Charlotte Seybold bekommt Clay-Modell erklärt

Auf Linie gebracht

Die digitale Designphase des neuen Audi A1 Sportback

Binärcode trifft Fingerspitzengefühl: Was passiert, wenn die Power von 4.300 Laptops und menschliche Handarbeit verschmelzen? Blogautorin Charlotte Seybold geht der Frage im Audi Designcenter auf den Grund und hat ihre erste Begegnung mit dem neuen Audi A1 Sportback.

Clay-Modell Audi A1 Sportback
Digitalisierung zum Anfassen: Bei der digitalen Designphase eines neuen Audi-Modells verschmelzen menschliche Handarbeit und digitale Arbeitsschritte.

Gespannt schiebe ich die Tür zum neuen C3-Studio im Audi Design auf. Grelles Licht quillt mir aus den Neonleuchten entgegen, Calvin Harris summt aus den Lautsprechern. Im Raum wimmelt es von Designern, CAD-Formgestaltern und Clay-Modelleuren. Und da – in der Mitte des großen Modellstudios, da steht er: der neue Audi A1 Sportback. Aus hellbraunem Clay, einer speziellen Industrieplastilin-Mischung. Eigens für mich angefertigt. Doch warum braucht es für die digitale Designphase ein physisches Modell? Muss man im Designprozess Digitalisierung noch greifbar machen? Mit diesen Fragen eile ich durch die Halle zu Markus Gleitz, dem Leiter der Abteilung Design Exterieur CAD / Technik. Er und seinen Kollegen geben mir die Chance die digitale Designphase des neuen Audi A1 Sportback Exterieurs hautnah zu erleben.

Audi A1 Sportback: Digitalisierung trifft Handwerkskunst – der C3-Prozess

Markus Gleitz steht am anderen Ende des Studios vor einer großen Leinwand, der sogenannten LED Powerwall. Bevor es losgeht, ordnet er die digitale Designphase in den Ablauf des gesamten Designprozesses ein: „Der Designprozess eines Serienmodells bei Audi dauert circa viereinhalb Jahre und besteht aus einzelnen Phasen. Wir sind vor etwa einem Jahr in das Gebäude hier umgezogen. Der Designprozess des Exterieurs des Audi A1 Sportback fand daher genau genommen noch im alten Gebäude statt. Im Vorfeld der digitalen Designphase arbeiten wir mit Experten der Technischen Vorentwicklung und dem Vertrieb zusammen. Hier definieren wir in der initialen Designphase erste technische Rahmenbedingungen, wie zum Beispiel die Höhenlage der Motorhaube oder den Radstand.“

Charlotte Seybold betrachtet LED-Powerwall

CAD-Daten in Lebensgröße: Die perfekte Kombination, um Digitalisierung greifbar zu machen?

Innerhalb dieser Vorgaben können die Designer ihrer Kreativität in der Entwurfsphase freien Lauf lassen. Gezeichnet wird traditionell auf Papier oder digital auf dem Grafiktablett. Auf die Entwurfsphase folgt die digitale Designphase oder kurz der C3-Prozess – um den geht es heute. Die drei „C“ stehen für: CAD, Concept und Claymilling. Im C3-Prozess setzen CAD-Formgestalter die Skizzen der Designer in ein CAD-Datenmodell um. Die Daten werden an der Powerwall fotorealistisch in Echtzeit dargestellt. Digitalisierung vom Feinsten. Zeitnah werden die Daten auch von Fräsmaschinen in ein physisches Claymodell gefräst. Die perfekte Kombination, um Digitalisierung greifbar zu machen.

A desk with a view – die Arbeit der CAD-Formgestalter in der digitalen Designphase

Aber erstmal der Reihe nach. Markus Gleitz führt mich zum Arbeitsplatz des CAD-Formgestalters Harald Riedlmüller. Sein Schreibtisch befindet sich außerhalb des C3-Studios, lediglich durch eine große Glasfront vom Studio abgetrennt. Von hier aus überblickt er die gesamte C3-Halle: LED Powerwall und Claymodelle hat er so jederzeit im Blick. Auch seine CAD-Daten kann er vom Arbeitsplatz aus direkt auf die große Powerwall im Inneren des Studios übertragen – Luftlinie: 20 Meter.

Auf der Powerwall bewerten die Designer und CAD-Gestalter die Daten im Maßstab 1:1 und überprüfen sie auf ihre Stimmigkeit. Durch die hohe Leistung des sogenannten Rechenclusters, also eines großes Rechner-Netzwerkes, können die Designer die Auswirkungen ihrer Änderungen am digitalen Modell sofort nachvollziehen.

CAD-Formgestalter Harald Riedlmüller an seinem Arbeitsplatz
CAD-Formgestalters Harald Riedlmüller überblickt von seinem Schreibtisch aus die gesamte C3-Halle: LED Powerwall und Claymodelle hat er so jederzeit im Blick.

Sie werden fotorealistisch in Echtzeit dargestellt. Harald Riedlmüller zeigt mir, wie ich einzelne Koordinaten am Rechner verschieben kann. Ich verpasse dem Audi A1 Sportback eine noch breitere Heckklappe und staune nicht schlecht, als mein Entwurf auf der Leinwand im Studio aufpoppt. „Änderungen in Punkto Proportionen, Überhänge und Schattenwurf können wir so zeitnah visualisieren“, sagt Harald Riedlmüller. Im Gegensatz zu früher werden mögliche Unstimmigkeiten nicht erst beim physischen Claymodell entdeckt.

Harald Riedlmüller und Markus Gleitz zeigen auf LED Powerwall verschiebt

Harald Riedlmüller und Markus Gleitz zeigen, wie einzelne Koordinaten in CAD verschoben werden können.

Verblüffend echt – fotorealistisch in Sekundenschnelle

Das Rechencluster ermöglicht es außerdem, die CAD-Daten in Echtzeit sogar fotorealistisch zu simulieren. Zurück in der Halle erfahre ich, was das bedeutet: Mit einem Mausklick werden die CAD-Daten in Sekundenschnelle zu einer fotorealistischen Darstellung des neuen Audi A1. Ich muss zugeben: Bei der Heckklappe habe ich ein wenig übertrieben. Einen Klick später befindet sich der Kompaktwagen von Audi virtuell im Design Studio Peking. Harald Riedlmüller schwenkt über das Modell und betrachtet den A1 von oben. Gigantisch! Sogar die Spiegelungen im Lack sind fotorealistisch animiert. Die Visualisierungssoftware arbeitet nach dem sogenannten Ray-Tracing-Prinzip: Mithilfe dieses vektorbasierten Strahlverfahrens werden optische Effekte wie Licht, Schatten oder Spiegelung physikalisch korrekt berechnet und in Abhängigkeit zur Tageszeit dargestellt.

Markus Gleitz betrachtet und zeigt auf LED Powerwall
Markus Gleitz bewertet die CAD-Daten an der Powerwall und überprüft sie auf ihre Stimmigkeit.

„Durch die Hightech-Visualisierung können wir Designbewertungen bereits in einem sehr frühen Designstadium digital treffen“, erklärt Markus Gleitz. Die Rechenleistung des Clusters entspricht der Performance von rund 4.300 Notebooks. Auch dynamische Fahraufnahmen und Fahrsimulationen der Modelle können berechnet und auf der Powerwall dargestellt werden: Ohne dass der neue A1 Sportback jemals auf den Straßen Barcelonas unterwegs war, sehe ich, wie er um 19 Uhr abends bei Sonnenuntergang über die Straßen Spaniens gleitet. Aber anfassen kann ich ihn dadurch immer noch nicht.

Immer der richtige Blickwinkel – Design in 3D

Wird der Audi A1 deshalb noch aus Clay gefräst? „Nein, nicht nur wegen der Haptik“, erklärt Harald Riedlmüller. „Auf der Powerwall bekommen wir einen sehr guten Eindruck vom Fahrzeug. Aber nichts ersetzt das Gefühl, in der Realität vor einem Modell zu stehen. Dann ist der Blickwinkel für das menschliche Auge realistisch und lebensecht“, erklärt er.

Die digitalen Möglichkeiten erleichtern die Herstellung eines lebensgroßen Modells. Durch den permanenten Abgleich zwischen Powerwall und Claymodell setzen die Fräsmaschinen Änderungen in den CAD-Daten am Claymodell automatisiert um. Vorausgesetzt, es ist genügend Material vorhanden. Bevor die Maschine meine ausladende Heckklappe fräsen kann, muss frischer Clay aufgetragen werden. Das passiert noch immer von Menschenhand. Daniel Rogalski und Christoph Kaltenecker, beide „Claysupporter“ zeigen mir, wie ich Clay auftrage und die Fräsmaschine starte.

Markus Gleitz und Daniel Rogalski zeigen Blog-Autorin Charlotte Seybold, wie Clay auf das Modell aufgetragen wird

Digitalisierung trifft Handarbeit: Markus Gleitz, Leiter der Abteilung Design Exterieur CAD / Technik und Daniel Rogalski, Claysupporter, tragen Clay auf das 1:1 Modell auf.

Ein weiteres Hilfsmittel steht den Audi-Designer schon heute zur Verfügung: VR-Brillen. „Mit der VR-Brille können wir das Modell in einer virtuellen Simulation in 3D begutachten. Die lebensechte Darstellung von Design-Modellen wird damit noch realistischer“, erklärt Harald Riedlmüller. „In den nächsten Jahren werden VR-Anwendungen zum Standard-Tool im Design-Prozess“, ergänzt Markus Gleitz. Doch VR-Brillen werden noch mehr können.

Auf in die Zukunft – Virtual Reality im Design

Als die Fräsmaschine ihre Arbeit beginnt, ist Zeit noch einen Blick in die Zukunft zu wagen: Im sogenannten Holodeck ein Stockwerk höher forschen Audi Designer an weiteren virtuellen Darstellungsmöglichkeiten. Mittels einer VR-Brille hat man dort bereits die Möglichkeit sein Datenmodell in einer virtuellen, real erscheinenden Welt zu begutachten. Mehrere Nutzer können sich gleichzeitig einloggen und erkennen sich als Avatare. In absehbarer Zeit werden VR-Brillen auch Design-Meetings über Kontinente hinweg ermöglichen. Dann treffen sich beispielsweise Audi-Designer aus Ingolstadt, Peking und Los Angeles als Avatare in einem virtuellen Studio.

Und dann wird man Daten auch endlich anfassen können: Datenhandschuhe werden mittels haptischem Feedback das digitale Anfassen von virtuellen Modellen ermöglichen. Also doch Digitalisierung zum Anfassen!

Charlotte Seybold trägt VR-Brille
Aufbruch in die Zukunft: Mit Hilfe von VR-Brillen können die Designer die Modelle in einer virtuellen Simulation realistisch und lebensecht in 3D begutachten.

Die Fräsmaschine ist mittlerweile fertig. In rund 15 Minuten hat sie meine Änderung am Claymodell umgesetzt. Verlegen streiche ich über die breite Heckklappe. Zum Glück kann man meine Änderungen mit ein paar Klicks wieder rückgängig machen. Das Design der Zukunft liegt doch besser in den Händen der Designer und CAD-Formgestalter.

Ein Besuch im Audi Designcenter

Die Designphase eines neuen Serienmodells dauert etwa viereinhalb Jahre und besteht aus verschiedenen Phasen. Eine davon ist die digitale Designphase, auch genannt C3-Prozess. C3 steht für CAD, Concept und Claymilling, die drei Komponenten des digitalen Designprozesses. In dieser Phase wandeln CAD-Formgestalter Designer-Skizzen in CAD-Datenmodelle um und lassen die Modelle an einer LED Powerwall darstellen. Abgerundet wird der Prozess durch das Fräsen eines physischen Claymodells, um auch den menschlichen Blickwinkel zu berücksichtigen.

Breite C-Säule trifft eindrucksvollen Kühlergrill: Doojin Choi, Designer des neuen Audi A1 Sportback, präsentiert seine Designidee. Spielort: Das virtuelle Designstudio Peking.

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Dynamisch, sportlich, maskulin - das Design des neuen Audi A1 Sportback: Jürgen Löffler, Leiter des Design Exterieur Studio 3.1, erklärt zum Abschluss meines Besuches die Highlights des Audi A1 Sportback an der Powerwall.

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Claysupporter Christoph Kaltenecker erklärt, wie die Fräsmaschine richtig eingestellt wird. Diese fräst die digitalen Änderungen der CAD-Daten zeitnah in ein physisches Claymodell.

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Audi A1 Sportback
Aus dem Audi MediaCenter

Audi A1 Sportback

Im Jahr 2010 debütierte mit dem A1 eine ganz neue Modellreihe von Audi. Nun fährt die zweite Generation des erfolgreichen Kompakten an den Start. Den neuen Audi A1 Sportback zeichnet sein dynamisches Design aus. Er ist der ideale Begleiter im urbanen Umfeld und auch für längere Strecken sehr gut geeignet. Mit seinen Infotainment- und Fahrerassistenzsystemen auf Oberklasse-Niveau ist der A1 Sportback bestens vernetzt mit der digitalen Welt. Neue Ausstattungslinien schaffen viel Spielraum für Individualisierung.

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