Übersicht von CAD-Datenformaten, und deren Unterschiede
Die Welt des 3D-Designs kann sehr verwirrend sein. Es gibt nicht nur eine große Auswahl an 3D-Software, sondern die Designer müssen auch genau darauf achten, welche Dateiformate sie beim Herunterladen, Teilen und Speichern ihrer Kreationen wählen. In diesem Beitrag befassen wir uns mit dem Unterschied zwischen “neutralen” und “nativen” Dateiformaten.
Zwei Hauptmerkmale
Die gemeinsame Nutzung digitaler Dokumente ist relativ einfach geworden, da sich das Portable Document Format (pdf) als universeller Standard durchgesetzt hat.
Neutrale Formate
Im Gegensatz dazu gibt es bei den 3D-Dateiformaten keinen einheitlichen “Industriestandard”. Es gibt einige Industrieformate, die von allen genutzt werden können, z. B. STEP oder IGES. Es gibt jedoch keine einzige Option, die für alle Anwendungen geeignet ist. Trotzdem hat die Verwendung eines Neutralen Formats Vorteile.
Neutrale Formate sind so konzipiert, dass sie universell einsetzbar sind. Einer der Vorzüge eines neutralen Formats ist, dass es zumindest theoretisch, die Möglichkeit bietet, 3D-Informationen zwischen Unternehmen und Mitarbeitern auszutauschen. Fast alle 3D-Softwareplattformen ermöglichen den Import und Export von Neutralformaten. Allerdings gibt es bei der gemeinsamen Nutzung von 3D-Konstruktionsdaten einige Fallstricke, die beachtet werden müssen.
Der erste Aspekt, den es zu verstehen gilt, ist die Geometrie. Die 3D-Darstellung von realen Objekten ist schließlich die Hauptaufgabe der 3D-Modellierung. Um universell einsetzbar zu sein, muss die Geometrie des Modells von jeder Software, die im Rahmen der Zusammenarbeit verwendet wird, genau interpretiert werden. Dabei können Fehler auftreten, und leider kann man sich weder bei IGES noch bei STEP immer darauf verlassen, dass während des Import- oder Exportvorgangs alles zu 100% reibungslos funktioniert. Daher müssen Konstrukteure ggf. zusätzliche Prüfungen durchführen, um sicherzustellen, dass die Informationen korrekt abgebildet werden.
Der zweite Fallstrick, den es zu beachten gilt, ist die Integration. Ein Modell ist nur die halbe Wahrheit, denn es müssen begleitende Stücklisteninformationen vorhanden sein, damit dieses Teil eines Entwurfs werden kann. Zu diesen Daten gehören kommerzielle, technische und Lieferketten-Informationen. Sie liefern dem Benutzer so vielfältige Informationen, wie etwa die Teilenummer des Modells, den Herstellernamen, das Material, aus dem es hergestellt ist, und eine Vielzahl weiterer Details.
Selbst wenn ein neutrales Dateiformat diese Informationen enthalten kann, behandelt jedes 3D-Software-Konstruktionssystem die Daten möglicherweise anders. Darüber hinaus werden diese Daten immer wichtiger, da die Konstruktions-Software im Zuge des sogenannten “Digital Thread” zunehmend in die Software für das Product Lifecycle Management (PLM) integriert wird. Es gibt einige neue neutrale Formate, wie z. B. STEP AP242, die versuchen, dieses Problem zu lösen. Jedoch besteht hier die Gefahr, dass Fehler zunächst unentdeckt bleiben und erst in späteren Arbeitsschritten zu Problemen für den Ingenieur führen.
Native Formate
Es gibt eine Alternative zu neutralen Formaten. Jede 3D-Modellierungssoftware-Plattform erzeugt ihr eigenes Dateiformat, das für die Verwendung in ihrer eigenen virtuellen Umgebung optimiert ist. Dies wird als natives Dateiformat bezeichnet.
Bei den Überlegungen zur Verwendung nativer Formate ist es wichtig, daran zu denken, dass die aktuellen Plattformen viel mehr sind als einfache Zeichenwerkzeuge. Es handelt sich um echte computergestützte Entwurfsplattformen und nicht nur um einen Ersatz für traditionelle Papier- und Bleistifttechniken. Moderne CAD-Software bietet dem Konstrukteur eine Reihe von Werkzeugen, von der Simulation bis hin zur Finite-Elemente-Analyse.
Modelle, die mit einem nativen Format erstellt werden, entsprechen allen internen Regeln der Software und enthalten alle Informationen, die zur Nutzung dieser komplexen Funktionen erforderlich sind. Native CAD-Modelle ermöglichen die Nutzung dieser Funktionen in einer Weise, die Dateien wie STEP oder IGES nicht bieten können. Hier werden oftmals nicht einmal die Geometrien korrekt übersetzt, wodurch Konstrukteure wertvolle Zeit mit der Überprüfung von Messungen verbringen müssen.
Die wahre Stärke der nativen Formate wird deutlich, wenn wir uns den “Digital Thread” ansehen. Da 3D-Konstruktionssoftware in den PLM-Rahmen integriert ist, können nur die Modelle, die im CAD-System nativ sind, die gesamte Bandbreite der von der PLM-Software gebotenen Funktionen nutzen.
Gängige CAD-Daten Formate
| Typ | Verwendung | Beispiel |
|---|---|---|
| stl-Format | Beschreibung der Oberfläche von 3D-Körpern mit Hilfe von Dreiecksfacetten Dreiecksfacette wird durch die 3 Eckpunkte und die zugehörige Flächennormale des Dreiecks charakterisiert Datenmenge kann enorme Größen erreichen. Gekrümmte Oberflächen werden durch die Dreiecke nur angenähert | |
| BXF-Format | Das Blum Exchange Format ist ein Exportformat für Beschlags- und Verarbeitungsdaten aus unseren Konfiguratoren, wie z.B. DYNAPLAN. Eine BXF-Datei enthält sämtliche Informationen zum Beschlag, Verarbeitungsinformationen, Bohrbilder und -positionen, und vieles mehr im XML Format. Da es sich bei BXF um ein proprietäres Format handelt benötigt die Zielsoftware, beispielsweise eine CAD-/CAM-Software, eine Schnittstelle, um die BXF-Datei zu importieren. | |
| step-Format | STEP-Dateien; (Standard for the Exchange of Product model data) Es handelt sich um eine von der ISO initiierten Schnittstellennorm, die über den reinen Geometriedatenaustausch (wie über DXF oder IGES) hinausgeht. Möglichst alle Produktdaten, die während der Produktlebensdauer anfallen, können dargestellt und zwischen unterschiedlichen CAx-Systemen übertragen werden. In der Geometriebeschreibung können sämtliche Formen (Draht-, Flächen-, Volumenmodelle) von CAD-Datenmodellen integriert werden. Mit STEP besteht die Möglichkeit, bei Zusammenbauten Informationen über die hierarchische Struktur weiterzugeben | |
| dxf-Format | ASCII- oder binäres Dateiformat zum Austausch von Vektordaten zwischen CAD-Programmen Von Autodesk entwickelt, spielt es vor allen Dingen als Schnittstelle von und nach AutoCAD eine Rolle |
Stephan Contratti 
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