Lösungen für 3D-Scanning

Wie Artec 3D die Ukraine unterstützt

Die beste CAD-Software für Maschinenbauingenieure

17. Nov. 2022
Lesezeit 10 Min.
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ZUSAMMENFASSUNG

Software für Computer Aided Design (CAD) wird von Konstrukteuren und Ingenieuren in verschiedenen Bereichen in einer ganzen Reihe von Prozessen eingesetzt. Sie ist eine wichtige Stütze in den Arbeitsabläufen all derjenigen, die in der Konstruktion, Simulation, Fertigung und vielen anderen Bereichen arbeiten. CAD-Software ist nicht nur für die visuelle Darstellung von Designkonzepten oder -entwürfen nützlich, sondern auch für die Dokumentation, da es ohne sie unter anderem nicht möglich wäre, Patente anzumelden und Entwürfe rechtlich zu schützen oder sie auf ihre Konformität zu überprüfen.

BEHANDELTE CAD-SOFTWARE
Siemens NX, Dassault CATIA, SOLIDWORKS, Fusion 360
BEHANDELTE SCAN-TO-CAD-LÖSUNGEN
Artec Studio, Geomagic Design X, Geomagic for SOLIDWORKS
BETRIEBSSYSTEME
Windows, Mac, UNIX, Linux

Einführung

Best CAD software for mechanical engineers

Software für Computer Aided Design (CAD) wird von Konstrukteuren und Ingenieuren in verschiedenen Bereichen in einer ganzen Reihe von Prozessen eingesetzt. Sie ist eine wichtige Stütze in den Arbeitsabläufen all derjenigen, die in der Konstruktion, Simulation, Fertigung und vielen anderen Bereichen arbeiten. CAD-Software ist nicht nur für die visuelle Darstellung von Designkonzepten oder -entwürfen nützlich, sondern auch für die Dokumentation, da es ohne sie unter anderem nicht möglich wäre, Patente anzumelden und Entwürfe rechtlich zu schützen oder sie auf ihre Konformität zu überprüfen.

Im Laufe der Zeit hat sich die CAD-Software von einem Baukasten grundlegender Konstruktions- und Entwurfswerkzeuge zu einer umfassenden Lösung, die wesentlich komplexere Funktionen ausführen kann, entwickelt. Professionelle Software verfügt über Module, die erweiterte Berechnungen und verschiedene Arten von Analysen durchführen und wichtige Informationen wie Toleranzen, Materialien und andere technische Informationen bereitstellen können.

Spezialisten in verschiedenen Fachgebieten verwenden CAD-Software, um Konstruktionsaspekte wie Aerodynamik, thermische Eigenschaften, kinematische Parameter, Spannungen und andere Eigenschaften zu untersuchen, die mit ihrem Fachgebiet zusammenhängen.

In diesem Artikel stellen wir einige der führenden CAD-Programme für Maschinenbauingenieure vor. Wir erörtern die Überlegungen, die Sie bei der Auswahl der für Sie geeigneten Software anstellen sollten, und gehen auf die Vor- und Nachteile der einzelnen Programme, die Preise und die wichtigsten Funktionen ein.

Wie wählt man CAD-Software für Maschinenbauingenieure aus?

Eine CAD-Software zu finden, die wirklich Ihren Bedürfnissen entspricht, erspart Ihnen später viel Frustration. Es ist verlockend, sich einfach für die beste Software zu entscheiden, die man sich leisten kann. Doch abgesehen von den Kosten für das Produkt selbst, ist auch die Zeit, die man investiert, verschenkt, wenn man die falsche Software wählt. Das kann zum Beispiel eine Software sein, die nicht über die richtigen Funktionen verfügt, sich nicht nahtlos in Ihren Arbeitsablauf einfügt oder – was noch schlimmer ist – diesen stört.

Unabhängig von Ihrem Kenntnisstand ist die Lernkurve für jede der großen Plattformen recht steil. Wir erörtern hier daher einige Fragen, die Ihnen bei der Suche nach der richtigen CAD-Software zum Ziel helfen können.

Entspricht die Software Ihren Anforderungen?

Vergewissern Sie sich zunächst, dass die Software die Funktionen, die Ihr Arbeitsablauf erfordert, bietet. Unabhängig davon, ob Sie in der Konstruktion, in der Fertigung oder in anderen Anwendungsszenarien tätig sind, wird es bestimmte Funktionen geben, die für Sie entscheidend sind. Wenn Sie zum Beispiel ein vielköpfiges Team haben, sollte die Software Optionen für gemeinsames Bearbeiten bieten. Und können Sie verschiedene Konstruktionsaspekte, etwa Elektrik und Mechanik, in ein Projekt integrieren und haben Sie die Möglichkeit, verschiedene Versionen zu verwalten? Bietet die Software Vorlagen und Automatisierungsmöglichkeiten, um Ihren Arbeitsablauf zu beschleunigen und Ihre Entwürfe zu standardisieren?

SCHLÜSSELPUNKT

Vergewissern Sie sich zunächst, dass die Software die Funktionen, die Ihr Arbeitsablauf erfordert, bietet. Kann sie einfach in diesen integriert werden?

Es ist auch darauf zu achten, wie gut die Software Ihre Fertigungsprozesse unterstützt. Gibt es Unterstützung für den Entwurf, den Druck und die Validierung von 3D-Modellen, wenn Sie zum Beispiel additive Fertigung einsetzen? Oder Funktionen für die Bearbeitung, den Formenbau und das Fräsen, wenn Sie mit Computer Aided Manufacturing arbeiten?

Dies sind alles wichtige Fragen und Überlegungen, die Sie bei Ihrer Auswahl berücksichtigen sollten.

Integration mit anderer Software

Selbst wenn Sie sich für eine funktionsreiche Anwendung entscheiden, findet ein großer Teil der Arbeit von Maschinenbauingenieuren außerhalb der CAD-Modellierungssoftware statt. Daher ist es wichtig, dass in Ihrem Arbeitsablauf eine einfache Integration oder zumindest ein akzeptables Maß an Kompatibilität mit anderen Plattformen gegeben ist. Durch die Kompatibilität können Sie sich auch besser mit anderen Personen außerhalb Ihres Teams, die möglicherweise andere Systeme verwenden, abstimmen, z. B. für die Qualitätskontrolle oder das Reverse Engineering. Wenn eine native Integration nicht möglich ist, sollten Sie zumindest sicherstellen, dass eine allgemeine Kompatibilität mit den Dateitypen, mit denen Sie normalerweise arbeiten, besteht.

Kundensupport and Nutzer-Community

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Frage, wie einfach es für Sie wird, Hilfe zu bekommen, wenn ein Problem auftritt. Das Arbeiten wird später sehr viel einfacher, wenn es genügend Unterstützung und Informationen gibt, die Ihnen helfen, sich mit der neuen Software zurechtzufinden.

SCHLÜSSELPUNKT

Eine starke Nutzer-Community gibt Ihnen eine gute Vorstellung davon, wie viel Unterstützung und Ressourcen Ihnen zur Verfügung stehen werden.

Ein geeigneter erster Schritt besteht dran, herauszufinden, ob das Produkt eine aktive Nutzer-Community, in der Ressourcen ausgetauscht werden, hat. Eine Fülle von Support-Ressourcen, einschließlich umfassender Produkthandbücher, Anleitungsvideos und Foren, in denen Sie Fragen stellen können, kann einen entscheidenden Beitrag dazu leisten, wie viel Sie aus Ihrer neuen Software herausholen können und wie weit Sie mit den bereits verfügbaren Ressourcen kommen werden.

Die beste 3D-CAD-Software für den Maschinenbau

SOLIDWORKS

Preis

Aktueller Preis auf Anfrage beim Händler erhältlich

Betriebssystem

Windows

Pro
  • Leicht zu nutzen
  • Umfangreiche Dokumentation und Supportmaterial
  • Weit verbreitet in einer Reihe von Bereichen, einschließlich der industriellen Produktentwicklung
Contra
  • Berichte über Probleme bei der Erstellung stark modellierter Formen
  • Berichten zufolge hat das Programm Probleme mit großen CAD-Baugruppen
Best CAD software for mechanical engineers

SOLIDWORKS, ein Produkt von Dassault Systèmes, ist einer der bekanntesten Namen im Bereich der CAD-Software. Das Programm ist eine großartige Lösung für kommerzielle Unternehmen unterschiedlicher Größe, für alle, die sich Kenntnisse in den Bereichen mechanisches 3D-CAD, Konstruktionsprüfung und Datenmanagement aneignen möchten, sowie für Unternehmer und Start-ups. Diese leistungsstarke Software ist seit fast drei Jahrzehnten marktbeherrschend und bietet nutzerfreundliche Funktionen für 3D-Konstruktion und -Entwicklung. SOLIDWORKS verfügt über Werkzeuge für die 3D-Modellierung, den Entwurf elektrischer Schaltpläne sowie über Funktionen zur Erstellung von 2D-Zeichnungen von Teilen und Baugruppen unterschiedlicher Komplexität. SOLIDWORKS bietet außerdem Funktionen für Bewegungs- und Spannungsanalysen, Kostenschätzungen, Konstruktionsvalidierung für die Herstellbarkeit und, da es Cloud-fähig ist, auch verschiedene Tools für die Zusammenarbeit und Versionsverwaltung. Sie können Simulationen verwenden, um das physikalische Verhalten eines Modells in verschiedenen Anwendungsszenarien zu analysieren.

Siemens NX

Preis

Preis für unbefristete Lizenz auf Anfrage beim Anbieter erhältlich

Betriebssystem

Windows, Mac, UNIX, Linux

Pro
  • Fortgeschrittenes und umfassendes Toolset
  • Verarbeitet problemlos verschiedene Formate
  • Arbeitet mit CAM-Dateien, die für die CNC-Bearbeitung verwendet werden können
  • Customizable: plug-ins can be built to extend functionality
  • Verfügt über Module für verschiedene Zwecke: Blech, Freiformmodellierung, Kinematik usw.
Contra
  • Steile Lernkurve
  • Teuer
Best CAD software for mechanical engineers

Siemens NX gilt weithin als branchenführende Software für den Maschinenbau. Wenn man sich die Liste der Funktionen ansieht, die es bietet, ist es leicht zu verstehen, warum. Die Funktionalität geht über einfache CAD-Tools hinaus und umfasst umfassende Lösungen für Zusammenarbeit und Kommunikation sowie erweiterte Funktionen für technische Analyse, Konstruktion und Dinge wie die Topologieoptimierung. Es gibt eine ganze Reihe von Funktionen, die selbst den anspruchsvollsten und komplexesten Projekten gerecht werden. Tools für Freiformflächenkonstruktion, parametrische Volumenmodellierung, Routing, mechanische Verrohrung und elektrische Verdrahtung sind nur einige der vielen Werkzeuge, die diese Software zu bieten hat.

Dassault CATIA

Preis

Auf Anfrage beim Händler erhältlich

Betriebssystem

Windows und bestimmte UNIX-Systeme

Pro
  • Reich an Funktionen
  • Verarbeitet problemlos verschiedene Formate
  • Funktionsbasierte Lizenzen helfen, die Kosten für diejenigen zu senken, die nicht den gesamten Funktionsumfang benötigen.
  • Cloud-Technologie bietet Flexibilität und Anpassungsfähigkeit und erleichtert die Zusammenarbeit
Contra
  • Teuer
  • Die unkonventionelle Nutzeroberfläche kann für diejenigen, die andere Systeme gewohnt sind, verwirrend sein
  • Berichte über unzureichende Kundenbetreuung
Best CAD software for mechanical engineers

Bildquelle: 3DS_CATIA/YouTube

CATIA von Dassault Systèmes ist ein weiterer Branchenfavorit, wenn es um CAD-Software für Maschinenbauingenieure geht. Auf der Produktwebsite wird das Programm als die weltweit führende Lösung für Produktdesign bezeichnet, und es bietet eine Reihe von Funktionen, die diesen Anspruch untermauern. Neben den üblichen CAD-Modellierungsfunktionen, die Sie sowieso erwarten würden, bietet es Optimierungsfunktionen, mit denen Sie Teile oder Baugruppen fein abstimmen können, was zu leichtgewichtigen Objekten führt – etwas, das im Automobilbau entscheidend ist. Es gibt Werkzeuge zur Minimierung des Teilegewichts, zur Verbesserung der Steifigkeit, zur Reduzierung des Materialverbrauchs und damit der Kosten.

Wer sich in erster Linie für Reverse Engineering oder Industriedesign interessiert, wird sich besonders über etwas freuen, das Dassault als einen Wechsel von Computer Aided Design zu Cognitive Augmented Design beschreibt. CATIA ist in der Lage, einen Entwurf auf der Grundlage eines gegebenen Designraums vorzuschlagen und es entsprechend dem Herstellungsprozess zu optimieren – zum Beispiel durch Fräsen, Gießen, Schmieden oder 3D-Druck. Sie übermitteln CATIA einfach einige Design-Spezifikationen – die Grenzen des Designraums, die erwarteten Lasten und Kräfte, das Material - und die Software generiert ein topologieoptimiertes Konzept, das Sie innerhalb der Software und mit anderen Teams optimieren, validieren und gemeinsam bearbeiten können.

Fusion 360

Preis

495$/Jahr

Plattformen

Mac, PC

Pro
  • Relativ preisgünstig
  • Gemeinsames Bearbeiten möglich
  • Leicht zu nutzen
Contra
  • Es fehlen komplexere parametrische Modellierungswerkzeuge
Best CAD software for mechanical engineers

Fusion 360 ist eine beliebte CAD-Software, die von Autodesk entwickelt wurde. Es handelt sich um ein Cloud-basiertes Programm, das sich hervorragend für die Zusammenarbeit innerhalb und zwischen Teams eignet und auch ein Mittel für die Versionsverwaltung von Projekten bietet. Es verfügt über Funktionen für Volumen-, Polygonnetz- und parametrische Modellierung. Sie können CAD-Modelle erstellen, Details zu mechanischen Zeichnungen hinzufügen und sogar 3D-Animationen und -Rendering durchführen. Fusion 360 verfügt auch über 2D-Zeichenwerkzeuge und Simulationsfunktionen und unterstützt Drehen und Fräsen, wenn Sie mit Computer Aided Manufacturing arbeiten.

Konvertieren von 3D-Scans in CAD

3D-Scannen bietet einzigartige Vorteile und steigert die Effizienz, Vielseitigkeit und Qualität bei verschiedenen Arbeitsabläufen. Vorteile sind unter anderem schnelle Datenerfassung, bequemes Arbeiten in gefährlichen und schwer zugänglichen Bereichen, berührungslose Datenerfassung, hoher Detailgrad und das Ausbleiben menschlicher Fehler und Auslassungen bei der Messung sowie die Kosten- und Zeitersparnis, die eine gesteigerte Effizienz mit sich bringt.

Obwohl professionelle 3D-Scanner mit verblüffender Genauigkeit hochauflösende 3D-Modelle erstellen können, sind diese Scandaten für Inspekteure nicht immer sofort nutzbar. Der nächste Schritt besteht darin, die Modelle zu zerlegen, sie zu analysieren und zu verändern. Das Problem mit Punktwolken oder Polygonnetzdaten, wie sie 3D-Scanner ausgeben, besteht darin, dass es sich bei den Modellen um monolithische Blöcke handelt, vergleichbar mit Statuen oder Skulpturen. Wir reden hier also von Modellen, die durch mathematische Formeln und Parameter definiert sind. Ingenieure hingegen benötigen parametrische Modelle – hier nun kommt Scan-to-CAD-Software ins Spiel.

Scan-to-CAD-Software verwendet 3D-Scandaten als Referenz, um ein CAD-Modell, das dann leicht geändert werden kann, zu erstellen. Dies ist wesentlich effizienter und genauer, als eine CAD-Konstruktion von Grund auf neu zu beginnen. Hochpräzise 3D-Scan-Polygonnetze liefern geometrische Informationen wie Abmessungen und Querschnitte. Die Verwendung von 3D-Scandaten als Referenz für die CAD-Modellierung bringt somit ein höheres Maß an Effizienz und Genauigkeit. Auf dem Markt gibt es mehrere Scan-to-CAD-Lösungen. Hier nennen wir einige der besten Optionen:

Artec Studio

PREIS
  • Jährliches Abonnement:
  • Unbegrenzte Lizenz mit kostenlosen Updates:
Betriebssystem

Windows, macOS über BootCamp

PRO
  • Beeindruckende Werkzeuge zum Prüfen und Bearbeiten von 3D-Polygonnetzen
  • Erweiterte CAD-Funktionalität mit jeder neuen Softwareversion
  • Nahtloser Scan-to-CAD-Workflow, Kompatibilität mit führender CAD-Software
CONTRA
  • Eignet sich nicht für die Erstellung von Modellen von Grund auf
  • Für fortgeschrittene Reverse-Engineering-Operationen sollten Sie sich für die Produkte von Geomagic entscheiden
Best CAD software for mechanical engineers

Als 3D-Scan- und 3D-Datenverarbeitungsplattform, die jedes Jahr mit Verbesserungen, neuen Funktionen und neuen Technologien aktualisiert wird, vereinfacht und verbessert Artec Studio beständig Ihre technischen Abläufe. Die Software bietet eine leistungsstarke Automatisierung des Scan-to-Mesh-Workflows, eine neuronale KI-Engine zur Verbesserung der Datenerfassung und noch hochwertigere Polygonnetze und ist in der Lage, extrem große Datensätze zu verarbeiten – bis zu 500 Millionen Polygone. Darüber hinaus bietet Artec Studio leistungsstarke Photogrammetrie-Funktionen. Sie können Bilder importieren und diese zur Erzeugung von Punktwolken für Messanwendungen oder als Referenzdaten für das 3D-Scannen großer Objekte und Szenerien verwenden.

Vor allem für Maschinenbauingenieure ist Artec Studio so konzipiert, dass der Scan-to-CAD-Prozess so nahtlos wie möglich verläuft. Sie können Scandaten problemlos in CAD-Modelle für Reverse Engineering oder Inspektionen oder für die Verwendung in Animationen und CGI konvertieren. Das Anpassen von CAD-Primitiven an 3D-Modelle und ihre präzise Positionierung funktioniert mühelos. Die Software fügt sich nahtlos in die meisten Arbeitsabläufe ein. Sie können STEP-Dateien direkt in SOLIDWORKS oder komplexe Polygonnetze in Geomagic Design X oder Geomagic for SOLIDWORKS exportieren und so noch mehr Flexibilität und Vielseitigkeit in Ihr Anwendungsszenario bringen.

Geomagic Design X

PREIS

Betriebssystem

Windows

PRO
  • Ultimative Lösung für die Umwandlung von 3D-Scandaten in merkmalsbasierte CAD-Modelle
  • Erfüllt wohl jede erdenkliche Anforderung für Reverse-Engineering
CONTRA
  • Hat einen recht hohen Preis – doch dafür bekommt man das Beste vom Besten
Best CAD software for mechanical engineers

Mit Geomagic Design X können Sie 3D-Modelle aus 3D-Scans erstellen. Dies vereinfacht den Ablauf beim Reverse Engineering erheblich, da es relativ einfach ist, bearbeitbare digitale Kopien von realen Objekten zu erstellen. Geomagic Design X kann große Datensätze schnell verarbeiten und 3D-Modelle in verschiedenen Formaten erstellen: Volumen-, Flächen- und Polygonnetzmodelle. Die in Geomagic Design X erstellten Modelle können mit ihrem vollständigen Konstruktionsverlauf für komplexere Operationen in andere CAD-Software exportiert werden.

Geomagic for SOLIDWORKS

PREIS

Auf Anfrage

Betriebssystem

Windows, macOS

PRO
  • Öffnet Datei direkt in SOLIDWORKS
  • Automatisierte Assistenten erstellen auf einfache Weise genaue Skizzen, Oberflächen oder merkmalsbasierte editierbare Modelle
  • Eleganter Arbeitsablauf für NURBS- und Freiform-Formen
CONTRA
  • Kann für Anfänger etwas schwer zu meistern sein
Best CAD software for mechanical engineers

Geomagic for SOLIDWORKS soll direkt in SOLIDWORKS integriert werden und die Geomagic-Funktionen direkt in SOLIDWORKS verfügbar machen. Geomagic for SOLIDWORKS trägt zur Verfeinerung des Scan-to-CAD-Workflows bei und bietet laut der Produktwebsite erhebliche Effizienzvorteile, einschließlich eines bis zu 50 % schnelleren kompletten Reverse-Engineering-Workflows im Vergleich zum herkömmlichen CAD für organische Teile.

Und nun sind wir schon am Ende! Letztendlich hängt die Wahl der richtigen Software für Sie davon ab, was Sie benötigen, welche Funktionen für Ihren Arbeitsablauf wichtig sind und was Sie bereit sind zu investieren. Probieren Sie die vorgeschlagenen Optionen einmal aus – wir hoffen, Sie finden, wonach Sie suchen, und entdecken Ihren Weg zu besseren Lösungen und mehr Erfolg!

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