Vom Computer Science and Artificial Intelligence Lab (CSAIL) des Massachusetts Institute of Technology (MIT) wurde mit InstandCAD ein Plugin entwickelt, mit dem CAD-Modelle einfach bearbeitet und optimiert werden können. Das Ziel der Software ist es Designern dabei zu helfen, bessere Produkte mit weniger Zeitaufwand zu entwickeln.

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Logo CSAILInstantCAD ermöglicht es CAD-Modelle mittels eines verständlicheren Arbeitsablaufs einfacher zu bearbeiten und optimieren. In bestehende CAD-Software kann das Tool als Plugin installiert werden. Wie Adriana Schulz, PhD-Studentin am Institut für Elektrotechnik und Computerwissenschaften auf csail.mit.ede berichtet, könnte diese Anwendung bahnbrechend für Automobilhersteller und andere Unternehmen sein. Mit der Software sollen Firmen in die Lage versetzt werden, komplexe Designs anstatt in Stunden bis Tagen innerhalb von Sekunden bis Minuten zu erproben und zu verbessern.

„Die Technologie kann bahnbrechend für Automobilhersteller und andere Unternehmen sein.“ Adriana Schulz, PhD-Studentin am Institut für Elektrotechnik und Computerwissenschaften

Ein Großteil der heutigen CAD-Programme läuft mit einer parametrischen Arbeitsweise, bei der die Parameter wie Form und Größe veränderbar sind, um verschiedene Eigenschaften des Objekts anzupassen. Das beste Design bezüglich der Funktion eines Objekts festzulegen, kann allerdings schwierig sein. Dieser Arbeitsschritt ist außerdem mit einem hohen Zeitaufwand verbunden, weil eine einzige Änderung zu einer Neugenerierung des Designs und zu Simulationen führt, bevor der nächste Schritt stattfinden kann. Der Designprozess wird mit InstandCAD in Echtzeit verbessert und optimiert, was für Ingenieure eine Zeitersparnis von Tagen oder Wochen bedeutet.

Nachdem ein 3D-Modell mit einem CAD-Programm erstellt wurde, erfolgt seine Übermittlung an eine Cloud-Plattform, die mehrere geometrische Simulationen und Evaluierungen gleichzeitig durchführt. Unter Verwendung der bearbeiteten Daten lässt sich vom Anwender das Design auf zwei verschiedenen Wegen optimieren. Der Punkt „interactive exploration“ (interaktive Erforschung) übermittelt ein Echtzeit-Feedback darüber, wie sich eine Design-Veränderung auf die Leistung auswirkt.

Beispiele für optimierte CAD-Modelle mit InstantCAD
Das Plugin InstantCAD soll vor allem aufwendige, komplexe CAD-Modelle optimieren können und eignet sich somit vor allem für die industrielle Anwendung (Bild © Screenshot: 3D-grenzenlos; Bildquelle: • MIT/CASAIL/A. Schulz et. al.).

Mit der zweiten Funktion „automatic optimization“ (automatische Optimierung) können spezifische Eigenschaften festgelegt werden, welche das Objekt haben soll. Das Design eines Gegenstandes zu optimieren ist wegen der enormen Gestaltungsmöglichkeiten mit einer gewissen Schwierigkeit verbunden.

Laut Schulz sei es zu datenintensiv jeden einzelnen Punkt zu berechnen, weshalb man einen Weg gefunden habe, jeden einzelnen dieser Punkte ausgehend von einer kleinen Anzahl an abgetasteten Datenpunkten zu prognoszitieren, wie das unten verlinkte Video zeigt. Diese Interpolation im Zusammenspiel mit einem neuen Algorithmus sind das Ergebnis, mit dem die abgetasteten Daten genutzt und im Raum geschätzt werden.

Fokus auf anspruchsvolle 3D-Designs

Vor allem für anspruchsvolle Designs wie Autos, Flugzeuge, Roboter oder Schiffe könnte InstantCAD nützlich sein. In diesen Bereichen soll jede mögliche Leistungssteigerung in einem Produkt erzielt werden. Je komplexer das Objekt ist, desto mehr fällt der Beitrag einer derartigen Software-Funktion ins Gewicht. Mit Systemen wie InstantCAD, die das Anpassen von Objekten mit spezifischen Anforderungen vereinfacht, hoffe man den Weg für ein neues Zeitalter der persönlichen Fertigung und des DIY-Designs zu ebnen, erklärte Schulz abschließend.

Auf der SIGGRAPH Konferenz für Computergrafik, die im Juli in Los Angeles stattfindet, wird Adriana Schulz als Erstautorin der Publikation „Interactive Design Space Exploration and Optimization for CAD Models“ (Interaktive Design Raumforschung und Optimierung für CAD-Modelle) das Plugin InstantCAD vorstellen. Wer vorher schon einen Blick in das Arbeitspapier werfen möchte, kann dies hier tun (PDF; 6,08 MB).

Erst diese Woche haben wir über die Ergebnisse italienischer Forscher berichtet, die mit Software die Qualitätsprobleme haushaltsüblicher 3D-Drucker lösen wollen. Das Unternehmen LPKF aus Fürth hat eine neue CAD-CAM-Systemsoftware entwickelt und liefert neue Schweißanlagen für Medizintechnik. Die CAD-Software KeyCreator 14.5 wurde von der K2D-KeyToData GmbH mit neuen und verbesserten Funktionen versehen. Die Anwendung und Datenaustausch zwischen unterschiedlichen CAD-Programmen soll mit KeyCreator 14.5 laut Hersteller einfach sein.

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