camtex CADdoctor: Der Weg in die Zukunft

Die generative Fertigung ist auf dem Sprung zur Serienfertigung: 3D-Modelle, die für Folgeprozesse optimiert sind, können mit entsprechender Software erzeugt werden. Eine solche Software-Lösung ist CADdoctor.

Die generative Fertigung ist auf dem Weg in die Zukunft. Längst ist man technisch den Möglichkeiten des reinen Prototyping entwachsen und der Sprung zur Serienfertigung ist zum Greifen nahe. Dafür müssen bisher manuelle Prozesse automatisiert, Fertigungsabläufe gestrafft und die Fehlerquoten minimiert werden.

Da stellen sich Fragen wie: Wie bekomme ich meine Daten in das richtige Format? Wie kann ich hochkomplexe Modelle besser handhaben? Wie reduziere ich den Abfall in der Endfertigung auf ein Minimum? Oder wie erhalte ich fehlerfreie Polygondaten?

Das sind nur einige der Stellschrauben, die für die Serienfertigung relevant und damit für die Unternehmen essentiell sind – alles vor dem Hintergrund, die Durchlaufzeiten und Kosten zu verringern. Perfekte 3D-Modelle, die speziell für die jeweiligen Folgeprozesse optimiert sind, können mit der entsprechenden Software mit nur wenigen Klicks erzeugt werden. Eine solche Software-Lösung für die wachsenden Anforderungen der generativen Fertigung ist CADdoctor.

CADdoctor liefert als Konverter die passenden Formate. Stehen die Daten in STEP oder nativen Formaten (Catia V5, Siemens NX, Creo Parametric etc.) zur Verfügung, wandelt CADdoctor sie in die für 3D-Drucker üblichen Formate STL oder OBJ um.

Das richtige Format für den 3D-Druck

CADdoctor liefert als Konverter die passenden Formate. Stehen die Daten in STEP oder nativen Formaten (Catia V5, Siemens NX, Creo Parametric etc.) zur Verfügung, wandelt CADdoctor sie in die für 3D-Drucker üblichen Formate STL oder OBJ um. „Besonders native Daten können von vielen Systemen nicht gelesen werden und wenn doch, enthält das Modell häufig Flächenfehler“, erklärt Steffen Volkmar, Geschäftsführer von Camtex, dem Reseller von CADdoctor in Österreich, Deutschland und der Schweiz. „Hier kommt die Datenreparatur zum Einsatz, denn CADdoctor ist viel mehr als ein einfacher Konverter. Die Software prüft das gelieferte Modell, erkennt die Fehler und repariert sie weitgehend automatisch. Wir können aus beschädigten Daten wieder fehlerfreie Volumenmodelle machen.“ Spalten an Ecken und Kanten werden geschlossen, fehlende Flächen geheftet oder überschneidende Berandungen bereinigt. So werden selbst aus schlechtesten Ausgangsdaten fehlerfreie Modelle im richtigen Format für die weiteren Produktionsschritte. Und das spart Zeit – kein Modell muss mehr aufwendig von Hand vorbereitet werden.

CADdoctor prüft das gelieferte Modell und repariert Fehler im 3D-Modell.

Vereinfachte Geometrie bringt Vorteile

Neben der Konvertierung und Reparatur bringt CADdoctor auch ein Modul zum Vereinfachen von 3D-Modellen mit. Die sogenannte „Simplifikation“ ermöglicht es, Radien, Bohrungen (rund), Durchbrüche (nicht rund), Beschriftungen oder Stufen im Außenbereich der Geometrie zu entfernen. Durch das Eliminieren der Radien ist es häufig leichter, im CAD-System ein Offset auf eine Fläche zu legen und die Wandstärke zu vergrößern. Wo ein Radius entfernt wird, entsteht eine Fläche mit scharfer Kante, die leicht zur späteren Nachbearbeitung aufgedickt werden kann.

Angewendet wird dies beispielsweise bei der Herstellung metallischer Rohlinge in generativen Verfahren. Hier wird auf die Außengeometrie ein Offset gelegt, damit in der späteren Fertigung genug Material vorhanden ist, das abgetragen werden kann. Wird der 3D-Rohling mit einer Fräsmaschine zum fertigen Endprodukt bearbeitet, muss nur das Offset von dem zuvor erzeugten Rohling abgefräst werden. Das so produzierte Fertigteil hat eine saubere, glatte Oberfläche. „Die ökonomischen Vorteile liegen auf der Hand“, meldet sich noch einmal Steffen Volkmar zu Wort. „Komplexe Geometrie kann wesentlich leichter und vor allem mit weniger Abfall in der Endfertigung hergestellt werden. Das senkt die Kosten und die Durchlaufzeiten, wie uns unsere Anwender immer wieder bestätigen.“

Polygonmodelle aufbereiten

Die Polygondatenfunktion in CADdoctor wird gern zur Aufbereitung von Daten für Rapid Prototyping verwendet. Polygondaten werden analysiert und interaktiv oder automatisch repariert. Selbst so ein Facettenmodell ist nicht immer fehlerfrei, auch wenn es „nur“ aus Dreiecken besteht. Die STL-Daten aus dem CAD-System werden eingelesen, auf Fehler untersucht und entsprechende „Löcher“ oder Facettenfehler im Polygonmodell bereinigt. Damit wird ihre Qualität verbessert und die Komplexität reduziert.

Polygone können zudem neu vernetzt werden, beispielsweise um die Auflösung eines Modells zu verfeinern. CADdoctor bietet dafür die Funktion „Neu vernetzen“ an. Dabei wird das Modell, nach voreingestellten Werten, komplett oder in einem definierten Teilbereich neu vernetzt. Beispielsweise können aus einem Polygon, weil es zu lang oder zu dünn ist, viele kleine, gleichmäßige Polygone erzeugt werden. So werden die Modelle für die Additive Fertigung aufbereitet. Es ist sogar möglich, die Gesamtanzahl der Polygone vorzugeben, um etwa Anforderungen von Schnittstellen zu erfüllen, die nur eine bestimmte Anzahl an Polygonen importieren können. Das alles erledigt die Software fast selbstständig.

Für manche Aufgabenstellungen kann es zudem notwendig sein, eine „Außenhülle“ über ein Polygonmodell zu ziehen. Hierfür gibt es in CADdoctor die Funktion „Einhüllen“. Dabei erfasst die Software automatisch, welche Polygone die Außenhaut bilden und entfernt alle anderen. Das neue, geschlossene Polygonmodell wird anschließend im passenden Format exportiert. Ganz nebenbei kann so beim Datenaustausch mit Dritten auch das Know-how geschützt werden.