Was sind die Unterschiede zwischen nativen und neutralen CAD-Formaten?

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.

Neutrale Formate

Die gemeinsame Nutzung digitaler Dokumente ist relativ einfach geworden, da sich das Portable Document Format (pdf) als universeller Standard durchgesetzt hat. 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.

Welches Format soll ich nun wählen?

Die Wahl zwischen neutralen und nativen Dateiformaten ist nicht einfach. Für Ingenieure, die ihre Entwürfe mit Kollegen teilen möchten, sind neutrale Dateiformate meist die einzige Wahl. Unter diesen Umständen müssen die Konstrukteure bereit sein, stets die Genauigkeit der Informationen zu überprüfen, um sicherzustellen, dass ihre Arbeit nicht beschädigt wird.

Wenn der Konstrukteur Modelle zur Verwendung in neuen Konstruktionen herunterlädt, sind native Dateiformate die bestmögliche Wahl.  Die in einer nativen Datei enthaltene Genauigkeit gibt dem Konstrukteur die Gewissheit, dass er die richtige Komponente ausgewählt hat und dass sein Entwurf die PLM-Software in vollem Umfang nutzen kann.

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