Eine Auswahl gängiger CAD-Softwarepakete in verschiedenen Preisklassen. Stand Juli 2013

Transkript

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2 Zeichnen in der Fläche und im Raum Beim Zeichnen am Computer muss man sich erst einmal entscheiden, ob man 2Doder 3D-Daten erzeugen will. 2D-Zeichnungen sind reine Strich- und Flächen-Darstellungen, auch Vektor-Daten genannt, die sich alle in einer Fläche befinden, vergleichbar einem gedruckten Stadtplan. Ein Punkt auf der Zeichnungsfläche ist also bestimmt durch 2 Koordinaten, X und Y. Diese Art, im Computer zu zeichnen ist ähnlich einfach zu erlernen wie die Benutzung eines Textverarbeitungs-Programmes, etwa Microsoft Word. 3D-Modelle sind Darstellungen von Objekten, die eine räumliche Ausdehnung haben. Für jedes Bestandteil des dargestellten Objektes müssen also 3 Koordinaten gespeichert werden, X, Y und zusätzlich Z. Das Arbeiten mit erfordert etwas mehr Einsatz - das Denken in drei Dimensionen fordert das Vorstellungsvermögen und die Software ist wegen der zusätzlichen Möglichkeiten meist ebenfalls anspruchsvoller zu beherrschen. Die Maschinen im FabLab müssen mit unterschiedlichen Daten beschickt werden. Der Lasercutter arbeitet ausschliesslich in einer Ebene, er kann also mit reinen 2D-Zeichnungen gefüttert werden. Auf der CNC-Fräsmaschine können z.b. Konturen graviert oder ausgeschnitten werden, dazu reichen 2D-Daten aus, andererseits können aber auch räumliche Objekte aus dem vollen Material gefräst werden, dazu sind dann 3D-Daten erforderlich. Der 3D-Drucker, der Name sagt es bereits, erfordert ausschliesslich 3D-Daten, mit reinen 2D-Zeichnungen kann er nichts anfangen. Egal, ob man mit 2D- oder 3D-Zeichnen einsteigt, muss man sich auf eine gewisse Einarbeitungszeit einstellen. Je nach Software kann der Einstieg sehr leicht fallen - dafür ist man schnell am Ende der Möglichkeiten angelangt. Andere Programme haben eine höhere Einstiegshürde, dafür kann man lange aus den Möglichkeiten schöpfen. Wenn man noch nie im Computer gezeichnet hat, empfiehlt sich auf jeden Fall der Einstieg über eine einfache Lösung wie TinkerCAD, um ein Gefühl für die Arbeiten "im Raum" im Computer zu bekommen. Wenn man die Grenzen einer einfachen Software erreicht hat, weiss man ausserdem besser, welche Möglichkeiten die Wunschsoftware bieten sollte. Die folgende Liste erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit! Auf Anregungen und bei Fehlern freut sich. Kosten CAD muss nicht die Welt kosten. Auch im Open Source Bereich gibt es für den Heimanwender absolut konkurrenzfähige Software. Freie Open Source Software, gratis 3D Blender FreeCAD OpenSCAD BRL-CAD 2D LibreCAD Inkscape Software mit kommerziellem Hintergrund, gratis zur Verfügung gestellt 2D 3D DraftSight TinkerCAD 123D Catch 123D Make 123D Design Sketchup Make Fusion 360 Kommerzielle Software, (halbwegs) erschwinglich 2D 3D Illustrator Alibre/Geomagic Design Kommerzielle High-End Software, 3D Solidworks Inventor

3 Dienstleister für 2D und 3D Prototyping 2D Ponoko Objekte zum Download Thingiverse.com YouMagine.com 3D Shapeways GrabCAD

4 DraftSight LibreCAD DraftSight ist ein ausgefeiltes 2D-CAD-Programm von Dassault Systemes, dem Hersteller des professionellen SolidWorks. Es bietet dem fortgeschrittenen Anwender ein vollständiges Werkzeug-Set für die Erstellung von 2D-Zeichnungen. Für den Privatgebrauch ist die Software gratis, es ist eine Registrierung notwendig. Für den Plan des neuen Vogelhäuschens im Garten eher ein wenig Overkill. 2D-CAD-Programm CAD-Zeichungen gratis für Privatanwender Dassault Systemes Windows, Mac, Linux LibreCAD ist ein 2D-CAD-Programm. Der Einstieg ist für Anfänger leicht zu bewältigen, dennoch stellt das Werkzeugset auch den professionellen Anwender zufrieden. 2D-CAD-Programm CAD-Zeichungen gratis Open Source Windows, Mac, Linux

5 Illustrator Inkscape Inkscape ist ein Open Source Vektor-Grafikprogramm. Das Programm richtet sich zum einen an Grafiker, zum anderen stellt es aber auch alle notwendigen Werkzeuge zur Verfügung, um einfache CAD-Zeichnungen massgetreu zu erstellen. Für Anwender, die vom kommerziellen Konkurrenkt Adobe Illustrator kommen, bietet die Benutzeroberfläche einige Widerstände. Wenn diese bewältigt sind, bietet Inkscape aber ein vollständiges Toolset, das teilweise dem von Illustrator sogar überlegen ist. Die generativen Formwerkzeuge sind unbedingt ein Experiment wert! 2D-Grafikprogramm Grafik, Linien-Zeichnungen gratis Open Source Software

6 TinkerCAD 123D Catch TinkerCAD ist ein äusserst einfach zu bediendes -Programm. Das Programm läuft vollständig im Web-Browser, es ist also eine Internetverbindung nötig. Zur Benutzung ist eine Registrierung erforderlich, für den Hausgebrauch ist die Nutzung aber kostenlos. TinkerCAD arbeitet mit einfachen Grundformen, welche in der Grösse und Position angepasst werden können, und anschliessend verschmolzen oder voneinander abgezogen werden können. Masshaltiges Arbeiten ist möglich, aber für komplexere Projekte wird man schnell an die Grenzen stossen. Den ersten Kontakt mit dem 3D-Modellieren macht das Programm dem Anfäger sehr einfach. Die erstellten Designs können in geeigneten Formaten für den 3D-Druck heruntergeladen werden und ausserdem auch direkt auf thingiverse.com publiziert werden. Kurz, eher ungeeignet für den nächsten Lunar Orbiter, aber unschlagbar, um ohne weitere Umstände an jedem beliebigen Computer ein kleines Objekt zu basteln. einfaches webbasiert, läuft im Internet-Browser Anfänger, einfache 3D-Projekte gratis, Registrierung notwendig Autodesk 123Catch ist eine sogenannte Photogrammetrie-Anwendung. Dies bedeutet, softwaregestützt wiederkehrende Merkmale in einer Anzahl von Bildern zu finden und dadurch auf die dreidimensionale Geometrie des fotografierten Objektes zu schliessen. Man erstellt also eine möglichst grosse Anzahl Photos von dem zu modellierenden Objekt aus verschiedenen Blickwinkeln. Dann werden die Fotos mit der Anwendung in die Autodesk-Cloud hochgeladen und dort mit geballter Rechenleistung analysiert, um ein 3D-Modell des Objekts zu erstellen. Der Qualität der Resultate, die mit dieser Technik erzielt werden können, sind natürlich gewisse Grenzen gesetzt. Wenn man aber (noch) nicht in der Lage ist, ein 3D-Modell zu erstellen, ist dies eine Möglichkeit, um recht schnell an ein 3D-Objekt zu kommen, welches beispielsweise gedruckt werden kann. Bitte keine Wunder erwarten! Photogrammetrie-Software Erzeugt 3D-Modelle auf Basis von Photos gratis, Registrierung notwendig Autodesk, proprietär Windows, Mac

7 123D Make 123D Design 123D Make ermöglicht es, auf einfache Weise aus einem bestehenden 3D-Modell einen "Bauplan" abzuleiten, der anschliessend bespielsweise auf einem Laser-Cutter ausgeschnitten und später zusammengesetzt werden kann. Die Konstruktion kann auf verschiedene vordefinierte Arten umgesetzt werden, beispielsweise als Schichtmodell oder als Falt-und-Klebe-Bastelbogen. Die Resultate genügen nicht jeder Anforderung, aber es entstehen schnell Formen, die zum weiteren Spielen anregen. Eine gewisse Suchtgefahr ist nicht zu leugnen D-CAM-Software erzeugt Schneidevorlagen um aus verschiedenen Materialien 3D-Objekte zu bauen gratis, Registrierung notwendig Autodesk, proprietär Windows, Mac 123D Design ist eine vollwertige 3D-CAC-Lösung. Unter der unaufgeregten Oberfläche werkelt ein sehr leistungsfähiger Geometrie-Kern. Auf einfachste Weise erstellt man seine Objekte aus verschiedenen Grundformen, die miteinander verschmolzen oder voneinander abgezogen werden. Mit den Pfadwerkzeugen lassen sich auch komplexere und organische Formen erzeugen. Die so entstehenden Objekte können mit diversen Werkzeugen verfeinert und detailliert werden. Masshaltiges Arbeiten ist ohne weiteres möglich. Das Bedienkonzept ist im ersten Moment gewöhnungsbedürftig, letztlich aber effizient. Zur Einarbeitung sollte man sich etwas Zeit lassen und die diversen Tutorials durcharbeiten, denn viele Funktionen erschliessen sich nicht auf den ersten Blick. Von der Online-Version, welche im Browser läuft, sollte besser man die Finger lassen, der Leistungsumfang ist dort radikal beschnitten. parametrisch primär einfachere Konstruktionen, mit entsprechendem Aufwand können aber auch komplexe Projekte erstellt werden gratis, Registrierung notwendig Autodesk, proprietär PC, Mac

8 Sketchup Make Fusion 360 Sketchup ist ein mesh-basiertes -Programm. Mit Hilfe von Linien werden Flächen erstellt, mehrere Flächen ergeben dann Volumen-Objekte. Dies bedeutet, das Sketchup nicht die allererste Wahl ist, wenn es um die Erzeugung von komplexen organischen Formen geht. Andererseits gibt es aber kaum ein CAD-Programm, mit dem der Anfänger schneller zu einem ausgefeilten 3D-Modell von geometrisch einfachen Formen gelangt. Die vielfältigen Darstellungsarten laden zu regelrechten Dokumentations- und Rendering-Orgien ein. Es gibt eine grosse Sammlung von Plugins, mit denen sich beachtliche Dinge erzeugen lassen. Trotzdem liegt die Stärke von Sketchup in der erstaunlich intuitiven Art, mit der sich geometrische Formen erzeugen und darstellen lassen. mesh-basiert ausgesprochen schnell für architektonische/geometrische Formen, nicht sehr geeignet für organische Formen gratis (Sketchup Pro: $) Trimble, proprietär PC, Mac Autodesk Fusion 360 kombiniert Werkzeuge für Design und Konstruktion in einer Software. Die Werkzeuge sind weitgehend bekannt von den übrigen Autodesk Software-Paketen und nicht übermässig schwer zu erlernen. Es gibt diverse gute Einstiegs-Tutorials. Wichtiger Teilaspekt der Lösung: die Files liegen in einer von Autodesk zur Verfügung gestellten Cloud. Die Files sind daher von überall zugänglich, solange Internet-Zugang besteht. Diese Cloud-Lösung stellt ausserdem Tools für die Team-Arbeit zur Verfügung. Bezahlung erfolgt monatlich, die günstigste Lösung kostet 25$ pro Monat. Nichtkommerzielle Nutzung ist möglicherweise vollkommen gratis. $-$$ Design und Konstruktion gratis für Hobby-Anwender und Studenten Registrierung notwendig, Daten liegen in Cloud Autodesk, proprietär Windows, Mac (nur 64bit)

9 Blender OpenSCAD Blender ist eine Open Source 3D-Grafik-Software. Die Software richtet sich in erster Linie an grafische Gestalter, das bedeutet aber nicht, dass Konstrukteure damit nicht ebenfalls zu Ergebnissen kommen können. Objekte können basierend auf Kurven, Polygon-Meshes, parametrisch sowie NURBS-basiert erstellt werden. Diese Objekte können danach mit Materialien belegt und beleuchtet werden. Diese Szenen können nun gerendert, also als Bild ausgegeben werden oder zusätzlich animiert werden, um einen Film zu erstellen. Selbstverständlich können die erstellten Objekte nicht nur grafisch weiterverabeitet werden, sondern auch exportiert werden für die Ausgabe auf diversen CNC-Maschinen. Blender ist damit eine absolut konkurrenzfähige Open Source-Lösung zu den etablierten, aber teueren 3D-Grafik-Paketen wie Cinema4D, 3DStudio Max und so weiter. Zum Einstieg sollte man sich etwas Zeit für die zahlreichen Tutorials nehmen und sich die grundlegenden Funktionsweisen und Bedienungskonzepte aneignen. OpenSCAD ist eine Lösung, um Solid-3D-Modelle zu erzeugen. Die Software ist NICHT ein interaktiver Modeller, sondern sie liest ein Skript, also eine parametrische Beschreibung des Objekts, ein und erzeugt davon die entsprechenden 3D-Daten. Eine Lösung für den Hardcore Tinkerer also, die aber unter Umständen sehr gute Dienste leisten kann. (Die Möglichkeit, auf thingiverse.com Objekte zu "customizen" beruht auf der Technik von OpenSCAD.) "3D-Compiler" Programmiersprache zur Formbeschreibung, ein Compiler generiert daraus ein 3D-Modell Leute mit Lust am Experimentieren und Sinn für Logik gratis Open Source Software Windows, Mac, Linux 3D-Grafik und Animation parametrisch und meshbasiert Design, Character-Animation, Rendering, Simulation gratis Open Source Software Windows, Mac, Linux

10 FreeCAD BRL-CAD FreeCAD ist eine parametrisches, welches sich vorwiegend für technische Konstruktionen anbietet. Der Arbeitsprozess ist der selbe wie bei den grossen Ingeniur-CAD-Lösungen wie Solidworks, Inventor und Konsorten. Bauteile werden aufgebaut und detailliert basierend auf vermassten Skizzen, und können anschliessend mit weiteren Features detailliert werden. Aus den Bauteilen werden über definierte geometrische und konstruktive Beziehungen Baugruppen zusammengesetzt. Dieses Vorgehen ermöglicht es, an einem Bauteil Anpassungen vorzunehmen, die später automatisch die gesamte Baugruppen beinflussen. Von den erstellten Teilen lassen sich anschliessend technische Zeichnungen ableiten, die ihrerseits wieder automatisch aktualisiert werden, wenn sich das Objekt ändert. Die offenen Natur der Software ermöglicht es dem geneigten und fähigen Anwender, die Programm-Funktionen auch anzupassen. Alles in allem sicher kein Anfängerprogramm, aber enorm leistungsfähig gemessen am (nicht vorhandenen). BRL-CAD is a powerful cross-platform open source solid modeling system that includes interactive geometry editing, high-performance ray-tracing for rendering and geometric analysis, image and signal-processing tools, a system performance analysis benchmark suite, libraries for robust geometric representation, with more than 20 years of active development. parametrisch, skizzen- und featurebasiert Mech. Konstruktion gratis Open Source Software Windows, Mac, Linux parametrisch, feature- und skizzenbasiert mech. Konstruktionen gratis Open Source Software Windows, Mac, Linux

11 Alibre/Geomagic Design Inventor $$$ skizzen- und featurebasiert Mech. Konstruktion, Simulation, Analyse, Darstellung Autodesk, proprietär Alibre (neuerdings GeoMagic) ist ein -Programm, welches sich an Konstrukteure und Designer richtet. Es verwendet dieselben Konstruktions- und Bedienprinzipien wie die bekannten, aber exorbitant teueren Konstruktions-CAD- Softwares. Bauteile werden aufgebaut und detailliert basierend auf vermassten Skizzen, und können anschliessend mit weiteren Features detailliert werden. Aus den Bauteilen werden über definierte geometrische und konstruktive Beziehungen Baugruppen zusammengesetzt. Mit der sehr erschwinglichen "Personal"-Version gibt Alibre dem Hobby-Anwender eine ausgesprochen leistungsfähige Software-Lösung, vor der sich andere Programme teilweise gut verstecken müssen... skizzen- und featurebasiert Privatanwender: $ Pro: $$ Mech. Konstruktion, Simulation, Analyse, Darstellung Geomagic/Alibre, proprietär Windows

12 Solidworks Bonzai3D $$$ skizzen- und featurebasiert Mech. Konstruktion, Simulation, Analyse, Darstellung Dassault Systems, proprietär $ parametrisch und meshbasiert einfachere geometrische und organische Konstruktionen (kleiner Bruder von FormZ) AutoDesSys, proprietär Windows, Mac

13 Rhino Cinema4D $$ NURBS-basiert Freiform-Modellierung, Design präzise definierte organische Formen McNeel Ass. Windows, Mac

14 3DStudio Max FormZ

15 Weitere Anbieter, en Natürlich ist es für den berufenen Tinkerer Ehrensache, das Rad ab und zu neu zu erfinden. Aber nicht immer ist das nötig und sinnvoll - gewisse Objekte haben schon andere modelliert. Die folgenden Anbieter stellen 3D-Modelle zum Download an. Bei der Verwendung unbedingt die Lizenzbedingungen der jeweiligen Uploader beachten. Nicht alle Daten sind direkt vorbereitet für den 3D-Druck. Thingiverse.com auf 3D-Objekten, die unmittelbar druckbar sind auf gängigen 3D-Printern, abhängig von Makerbot, Zukunftssicherheit dadurch möglicherweise beinträchtigt...

16 YouMagine.com GrabCAD Besonderes Gewicht auf Maschinenbau-Teilen Teile sind nicht unbedingt druckbereit Interessante neue Alternative zu Thingiverse, leicht Ultimaker-lastig, möglicherweise noch nicht so umfängliche Auswahl, aber vielversprechend

17 Shapeways Ponoko