BIM Material/de

BIM Material
Menüeintrag
Verwalten → Material
Arbeitsbereich
BIM
Standardtastenkürzel
Keiner
Eingeführt in Version
-
Siehe auch
Keiner

Beschreibung

BIM Material zeigt den Dialog Material auswählen der Materialverwaltung an. Der Dialog erlaubt es, schnell und einfach Tätigkeiten im Zusammenhang mit Material auszuführen, mit besonderem Fokus auf Effizienz bei der Arbeit mit vielen Objekten und vielen Materialien.

1. Ein neues Material oder Mehrfach-Material erstellen.
2. Gewählten Objekten ein vorhandenes Material oder Mehrfach-Material zuweisen.

Der BIM-Material-Manager

Anwendung

1. (Wahlweise) ein oder mehrere BIM-Objekte auswählen, deren Daten-EigenschaftMaterial geändert werden soll. Objekte ohne diese Eigenschaft können auch ausgewählt werden, werden aber ignoriert.
2. Die Schaltfläche Material drücken.
3. Es geschieht eine der folgenden Möglichkeiten:
   • Wenn es kein Material im aktiven Dokument gibt:
     1. Der Dialog der Materialverwaltung wird nicht angezeigt. Stattdessen wird das Werkzeug Arch MaterialZuordnen gestartet, um ein Material zu erstellen.
     2. Sind Objekte ausgewählt, wird ihnen das erstellte Material zugeordnet, wenn möglich.
   • Wenn es wenigstens ein Material oder Mehrfachmaterial im aktiven Dokument gibt:
     1. Der Dialog der Materialverwaltung wird geöffnet. Siehe Werkzeuge der Materiaverwaltung.
     2. Wahlweise ein Material oder Mehrfachmaterial in der Liste auswählen.
     3. Die Schaltfläche OK drücken.
     4. Sind Objekte ausgewählt, wird ihnen das ausgewählte Material zugeordnet, wenn möglich.

Werkzeuge der Materiaverwaltung

Die Materiaverwaltung kann:

• Materialien nach Namen suchen: Suchfeld verwenden.
• Ein Material den ausgewählten Objekten zuweisen: Ist ein Material aktiv, während OK gedrückt wird, wird es den ausgewählten Objekten zugewiesen.
• Ein Material erstellen: Die Schaltfläche Neues Material drücken.
• Ein Mehrfachmaterial erstellen: Die Schaltfläche Neues Mehrfach-Material erstellen drücken.
• Ein Material löschen: Ein Rechtsklick auf das Material und "Löschen" auswählen.
• Nicht verwendete Materialien löschen: Die Schaltfläche Unbenutzte löschen drücken. Alle Materialien, die von keinem einzigen Objekt verwendet werden, werden gelöscht.
• Doppelte Materialien zusammenfassen: Die Schaltfläche Duplikate zusammenführen drücken. Fässt alle Materialien mit identischen Namen zusammen (z.B. Beton und Beton) oder solche mit identischen Namen und numerischem Suffix (z.B. Beton und Beton001).
• Ein Material umbenennen: Ein Rechtsklick auf ein Material und "Umbenennen" auswählen.
• Ein Material kopieren: Ein Rechtsklick auf ein Material und "Kopieren" auswählen. Dies erzeugt eine unabhängige Kopie des Materials.
• Materialien zusammenfassen: Ein Rechtsklick auf ein Material und "Zusammenführen zu…" auswählen. Dann ein anderes Material auswählen. Das erste wird entfernt, und allen Objekten, die das erste verwendet haben, wird das zweite zugeordnet.

Neues Material

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Materialeigenschaften

Ein Arch Material-Objekt wird die folgenden Eigenschaften haben

Daten

Material

• Daten-EigenschaftDescription (String): Eine Beschreibung für dieses Material.
• Daten-EigenschaftStandard Code (String): Ein Standardcode (MasterFormat, OmniClass, …).
• Daten-EigenschaftProduct URL (String): Eine URL, unter der Informationen zu diesem Material zu finden sind.
• Daten-EigenschaftTransparency (Percent): Der Transparenzwert dieses Materials.
• Daten-EigenschaftColor (Color): Die Farbe dieses Materials.
• Daten-EigenschaftSection Color (Color): Die Farbe dieses Materials beim Schneiden.

Neues Mehrfach-Material

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Beziehung zwischen BIM- und Kern-Materialsystemen

Seit Version 1.0 enthält FreeCAD zwei unterschiedliche und parallele Systeme zur Verwaltung von Materialien: ein älteres, Python-basiertes System, das hauptsächlich von dem Arbeitsbereich BIM verwendet wird, und ein modernes, C++-basiertes System, das für den globalen Einsatz in jedem Arbeitsbereich vorgesehen ist.

Kern-Material-System

• Architektur: Dieses System basiert auf einem zentralisierten Bibliotheksmodell. Die primäre Definition eines Materials wird extern in Dateien (z. B. im Format .FCMat) gespeichert, die sich in systemweiten oder benutzerspezifischen Verzeichnissen befinden. Der Arbeitsbereich Material dokumentiert dieses System ausführlicher.
• Datenverknüpfung: Wenn einem Objekt ein Material zugewiesen wird, speichert das Objekt keine vollständige Kopie der Materialdaten. Stattdessen wird dem Objekt eine versteckte Eigenschaft namens Daten-EigenschaftShape Material hinzugefügt. Diese Eigenschaft enthält ein vollständiges Materialobjekt im Speicher und serialisiert beim Speichern des Dokuments entweder einen Verweis auf ein externes Bibliotheksmaterial unter Verwendung der UUID-Eigenschaft des Materialobjekts oder bettet eine vollständige Kopie der Materialdaten ein, wenn es keine externe Quelle hat.
• Arbeitsablauf: Dieser Ansatz gewährleistet eine einzige Quelle der Wahrheit; Aktualisierungen der zentralen Bibliotheksdatei werden auf alle Dokumente übertragen, die darauf verweisen. Dies bedeutet jedoch, dass die Portabilität von Dokumenten beeinträchtigt werden kann, wenn die entsprechenden Materialbibliotheken nicht auf einem anderen System vorhanden sind. Die Materialien selbst sind nicht direkt als Objekte in der Baumansicht des Dokuments sichtbar.

BIM-Material-System

• Architekture: Dieses System basiert auf einem dokumentenzentrierten Modell. Ein Material ist ein eigenständiges Objekt innerhalb des Dokuments selbst, eine Instanz von App::MaterialObjectPython.
• Datenspeicherung: Die vollständige Definition des Materials, einschließlich seiner Eigenschaften wie Farbe und Beschreibung, wird direkt in diesem Objekt innerhalb der Datei .FCStd gespeichert. Diese Materialobjekte sind in der Baumansicht sichtbar und in einer Gruppe "Materialien" zusammengefasst. Bei der Zuweisung enthält die Eigenschaft DatenMaterial eines Objekts einen direkten Link zu diesem Materialobjekt im Dokument.
• Arbeitsablauf: Dieser Ansatz gewährleistet die Portabilität von Dokumenten, da alle Materialdefinitionen eingebettet sind. Er sorgt auch für Auffindbarkeit, da die in einem Projekt verwendeten Materialien explizit in der Baumansicht aufgelistet sind. Allerdings kann dies zu Datenduplikaten führen und es fehlt ein Mechanismus zur zentralen Aktualisierung von Materialien über mehrere Projekte hinweg.

Interaktionspunkt: Einweg-Import

Die beiden Systeme sind nicht tiefgreifend oder dauerhaft integriert. Ihre Interaktion beschränkt sich auf einen einseitigen Datenimport, der vom BIM-System initiiert wird.

• Mechanismus: Die Benutzeroberfläche des BIM/Arch-Materialeditors kann die Verzeichnisse scannen, die die .FCMat-Bibliotheksdateien des Core-Systems enthalten. Diese externen Materialien werden dem Benutzer als verfügbare Vorlagen im Material-Aufgabenbereich angezeigt, wenn er eine Voreinstellung auswählt.
• Prozess: Wenn ein Benutzer ein .FCMat-Material aus dieser Liste auswählt, führt das BIM-System die folgenden Aktionen aus:

1. Es liest die Daten aus der ausgewählten .FCMat-Datei.
2. Es verwendet diese Daten, um die Felder für ein neues, natives App::MaterialObjectPython zu füllen.
3. Dieses neue Objekt wird dann innerhalb des aktiven Dokuments erstellt.

Sobald dieser Importvorgang abgeschlossen ist, besteht keine Verbindung mehr zwischen dem neu erstellten Arch/BIM-Material und der ursprünglichen .FCMat-Datei. Es handelt sich um eine einmalige Kopie der Daten zu diesem bestimmten Zeitpunkt. Nachträgliche Änderungen am Ausgangsmaterial in der Kernbibliothek haben keine Auswirkungen auf die daraus erstellten Arch/BIM-Materialien.

Physikalische vs. Aussehens-Eigenschaften

Die FreeCAD-Materialsysteme unterscheiden zwischen den physikalischen Eigenschaften eines Materials und seinem optischen Erscheinungsbild. Diese Eigenschaften unterscheiden sich jedoch erheblich zwischen dem Kern-Materialsystem und dem älteren BIM-System.

Kern-Material-System

Das auf C++ basierende Kern-System bietet ein erweiterbares Framework zur Definition einer Vielzahl von Materialeigenschaften. Es ist in „Modelle” unterteilt, bei denen es sich um Schemata handelt, die verwandte Eigenschaften gruppieren.

• Physikalische Eigenschaften: Diese definieren die für die Simulation und Analyse erforderlichen technischen Eigenschaften. Das System unterstützt zahlreiche Modelle, darunter: Mechanische (z. B. Dichte, Elastizitätsmodul, Poisson-Verhältnis), thermische und elektromagnetische Modelle.
• Darstellungs-Eigenschaften: Diese definieren das visuelle Erscheinungsbild für das Rendering. Es werden mehrere Rendering-Modelle unterstützt, die Eigenschaften wie DiffuseColor, SpecularColor Shininess, Transparency, Texturbildpfade und Skalierung definieren.
• Erweiterbarkeit: Die modellbasierte Architektur ist auf Erweiterbarkeit ausgelegt. Addon-Arbeitsbereiche oder zukünftige FreeCAD-Versionen können neue Modelle einführen, um zusätzliche physikalische Domänen oder Render-Engines zu unterstützen, ohne das Core-Framework zu verändern.

BIM-Material-System

Dieses ältere, Python-basierte System verfügt über einen festen und eher begrenzten Satz von Eigenschaften, wobei der Schwerpunkt vor allem auf der visuellen Darstellung und grundlegenden Metadaten für BIM-Arbeitsabläufe liegt.

• Physikalische Eigenschaften : Dieses System verfügt über kein formales Konzept physikalischer Eigenschaften für die technische Analyse. Es verwaltet keine Daten wie Dichte oder Elastizitätsmodul.
• Darstellungs-Eigenschaften: Die Eigenschaften sind fest codiert und auf einen für die Architekturvisualisierung und Metadaten erforderlichen Grundsatz beschränkt, der aus sechs Eigenschaften besteht: Daten-EigenschaftColor, Daten-EigenschaftSection Color, Daten-EigenschaftTransparency (Erscheinungsbild), Daten-EigenschaftDescription, Daten-EigenschaftStandard Code, Daten-EigenschaftProduct URL (Metadaten).
• Erweiterbarkeit: Der Eigenschaftensatz ist im Python-Code festgelegt und nicht für Erweiterungen ausgelegt.

Dieser Unterschied ist entscheidend: Das Kernsystem ist für jede technische Analyse (wie FEM) erforderlich, während das BIM-System speziell auf die architektonische Visualisierung und IFC-Kompatibilität zugeschnitten ist.

Koexistenz und Interoperabilität von Material-Systemen

Während das langfristige Ziel die vollständige Umstellung des Arbeitsbereichs BIM auf das zentrale Materialsystem ist, erfordert die Übergangszeit ein Verständnis dafür, wie beide Systeme auf einem einzigen Objekt koexistieren können.

Können beide Systeme einem Objekt zugewiesen werden?

Es ist technisch möglich, einem Objekt (z. B. einer Arch Wand) ein Material aus beiden Systemen zuzuweisen. Die beiden Systeme verwenden unterschiedliche, nicht miteinander in Konflikt stehende Eigenschaften zur Speicherung ihrer Daten:

• Kern-System: Nutzt die versteckte DatenShape Material-Eigenschaft.
• BIM-System: Nutzt die sichtbare DatenMaterial-Eigenschaft.

Ein Objekt kann beide Eigenschaften gleichzeitig aufweisen.

Dopple-Zuweisungs-Arbeitsablauf für maximale Kompatibilität

Für Anwender, die sowohl erweiterte technische Analysen als auch einen korrekten BIM-Datenaustausch (insbesondere IFC-Export) benötigen, ist derzeit ein „Dual-Assignment“-Arbeitsablauf der einzig gangbare Ansatz.

Warum dies notwendig ist: Die Werkzeuge für verschiedene Domänen sind so programmiert, dass sie nach unterschiedlichen Eigenschaften suchen.

• Arbeitsbereiche wie FEM lesen physikalische Daten ausschließlich aus dem Kern-Material, das der Eigenschaft DatenShape Material zugewiesen ist.
• Der IFC-Exporter ist Teil des Arbeitsbereichs BIM und liest Materialinformationen ausschließlich aus dem BIM-Material, das der Eigenschaft DatenMaterial zugewiesen ist.

Empfohlener Arbeitsablauf: Benutzer, die physikalische und optische Materialeigenschaften benötigen und sicherstellen möchten, dass ein Objekt in beiden Bereichen voll funktionsfähig ist, können die folgenden zwei Schritte ausführen:

1. Das Kern-Material zuweisen: Aus der Baumansicht oder dem Kontextmenü der 3D-Ansicht die Option Material auswählen, um das gewünschte Material zuzuweisen. Dadurch werden die physikalischen Daten des Objekts für die Analyse verfügbar gemacht.
2. Das BIM-Material zuweisen: Dasselbe Objekt auswählen und das auf dieser Seite beschriebene Werkzeug BIM-Material verwenden, um ein entsprechendes BIM-Material zuzuweisen. Dadurch wird sichergestellt, dass das Objekt mit den richtigen Materialinformationen in IFC exportiert wird.

Vorbehalte und Risiken: Diese Problemumgehung birgt ein erhebliches Risiko der Datendesynchronisation. Die beiden Materialzuweisungen sind völlig unabhängig voneinander. Wenn man den Namen oder die Farbe des BIM-Materials aktualisiert, hat dies keine Auswirkungen auf das Core-Material und umgekehrt. Benutzer müssen manuell sicherstellen, dass die beiden zugewiesenen Materialien konsistent bleiben, um widersprüchliche Informationen zwischen ihren internen Analysen und ihren externen BIM-Ergebnissen zu vermeiden. Das Multimaterialobjekt des BIM-Systems, für das es im Core-System keine Entsprechung gibt, muss weiterhin ausschließlich mit BIM-Materialien verwendet und verwaltet werden.