3D-CAD-Daten sind längst nicht mehr auf die Konstruktion beschränkt. Sie bilden heute eine zentrale Grundlage für Fertigung, Simulation, Fabrikplanung, Virtual Reality, Qualitätssicherung und die Zusammenarbeit mit Zulieferern. Gleichzeitig wachsen Umfang und Detailgrad moderner CAD-Modelle kontinuierlich. Was in der Konstruktion für maximale Präzision sorgt, kann in nachgelagerten Prozessen jedoch zu langen Ladezeiten, instabilen Systemen und unnötigem Aufwand führen. Unternehmen aus Automotive, Aerospace und Maschinenbau stehen deshalb vor der Frage, wie sich CAD-Modelle vereinfachen und 3D-Daten effizienter nutzen lassen.
Wenn komplexe CAD-Daten zum Prozessengpass werden
Große Baugruppen können Millionen von Geometrieelementen enthalten. Werden diese Daten in anderen Anwendungen benötigt, müssen jedoch längst nicht alle Konstruktionsdetails vorhanden sein. Für die Fabrikplanung, eine VR-Anwendung oder die Simulation ist häufig lediglich die äußere Geometrie relevant. Die vollständige Detailtiefe des ursprünglichen CAD-Modells belastet dagegen Grafikkarten, Workstations und nachgelagerte Softwaresysteme.
In der Praxis äußert sich das unter anderem durch lange Ladezeiten, Systemabstürze und manuelle Aufbereitungsschritte. Konstrukteure müssen wertvolle Arbeitszeit darauf verwenden, Modelle für andere Anwendungen zu bereinigen und zu reduzieren. Gleichzeitig können zu umfangreiche Daten den Einsatz von Digital Twins, VR/AR oder digitalen Fabriksimulationen erschweren.
Hinzu kommt ein weiterer Aspekt: der Schutz von Konstruktions-Know-how. Werden vollständige CAD-Modelle an externe Partner weitergegeben, können interne Details sichtbar werden, die für die eigentliche Zusammenarbeit nicht erforderlich sind. Eine gezielte Vereinfachung kann daher nicht nur die Performance verbessern, sondern auch dazu beitragen, den Umfang weitergegebener Informationen zu kontrollieren.
Automatisierte Modellvereinfachung statt manueller Datenaufbereitung
Der entscheidende Ansatz besteht darin, CAD-Daten abhängig vom jeweiligen Einsatzzweck auf die tatsächlich benötigten Informationen zu reduzieren. Ein Konstrukteur benötigt ein anderes Detaillierungsniveau als ein Projektleiter in der Fabrikplanung oder ein Entwickler einer VR-Anwendung.
Genau hier setzt die automatisierte CAD-Modellvereinfachung an. Mit 3D_Evolution Simplifier von CT CoreTechnologie lassen sich aus komplexen CAD-Modellen vereinfachte Varianten erzeugen. Dabei können beispielsweise innenliegende Geometrien, Bohrungen, Radien oder Beschriftungen entfernt werden, wenn diese für den jeweiligen Folgeprozess keine Rolle spielen. Das Ergebnis ist ein reduziertes Modell, das anschließend in unterschiedliche Zielsysteme und Formate übertragen werden kann.
Für Visualisierungen und VR-/AR-Anwendungen lässt sich die Datenmenge zusätzlich durch eine Polygonreduktion verringern. Laut Whitepaper können dadurch Reduzierungen von bis zu 97 Prozent bei der Polygonanzahl erreicht werden. Auch komplette Baugruppen lassen sich auf diese Weise für interaktive Anwendungen und die digitale Fabrikplanung aufbereiten.
Noch stärker reduziert werden kann die Geometrie mithilfe sogenannter Bounding Shapes. Dabei werden komplexe Komponenten wie Kabelbäume oder Profilstrukturen durch vereinfachte Hüllkörper repräsentiert. Gerade bei umfangreichen Anlagen- und Fabrikmodellen kann dies die Verarbeitung deutlich erleichtern.
3D-Daten für Simulation, Fabrikplanung und Datenaustausch optimieren
Neben der reinen Geometriereduktion spielt die gezielte Auswahl relevanter Modellbereiche eine wichtige Rolle. So lassen sich beispielsweise nur bestimmte sichtbare Komponenten eines Fahrzeugs oder einer Anlage übernehmen. Filter können zusätzlich anhand von Bauteilnamen, Farben oder Attributen eingesetzt werden. Dadurch können auch sehr große Modelle automatisiert auf die für den jeweiligen Anwendungsfall relevanten Inhalte reduziert werden.
Ein weiterer Anwendungsbereich betrifft die Struktur von Baugruppen. Die klassische CAD-Stücklistenstruktur entspricht nicht zwangsläufig der funktionalen Struktur, die für eine kinematische Simulation benötigt wird. Automatisierte Funktionen können dabei helfen, Konstruktionsstrukturen in eine für Simulation und Bewegungsabläufe geeignete Struktur zu überführen.
Auch beim Datenaustausch mit Lieferanten und Partnern bietet die kontrollierte Vereinfachung Vorteile. Nicht benötigte interne Geometrien können dauerhaft entfernt werden, während definierte Elemente gezielt erhalten bleiben. Auf diese Weise erhält ein externer Partner die für seine Aufgabe notwendigen geometrischen Informationen, ohne dass sämtliche Konstruktionsdetails weitergegeben werden müssen.
Welche Potenziale stecken in vereinfachten CAD-Modellen?
Die Auswirkungen automatisierter CAD-Modellvereinfachung reichen von kürzeren Ladezeiten über stabilere 3D-Anwendungen bis hin zu effizienteren Prozessen in Simulation und Fabrikplanung. Das Whitepaper nennt unter anderem eine mögliche Reduzierung der darstellungsrelevanten Elemente um bis zu 95 Prozent sowie eine Polygonreduktion von bis zu 97 Prozent. Zudem werden 42 unterstützte 3D-Formate und die Möglichkeit zur automatisierten Batch-Verarbeitung beschrieben.
Relevant ist das insbesondere für Unternehmen, die große und komplexe 3D-Datenbestände über verschiedene Systeme hinweg einsetzen. Mit der zunehmenden Bedeutung von Digital Twins, VR/AR und Model-Based Definition dürfte die effiziente Verarbeitung von CAD-Daten weiter an Bedeutung gewinnen. Entscheidend ist dabei, für jeden Prozess das passende Detaillierungsniveau bereitzustellen, statt grundsätzlich mit den vollständigen Originaldaten zu arbeiten.
Wie lassen sich CAD-Daten im eigenen Unternehmen effizienter nutzen? Die Publikation zeigt unter anderem:
- Welche Möglichkeiten gibt es, komplexe CAD-Baugruppen automatisiert zu vereinfachen und dadurch Ladezeiten und Systembelastungen zu reduzieren?
- Wie lassen sich 3D-Modelle für VR, AR, Simulation und digitale Fabrikplanung performant aufbereiten?
- Wie können Unternehmen beim Austausch von CAD-Daten mit Partnern ihr Konstruktions-Know-how gezielter schützen?
- Welche Verfahren eignen sich, um große Baugruppen auf die für einen konkreten Anwendungsfall relevanten Geometrien zu reduzieren?
- Wie kann eine automatisierte Verarbeitung von 3D-Daten in bestehende PLM- und Systemlandschaften integriert werden?
Jetzt die Publikation herunterladen und erfahren, welche Ansätze zur automatisierten Vereinfachung von CAD-Modellen zur Verfügung stehen und wo sich konkrete Potenziale für 3D-Workflows ergeben.
Über CT CoreTechnologie
CT CoreTechnologie entwickelt Softwarelösungen für die Verarbeitung, Konvertierung und Optimierung von 3D-CAD-Daten. Das Unternehmen unterstützt unter anderem Automotive, Aerospace, Maschinen- und Anlagenbau bei der effizienten Nutzung komplexer 3D-Daten in unterschiedlichen Anwendungen und Systemlandschaften.
