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Werkzeuge und Formen - Spritzgießwerkzeuge

CAD: Verschiedene Formate für unterschiedliche Aufgaben

Auszug aus
Rainer Dangel

Spritzgießwerkzeuge für Einsteiger

06/2017, 346 Seiten, € 49,00
ISBN: 978-3-446-45043-1
Seiten 49-52

So wie es verschiedene Anbieter für CAD-Systeme gibt, so gibt es auch eine Reihe unterschiedlicher Datenformate für CAD-Daten. Die Übertragung der notwendigen Informationen ist hier das wichtigste Auswahlkriterium. Einen Standard für den Austausch von Daten gibt es im Bereich des CAD aktuell nicht.

Im Idealfall werden die Daten vom Auftraggeber an den Werkzeugbauer im selben System übergeben. Die Daten können 1:1 eingelesen und bearbeitet werden. Weitaus häufiger ist es aber, dass mit zwei verschiedenen Systemen gearbeitet wird. In diesem Fall müssen die Daten über eine Schnittstelle in einem sogenannten neutralen Format übergeben werden. Dies ist die häufigste Art des Austauschs von CAD-Daten. Für die 3D-Entwicklung sind die meist genutzten (neutralen) Formate für die Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen IGES, STEP und für Modelle STL. Zweidimensional angelegte Daten werden im Datenformat DXF angelegt.

Die einzelnen Formate werden im Folgenden beschrieben:

Das Datenformat IGES

IGES (Initial Grafics Exchange Specification) ist eines der neutralen, herstellerunabhängigen Datenformate aus dem Markt. Dieses Format wurde in den 80er und 90er Jahren in den USA von einem Interessenverband der Industrie entwickelt.

IGES stammt ursprünglich aus der Zeit der Flächenmodellierer. Dreidimensional dargestellte Körper waren seinerzeit aus einzelnen Flächen zusammengesetzt. Jede einzelne Fläche bildete dabei ein Element. Ein Würfel besteht also aus sechs einzelnen Elementen. Die Erfahrung heute zeigt, dass es beim Konvertieren der IGES-Daten immer wieder zu Problemen kommt. Es werden Flächen falsch erkannt oder Flächenrandkurven stimmen nicht mehr überein.

Die Schreibweisen für IGES-Daten sind *.igs oder *.iges

Bild 3.1: Darstellung von einem neutralen Datenformat und nach der Konvertierung in ein anderes CAD-System.

Das Bild 3.1 zeigt Beispiele von problematischen Flächen, die aus dem neutralen Format IGES in das hier benutzte CAD-System übertragen wurden. Ergebnisse mit anderen Systemen sind aber gleich oder ähnlich.

Das Datenformat STEP

STEP (Standard for the Exchange of Product model data), ist ein weiteres herstellerunabhängiges und standardisiertes Dateiaustauschformat. Dieses Format wurde international entwickelt und wird in nahezu allen Bereichen wie z.B. der Architektur, dem Bauwesen, dem Ingenieurbau, dem Maschinenbau usw. angewandt. STEP ist u. a. in der ISO-Norm 10303 definiert.

Im Gegensatz zur IGES-Schnittstelle ist bei STEP der ganze Würfel als Volumen ein Element. Daraus ergibt sich auch, dass die Datenmenge für identische Modelle im Format STEP wesentlich geringer ist. Es ist zurzeit wohl das gängigste Format beim Austausch von CAD-Daten. Die Erfahrung hat auch gezeigt, dass das Umwandeln aus diesem Format die besten Ergebnisse bringt.

Die Schreibweisen für STEP-Daten sind *.stp oder *.step

Das Datenformat STL

STL (Surface Tesselation Language) ist ein Datenaustauschformat, das hauptsächlich im Modellbau Anwendung findet. Es wurde von der Firma 3D-Systems Inc. entwickelt und erstmals 1989 veröffentlicht und eingesetzt.

Dieses Format beschreibt nur die Oberfläche eines Volumens. Dabei wird diese Oberfläche in lauter Dreiecksfacetten aufgelöst. Je besser die Oberfläche sein soll, umso mehr und kleinere Dreiecksfacetten hat sie. Wichtig zu wissen: Diese Daten enthalten keine geometrischen Elemente und können nur mit speziellen Systemen verändert werden.

Die Schreibweise für STL-Daten ist *.stl

Bild 3.2: Darstellung von Oberflächen im STL-Datenformat

In Bild 3.2 sieht man deutlich die Dreiecksfacetten, diese bilden sich auch auf dem späteren Bauteil genau ab. Eines der Anwendungsgebiete für dieses Format sind die immer mehr genutzten 3D-Printer. Mit diesem Verfahren können z. B. Kunststoffteile in originalem Material gedruckt werden. Der Vorteil ist, dass man sehr schnell einbaufertige Teile für Versuche hat.

Datentransfer: Der Weg der Daten

Der Weg, auf dem die Daten vom Kunden den Formenbauer erreichen, hat sich in den letzten Jahren sehr verändert. Die Sicherheit der Daten spielt heute eine bedeutende Rolle. Zu Beginn des digitalen Zeitalters im Werkzeugbau wurden die Daten auf CD gebrannt und per Post verschickt. Später kamen auch andere Datenträger zum Einsatz. Nachdem die Übertragungsgeschwindigkeiten im Netz immer schneller wurden, verschickte man die Daten per E-Mail. Dies ist auch heute zum Teil noch gängige Praxis. Um den Sicherheitsstandards der Industrie gerecht zu werden, war die nächste Entwicklung der verschlüsselte Versand der Daten. Dazu gibt es heute spezielle Server-Systeme mit geschützten Bereichen. Die Daten werden automatisiert in dem vereinbarten Format auf einen FTP-Server gelegt. Der Partner erhält eine Nachricht und kann die Daten in einem definierten Zeitfenster von dort downloaden. Ist die Zeit abgelaufen, werden sie automatisch gelöscht.

Die Verantwortung bei diesem Prozedere hat sich parallel zum Verfahren ebenfalls geändert. Früher war der Kunde für den Versand der Daten verantwortlich. Heute überträgt er die Verantwortung mit dem Upload der Daten auf dem Server oder in der Cloud auf den Auftragnehmer.

Auszug aus
Rainer Dangel

Spritzgießwerkzeuge für Einsteiger

06/2017, 346 Seiten, € 49,00
ISBN: 978-3-446-45043-1
Seiten 49-52
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