.
• Die Konstruktionsabteilung kann viel früher mit der Feasibility beginnen, um so
eine kürzere Entwicklungszeit zu erreichen.
• Der digitale Prozess erlaubt zusätzliche digitale Modelle und dadurch mehr
Auswahl und Variationsmöglichkeiten, die im Computer schnell dargestellt
werden können.
• Höhere Effizienz, das heißt jeder Designer, der am Computer entwirft, produziert
in der gleichen Zeit mehr als ein Designer, der nach der klassischen Methode
entwirft.
• Höhere Qualität, weil die Daten mathematisch genau sind und deshalb auch die
Hartteile perfekt passen.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 56Der digitale Design-Prozess
Nachteile und Schwächen
• Die Beurteilung von digitalen Modellen ist schwieriger als von konventionellen
Tonmodellen, weil auf dem Bildschirm nur ein kleiner Maßstab abgebildet wird,
zudem der Kontext und die Informationen aus der Umgebung fehlen, z.B. alle
Licht- / Schatteneffekte.
• Die für den digitalen Designprozess notwendige Infrastruktur ist teuer und
aufwendig.
• Die Entwicklung eines Designs am Bildschirm erfolgt weitgehend isoliert, d.h. der
Designer ist dem ständigen Feedback des Teams entzogen.
• Soft- und Hardware veralten rasch
• Wie bei allen computergestützten Verfahren kann der Rechner abstürzen, die
einzelnen Funktionen können verrückt spielen.
Quelle: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 3. Auflage
SS 2020 Design / Prof. C. Wagener 57Sie können auch lesen
