CAD-Modellierung erklärt:Auswahl der richtigen Designsoftware für den 3D-Druck

Was ist CAD-Modellierung und warum ist sie ein unverzichtbares Werkzeug für die digitale Fertigung? Entdecken Sie die Arten von CAD-Software, mit denen Sie Ideen durch digitale 3D-Modellierung in die physische Welt übertragen können. Finden Sie die richtigen Softwaretools für Ihre Anwendung.

Was ist CAD-Software? 

CAD (Computer Aided Design), auch 3D-Modellierung genannt, ermöglicht es Ingenieuren und Designern, realistische Computermodelle von Teilen und Baugruppen für komplexe Simulationen und die digitale Fertigung zu erstellen. Mit CAD erstellte Modelle können mit 3D-Druck, CNC-Bearbeitung und Spritzguss als physische Bauteile hergestellt werden. 

CAD-Software kann eine Vielzahl von Parametern simulieren, darunter Festigkeit oder Temperaturbeständigkeit, bevor physikalische Modelle erstellt werden. Durch den Einsatz von CAD-Software können Sie schneller und kosteneffizienter arbeiten, ohne Kompromisse bei der Qualität Ihrer Bauteile einzugehen.

Was ist Volumenmodellierung? 

Bei der Volumenmodellierung werden solide 3D-Modelle erstellt, als wären sie tatsächliche Teile, mit einem logischen Arbeitsablauf, der den Prozessen ähnelt, die zur Herstellung des Teils verwendet würden. Einige dieser Vorgänge umfassen Extrudieren, Bohren und Gewindeschneiden. Volumenmodelle können Objekte überschneiden, verbinden und voneinander entfernen, um das gewünschte Teil zu erstellen.

Ein weiterer Vorteil der Volumenmodellierung besteht darin, dass sie in der Regel parametrisch ist. Das bedeutet, dass Änderungen oder Parameter in jeder Phase des Modellierungsprozesses gespeichert werden und jederzeit bearbeitet werden können. Dadurch können Merkmale des Modells schnell geändert werden, ohne dass das Teil von Grund auf neu erstellt werden muss.

Die Baugruppenmodellierung ist ein wichtiger Schritt in der Volumenmodellierung und ermöglicht den Zusammenbau einzelner Teile zu komplexen Modellen. Mithilfe von Baugruppen können Standardkomponenten wie Verbindungselemente oder Lager eingefügt werden, die direkt vom Hersteller heruntergeladen wurden. Bewegungselemente können auch auf Baugruppen angewendet werden, sodass eine detaillierte Bewegungsanalyse zur Bewertung der mechanischen Leistung des Designs verwendet werden kann.

Solider 3D-Modellierungsprozess mit der CAD-Software Fusion 360

Was ist Oberflächenmodellierung? 

Die Oberflächenmodellierung wird normalerweise für ästhetischere Merkmale eines Produkts verwendet. Mit dieser Art von CAD-Software ist es viel einfacher, organischere und freiere Geometrien zu erstellen. Viele der Einschränkungen, die bei der Volumenmodellierung auftreten, sind bei der Oberflächenmodellierung kein Problem, allerdings ist dies manchmal mit einer geringeren Genauigkeit verbunden.

Wie der Name schon sagt, befasst sich die Oberflächenmodellierung nur mit den Oberflächen des Teils, ohne festes Inneres. Sobald das Teil jedoch über genügend Oberflächen verfügt, um das Teil zu verschließen, kann es gefüllt und dann für den 3D-Druck verwendet werden. Bei der Entwicklung von Designs mithilfe der Oberflächenmodellierung kann es schwierig sein, zurückzugehen und Änderungen vorzunehmen, da diese normalerweise nicht parametrisch sind.

Jede Art von Modellierungssoftware hat Vor- und Nachteile, die je nach Art des erstellten Designs berücksichtigt werden müssen. Manchmal ist es notwendig, sowohl die Volumenmodellierung als auch die Oberflächenmodellierung zu verwenden, um die Vorteile beider zu kombinieren.

Oberflächenmodellierung einer Freiformform

Was ist Bildhauerei (organisches Modellieren)?

Bildhauerei oder organisches Modellieren wird hauptsächlich zum Erstellen von Freiformflächen mit komplizierten Details wie Figuren, Schmuck oder organischen Formen aus der Natur verwendet.

Bildhauersoftwarepakete wie ZBrush von Pixologic oder Mudbox von Autodesk wurden mit Blick auf die klassische Bildhauerei entwickelt. Sie ermöglichen digitalen Bildhauern, von einer simulierten Tonkugel auszugehen und ein druckempfindliches Zeichentablett oder einen Monitor zu verwenden, um ihr Objekt mit Pinseln zu manipulieren, die klassische Bildhauerwerkzeuge zum Bewegen, Hinzufügen oder Entfernen von Material zu ihrem Objekt widerspiegeln.

Mit diesen Werkzeugen können Künstler Skulpturen erstellen, die aus Dutzenden Millionen Polygonen bestehen, die selbst die kompliziertesten Details einfangen.

Charakterformung mit ZBrush

Was ist die beste CAD-Software für den 3D-Druck?

Es stehen viele CAD-Programme zur Auswahl, jedes mit seinen eigenen Vorteilen und Branchennischen. Lassen Sie uns die gängigsten CAD-Softwareoptionen nach ihren Hauptvorteilen und gängigen Dateitypen aufschlüsseln. 

Software Beschreibung Gemeinsamer Dateityp Solidworks ist eine branchenübliche Konstruktionssoftware für die Teile- und Baugruppenmodellierung. Es umfasst Simulationsfunktionen sowie Zeichen- und Montagewerkzeuge. .sldprt .sldasmslddrw Autodesk AutoCAD, ein Softwarepaket für 2D- und 3D-CAD, wird in einer Vielzahl von Branchen von Architekten, Projektmanagern, Ingenieuren, Grafikdesignern und vielen anderen Fachleuten eingesetzt. .dwt .dwg Inventor verfügt über sehr ähnliche Funktionen wie Solidworks, mit professionellem 3D-Mechanikdesign, Zeichenwerkzeugen und Produktsimulationswerkzeugen. .ipt .iam .idw Autodesk Fusion 360 ähnelt Solidworks, verfügt jedoch zusätzlich über integrierte Fertigungs- und Bildhauerwerkzeuge. Es ist auch kostenlos für Studenten, Enthusiasten, Hobbyisten und Start-ups verfügbar. .f3d Sketchup ist eine Einstiegssoftware, die einfach zu bedienen ist, aber über grundlegende Funktionen verfügt. Es wird hauptsächlich für Anwendungen wie Architekturmodelle und Innenarchitektur verwendet. .skp Solid Edge bietet mechanische Konstrukteure Funktionen zur Volumenmodellierung, Baugruppenmodellierung und orthografischen 2D-Ansicht. Solid Edge ist ein direkter Konkurrent von SolidWorks, PTC Creo und Autodesk Inventor. .prt .asm PTC Creo ist eine Suite von Designsoftware mit Schwerpunkt auf Produktdesign für diskrete Hersteller. Die Suite besteht aus Apps, die jeweils unterschiedliche Funktionen für die Produktentwicklung bereitstellen. .prt .asm Onshape ist ein vollständiges Online-CAD-Softwarepaket. Es nutzt in großem Umfang Cloud Computing, wobei rechenintensive Verarbeitung und Rendering über Server erfolgen. Cloud Only Rhino ist ein vielseitig einsetzbarer Freiform-Oberflächenmodellierer für Ingenieurwesen, Architektur und Schmuckdesign. .3dm ZBrush ist ein digitales Bildhauerwerkzeug, das 3D-/2,5D-Modellierung, Texturierung und Malerei kombiniert. Der Hauptunterschied zwischen ZBrush und traditionelleren Modellierungspaketen besteht darin, dass es eher der Bildhauerei ähnelt. .obj Autodesk 3ds Max ist ein professionelles 3D-Computergrafikprogramm zum Erstellen von 3D-Animationen, Modellen, Spielen und Bildern. .3ds .max

Alle diese CAD-Programme können STL- oder OBJ-Dateien für den 3D-Druck sowie STEP und IGES für die CNC-Fertigung ausgeben.

Welche CAD-Programme verwenden Profis?

Bei der Entwicklung dieses Artikels haben wir eine Umfrage an über 750 Designer und Ingenieure gesendet, die das Protolabs Network genutzt haben, um herauszufinden, welche CAD-Software sie bevorzugen. Lassen Sie uns die Ergebnisse untersuchen. 

Umfrageergebnisse zu CAD-Software, die von Ingenieuren verwendet wird. Umfrageergebnisse zu CAD-Software, die von Designern verwendet wird.

Die Umfrage ergab, dass die Mehrheit der Ingenieure und Designer Solidworks für die CAD-Konstruktion verwenden. Ingenieure bevorzugten tendenziell AutoCAD, Inventor und Fusion 360 (das einzige kostenlose professionelle CAD-Softwarepaket auf der Liste), während sich Rhino als zweitbeliebtestes Modellierungstool für Designer erwies. Interessanterweise erschien Rhino nicht auf der Liste der Ingenieure, obwohl es bei den Designern einen hohen Rang einnahm.

Häufig gestellte Fragen

Welche CAD-Software wird am häufigsten verwendet?

Obwohl es heutzutage eine Vielzahl von CAD-Programmen gibt, ist AutoCAD immer noch das am weitesten verbreitete. Es ist eine der ältesten und beliebtesten Software für 3D-Design und -Zeichnung.

Was ist die beste kostenlose CAD-Software?

Wenn Sie keinen Zugang zu teurerer Unternehmenssoftware für die CAD-Modellierung haben, können Sie kostenlose Optionen wie Fusion 360 und SketchUp Free nutzen.

Was ist die beste CAD-Software für den 3D-Druck?

Die leistungsstärkste Software für den 3D-Druck, die Sie wahrscheinlich finden werden, ist Autodesk Fusion 360, was sie zur bevorzugten Wahl für Designer, Ingenieure und Architekten macht. Es ist ideal für die Entwicklung und Herstellung sehr effizienter mechanischer Komponenten, um nur einen seiner vielen Vorteile zu nennen. Sie verfügen außerdem über AutoCAD, den Branchenstandard, der von Ingenieuren und Designern in fast allen Branchen verwendet wird.

Abgesehen von diesen beiden ist nTopology eine weitere brauchbare Software. Es richtet sich eher an akademische und professionelle Benutzer und ermöglicht Ihnen die Erstellung von Designprozessen, anstatt Objekte von Grund auf neu aufzubauen, was die Optimierung Ihrer Teile wesentlich effizienter macht.

Kann Protolabs Network 3D-Dateien aus meinen Designs erstellen?

Während Protolabs Network eine DFM-Analyse Ihrer CAD-Dateien und technischen Zeichnungen durchführen kann, können wir keine digitalen Modelle für Sie erstellen, die auf Zeichnungen Ihres Teils oder Ihrer physischen Komponenten basieren.

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