CAD-Dateien für CNC-Bearbeitung: Optimale Formate & Modellvorbereitung

Was sind CAD-Dateien?

CAD-Dateien (Computer-Aided Design) sind digitale Konstruktionsdatensätze, die Geometrie, Maße, Toleranzen und Merkmale eines Bauteils definieren. Sie sind die Brücke zwischen Design und Fertigung. Erstellt in Systemen wie Fusion 360, SolidWorks, NX, Creo, CATIA. Als 2D-Zeichnung (DXF, DWG) oder 3D-Modell (STEP, IGES, native Formate). Vor Fertigungsstart müssen CAD-Daten vorliegen – sie steuern CAM, Simulation, Werkzeugbahnberechnung.

Gängige CAD-Formate für CNC

RapidDirect akzeptiert: STP/STEP, IGES, PRT, SLDPRT, SAT, X_T (max. 15 MB). Die Wahl hängt von Komplexität, Softwarekette und Datenaustauschanforderungen ab.

STEP (.stp / .step) – Standard for the Exchange of Product Model Data

Neutrales, weit verbreitetes Austauschformat. Speichert solide 3D-Geometrie (B-Rep), Topologie, Attribute. Hohe Interoperabilität zwischen CAD/CAM/PLM-Systemen. Ideal für Zusammenarbeit über Unternehmensgrenzen. Kein Datenverlust beim CAM-Import. Empfohlenes Standardformat für CNC-Fertigung.

IGES (.igs / .iges) – Initial Graphics Exchange Specification

Älterer Standard (1980er). Unterstützt Drahtgitter, Flächen, Solids, 2D. Noch genutzt für Freiformflächen, Altanlagen, lange Produktlebenszyklen. Schwäche: Keine robuste Solid-Modell-Unterstützung → Lücken/Übersetzungsfehler bei komplexen 3D-Modellen. Für reine Flächenmodelle noch brauchbar.

PRT (.prt) – Native Part-Dateien (Siemens NX, PTC Creo)

Enthält vollständige Konstruktionshistorie, Parameter, Features, Materialdaten, Baugruppenbeziehungen. Perfekt für Designiterationen, Simulation, Änderungsmanagement. Nur innerhalb einheitlicher Softwarelandschaft (NX↔NX, Creo↔Creo) ohne Konvertierung nutzbar. Für externe Fertigung → Export in neutrales Format (STEP).

SLDPRT (.sldprt) – SolidWorks Native Format

Vollständige Feature-Historie, Skizzen, Parameter, Baugruppenstruktur. Standard in Konsumgüter, Auto, Luftfahrt. Nahtloser CAM-Übergang bei SolidWorks-kompatibler CAM-Software (z. B. SolidCAM, Mastercam mit SW-Interface). Andernfalls Export nach STEP/X_T.

SAT (.sat) – ACIS Solid Model (Spatial Corp.)

Kernbasiert auf ACIS-Geometriekernel. Genutzt von Fusion 360, Inventor, AutoCAD. Präzise Solidgeometrie, kompakte Dateigröße. Ideal innerhalb ACIS-basierter Toolchains. Außerhalb → Konvertierung nötig.

X_T (.x_t) – Parasolid Transmit (Siemens)

Textbasiertes Parasolid-Format (Kernel: Parasolid). Unterstützt NX, SolidWorks, weitere. Hohe geometrische Treue, Toleranzdaten, kompakt, schnelles Laden. Bevorzugt bei Parasolid-basierten Design/Fertigungssystemen. Perfekt für komplexe Geometrien, enge Toleranzen.

Technischer Vergleich der CAD-Formate

Softwarekompatibilität & Interoperabilität

Geometriedarstellung & Genauigkeit

• STEP & X_T: Exakte B-Rep-Solids, Topologie, Kanten/Flächen präzise. Goldstandard für Werkzeugbahnerstellung.
• IGES: Flächen-/Drahtfokus, keine echten Solids → Lücken bei CAM-Import möglich.
• PRT / SLDPRT: Solids + komplette Feature-Historie, Designintent. Für CAM oft Export nötig.
• SAT: Exakte Solids, ACIS-optimiert. Außerhalb ACIS → Übersetzungsrisiko.

Dateigröße & Performance

• Klein & schnell: X_T, SAT (kompakt, ideal für große Baugruppen)
• Mittel: IGES (weniger Detail)
• Groß: STEP (standardisierte Definitionen), PRT/SLDPRT (Historie, Metadaten)

Parametrische & Design-Daten

• Vollständig: PRT, SLDPRT (Features, Skizzen, Constraints, Material)
• Geometrie only: X_T, SAT, STEP (Assembly-Struktur bei STEP)
• Keine: IGES (reine Geometrie)

Einsatz in CAM & Werkzeugbahnerstellung

• Direkt nutzbar: STEP, X_T (breite CAM-Unterstützung)
• Nacharbeit nötig: IGES (Flächen heilen, Lücken schließen)
• Nur bei nativem Support: PRT, SLDPRT, SAT (sonst Konvertierung)

Häufige Konvertierungsprobleme & Lösungen

1. Falsche Einheiten / Skalierung

Ursache: Zoll vs. mm beim Export/Import. Lösung: Einheiten vor Export prüfen, im Dateinamen kennzeichnen (z. B. „Teil_mm.stp“), CAM-Import auf Einheit prüfen.

2. Geometrie- / Featureverlust

Ursache: Native → Neutral (z. B. SLDPRT → IGES) verliert Parameter, Skizzen, Features. Lösung: Hohe Tessellationsauflösung bei Export, Originaldatei archivieren, CAM mit nativem Translator nutzen.

3. Flächenlücken & Stitching-Fehler

Ursache: IGES speichert keine geschlossenen Solids. Lösung: Solide Formate (STEP, SAT) bevorzugen. Healing-Tools in CAD/CAM nutzen (Lücken schließen). Diagnose vor CAM-Start.