Frei und komplett

CAD CAM Spaceclaim

CAD-Systeme – Spaceclaim ist seit kurzem in Version 2012 auf dem Markt. Grund genug, das historie- und parametrikfreie CAD-System auf den Prüfstand zu hieven.

04. Mai 2012

SpaceClaim wurde 2007 erstmals veröffentlicht, ist also sehr jung. Nichtsdestotrotz hat sich das System inzwischen etabliert, unter anderem auch als Bestandteil von anderen Systemen, beispielsweise als CAD-Frontend für die FEM-Software von Ansys. SpaceClaim ist unter anderem auch in die mit den Bearbeitungszentren von Trumpf gelieferte Software integriert.

Das System unterscheidet sich in zwei Aspekten von den meisten anderen CAD-Systemen: Zum einen die historiefreie Modellierung, zum anderen, dass SpaceClaim nicht anstrebt, ein komplettes System mit einer breiten Palette von Modulen zu sein. Der Hersteller konzentriert sich auf die Modellierfunktionalitäten und die Behandlung von CAD-Modellen aus einer breiten Palette von Quellen. Dementsprechend wird SpaceClaim oft nicht als »Haupt-CAD-System« eingesetzt, sondern als Spezialanwendung für bestimmte Aufgaben, beispielsweise das Vorbereiten von Modellen für die Simulation oder die NC-Fertigung.

Dies schlägt sich auch in der Benutzeroberfläche nieder, wo im Ribbon-Benutzerinterface so ungewohnte Reiter wie »Messen«, »Reparieren« und »Vorbereiten« zu finden sind. Die Oberfläche ist insgesamt sehr aufgeräumt und im Vergleich zu anderen Systemen mit wesentlich weniger Buttons überfrachtet – was zum Teil auch dem begrenzten Funktionsumfang geschuldet ist. Wer mehr Bildschirmfläche benötigt, klickt den kleinen Pfeil oben rechts an, dann minimiert sich das Ribbon auf die Registerkartennamen und wird erst sichtbar, wenn man einen Namen anklickt.

Grundsätzlich kommt SpaceClaim mit vier Hauptbefehlen aus, mit denen sich die meisten Aktionen durchführen lassen: Mittels der Befehle Ziehen und Verschieben wählt der Anwender Teile des CAD-Modells aus und versetzt sie. Das Kombinieren-Werkzeug lässt vorhandene Geometrie aufspalten und neu zusammensetzen. Der Füllen-Befehl schließt Löcher und Verrundungen, beispielsweise um 3D-Modelle für Berechnungen vorzubereiten.

Skizze, extrudieren, verbiegen

Das Modellieren in SpaceClaim erinnert zunächst an das Gewohnte – Auswählen eines Zeichenwerkzeugs, dann Erstellen einer Skizze auf der automatisch eingeblendeten Ebene. Das System blendet beim Erstellen sofort Maße mit bearbeitbaren Maßzahlen ein, zwischen denen durch Drücken der TAB-Taste gewechselt werden kann. Wie bei einem parametrischen System tauchen Hilfslinien auf, wenn der Mauszeiger beispielsweise die Verlängerung einer anderen Linie erreicht. Im Gegensatz aber etwa zu SolidWorks, wo eine Beziehung die beiden Geometrieentitäten verknüpft, wenn man in diesem Moment loslässt, vergisst SpaceClaim diesen Zusammenhang sofort wieder – das System ist eben historiefrei.

Interessant dabei ist, dass SpaceClaim den fehlenden Feature-Baum durch eine intelligente Ähnlichkeitserkennung kompensiert. Selbst bei importierten Teilen aus anderen CAD-Systemen werden beispielsweise mit nur einem Rechtsklick alle Bohrlöcher mit gleichem Durchmesser erkannt und auf einmal geändert werden. Zudem ist gewährleistet, dass immer eine geschlossene Geometrie entsteht.

Ein Klick auf den 3D-Modus schließt die Skizze ab – die in diesem Moment auch schon Geschichte ist und nicht mehr aufgerufen werden kann – dann beginnt das Ziehen. Man markiert eine Fläche, ein Pfeil erscheint, und man extrudiert die Fläche durch Bewegen dieses Pfeils. Drückt man beim Ziehen die Leertaste, lässt sich die Länge der Extrusion numerisch eingeben. Sind in einer Skizze mehrere Flächen vorhanden, beispielsweise Kreise für Bohrungen, lassen sich diese unabhängig von den anderen Flächen bewegen. Durch Ziehen nach unten erzeugt man sehr schnell Durchbrüche. Klickt man eine Fläche an, wird automatisch das Skizzenraster eingeblendet und man kann eine weitere Skizze auf die Fläche zeichnen und extrudieren. Die entstehenden Volumina werden automatisch verschmolzen,

Zieht man eine Kante nach innen, entsteht eine Rundung, ein Doppelklick markiert einen ganzen Kantenzug statt nur einer Kante. Weitere Doppelklicks schalten alternative Kantenzüge durch. Die Rundungsfunktion ist extrem robust, kaum eine Kante, die sich nicht bearbeiten lässt. Es kann vorkommen, dass ein kurzer Abschnitt eines Kantenzugs nicht mitgerundet wird, der lässt sich dann entweder einzeln runden oder man geht per »Zurück«-Pfeil einen Schritt zurück und nimmt das fehlende Stück in die Auswahl mit auf.

Verrundungen nachträglich änderbar

Dabei fällt auf, dass Spaceclaim doch nicht ganz so »vergesslich« ist, wie es zunächst scheint: Klickt man eine Verrundung an, zeigt das System in der linken Spalte durchaus das zugehörige Maß an – das hier auch nachträglich geändert werden kann - historiefrei, aber parametrisch.

Einen großen Schritt hat das System in der Vorgängerversion 2011+ im Blechbereich gemacht. Hier finden sich die Skizzierwerkzeuge des Reiters »Konstruktion« nochmals, allerdings erstellen sie keine Skizze, sondern sofort ein Blech in einer vordefinierten Dicke. Zieht man eine Kante dieses Blechs, so generiert SpaceClaim eine Blechkante mit ebenfalls vordefiniertem – aber jederzeit änderbarem – Biegeradius und Verlängerungsfaktor sowie ein weiteres Stück Blech in der gewünschten Richtung.

Zieht man an einem Kantenzug, so entstehen mehrere Blechflächen. Schneller lässt sich ein geschlossener Blechwürfel nicht erstellen: Erster Klick: Quadrat erstellen, dann Doppelkick auf die obere Kante zum Markieren aller vier Seiten des Quadrats. Umschalten auf Ziehen, der folgende Klick zieht alle Kanten nach oben und erstellt die vier senkrechten Seiten – hierbei denkt SpaceClaim sogar an die Eckausklinkungen, die für saubere Kantungen notwendig sind. Eine der Oberkanten bis zur Gegenseite ziehen – fertig ist das Gehäuse. Der sechste und der siebte Klick definieren die Basisfläche und generieren die Abwicklung.

Natürlich lassen sich auch komplexere Formen erzeugen, interessant ist dabei der Bereich »Ändern«. Hier lassen sich zum einen vor einem Modellierschritt die Automatiken für Naht, Kanten- und Eckfreistiche, Ecken und Falzungen vorwählen, zum anderen auch nachträglich ändern.

Laschen, Scharniere, Eckversteifungen, Sicken und andere blechtypische Features sind mit einem oder zwei Klicks erstellt. Entstehen neue Blechteile, beispielsweise beim Erstellen eines Scharniers, werden diese neuen Teile wiederum mit einem Klick auf die Basisfläche und der Befehlsauswahl abgewickelt. So entstehen auch komplexe Blechteile sehr effizient.

Eine wichtige Funktion beim Einstieg in eine Software oder wenn man sie nur sporadisch nutzt, ist die Unterstützung durch Informationen über die nächsten Schritte oder eine kontextsensitive Onlinehilfe. SpaceClaim bietet auch hier Positives: Schwebt die Maus über einem Befehl, öffnet sich ein Fensterchen am Mauszeiger mit einer Beschreibung des Befehls und der Möglichkeiten, die sich durch Drücken zusätzlicher Tasten wie ALT oder STRG bieten. Zudem wird auf den Aufruf der Hilfefunktion oder auch in vielen Fällen auf ein Video hingewiesen. Ein Druck auf F1 öffnet die sehr gut verständliche Hilfe, F3 startet – wenn vorhanden – ein Video.

Die Schnittstellenauswahl ist reichhaltig und umfasst sämtliche wichtigen CAD- und Kernelformate. Allerdings müssen verschiedene native CAD-Formate in Modulen hinzugekauft werden. Die Schnittstellenausstattung folgt dabei der Logik des Einsatzes von SpaceClaim, so dient das System eher zur Weiterverarbeitung von CAD-Daten denn als Konverter. Die Datenausgabe erfolgt meist an andere Systeme wie FEM- oder NC-Applikationen, die vor allem eine Geometrie und weniger ein »schlaues« Modell benötigen. So entspricht es einem typischen SpaceClaim-Workflow, ein Catia-Modell einzulesen, zu vereinfachen und als Step oder Iges an die Simulationssoftware weiterzugeben.

SpaceClaim 2012 bringt eine Vielzahl kleiner Verbesserungen mit sich, die aber eher ergänzenden Charakter haben. SpaceClaim ist eben – nach Meinung seiner Macher – im Großen und Ganzen ausgereift und soll eben nicht durch neue Funktionalitäten wie Simulation oder anderes zu einem »Komplettsystem« aufgeblasen werden. Das ist ein schlüssiges Konzept und spiegelt sich in der Software, die gemessen an ihrem Alter eine erstaunliche Reife besitzt, wieder.

Das Arbeiten mit diesem System ist anders als von den historiebasierten Systemen gewohnt. Es ist etwas wie das Spielen mit Bauklötzen oder Ton – hier etwas hinzufügen, da etwas rausschneiden, fertig ist das Modell. Kombiniert mit der hohen Intelligenz dieses Systems, die gerade im Blechbereich jederzeit spürbar ist, ist effizientes Arbeiten nicht nur möglich, sondern macht auch noch Spaß.

„Optimales Add-On“

Michael Kilian ist Marketingleiter beim Mainzer Systemhaus Lino, das unter anderem SpaceClaim vertreibt. Er erlebt in vielen Kundenprojekten, wie SpaceClaim eingesetzt wird.

Herr Kilian, wo wird SpaceClaim eingesetzt?

SpaceClaim 3D-Direktmodellierung findet sich als Add-On inzwischen in vielen Branchen der Investitionsgüterindustrie und realisiert deutlichen Zeitgewinn bei der CAD-Modellvorbereitung für Simulation und Fertigung, als Datendrehscheibe sowie bei Konzept- und Angebotsmodellierung.

Ist es nicht eher gängige Strategie, auf möglichst nur ein CAD-System zu konsolidieren? Wie passt SpaceClaim da hinein?

Es ist – gerade in Zeiten des Ingenieurmangels – geradezu fahrlässig, wertvolle Konstruktionsarbeitszeit zu opfern, nur um in der Systemadministration zu sparen. Ziel muss es sein, die Arbeitsprozesse durch das Nutzen der besten Werkzeuge für jede Aufgabe zu optimieren. Und SpaceClaim ist ideal, wenn es schnell gehen soll.

Erschienen in Ausgabe: 03/2012