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Kollisionsprüfung zum Anfassen

Baugruppen-Prototypen aus dem 3D-Drucker

14. Februar 2014, 10:48 Uhr | Karin Zühlke

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Wie werden aus 2D 3D-Daten?

Das klingt grundsätzlich einfach, allerdings ist auf dem Weg zum 3D-Prototypen noch eine entscheidende Hürde zu meistern. Die besteht darin, ein gängiges Leiterplattendesign in 2D in ein dreidimensionales Layout umzuwandeln. »Ein Blick in die mechanische Konstruktion zeigt einen möglichen Lösungsweg auf: Hier arbeiten die meisten modernen CAD-Systeme inzwischen in drei Dimensionen. Ein parametrisches 3D-Modell liegt der gesamten Konstruktion zu Grunde«, schildert Pfromm. Mit diesen 3D-Modellen lassen sich zahlreiche Funktionalitäten realisieren – unter anderem auch eine Kollisionskontrolle. Pfromm weist bei der Gelegenheit darauf hin, dass in der mechanischen Konstruktion durch die Umstellung auf 3D-CAD die Anzahl der Modelle und Prototypen, die hergestellt werden müssen, »deutlich gesunken ist«. Im Gegensatz zur mechanischen Konstruktion sind Layout-Programme für PCBs normalerweise zweidimensional angelegt. Die dritte Dimension kommt erst durch das Bestücken der Leiterplatte mit den Komponenten zustande. In der Layoutsoftware ist aber häufig nur der Footprint der Bauteile hinterlegt – also die zweidimensionale Darstellung des Bauteils inklusive der Position der Lötpunkte. Ein virtuelles 3D-Modell ist in der Regel nicht vorgesehen.

Abhilfe schafft das IDF-to-3D Tool, das Beta Layout seinen Kunden kostenlos zur Verfügung steht. Damit lassen sich die IDF-Daten, die aus einem beliebigen PCB-Layout-Programm stammen können, zunächst in den IDF-Viewer laden. Dort kann das PCB dann virtuell bestückt werden. »Unser Tool erkennt einen Teil der Komponenten automatisch und platziert sie richtig. Die nicht erkannten Bauteile, die in der Ansicht rot markiert werden, kann der Benutzer anschließend zuweisen und platzieren«, erklärt Pfromm. Die Informationen kommen aus der umfangreichen Bauteilbibliothek von Beta Layout. Sollte ein Bauteil einmal nicht in der Bibliothek enthalten sein, kann der Anwender eine STEP-Datei (STEP: Standard for the Exchange of Product Model Data) mit der Beschreibung des Bauteils in eine eigene Bibliothek hochladen. Auch für das PCB-Layout-Programm Eagle von Cadsoft, das standardmäßig keinen IDF-Export unterstützt, hat Beta Layout eine Lösung: Dazu steht auf der Website www.cadsoftusa.com ein User Language Program zum Download zur Verfügung, das eine entsprechende IDF-Datei generiert und direkt an den IDF-Viewer überträgt. Die Komponenten aus der Bauteile-Bibliothek von Eagle werden dabei automatisch den passenden 3D-Elementen zugeordnet.

Als Ergebnis liefert die Software zunächst eine dreidimensionale PDF-Datei und eine Datei im standardisierten STEP-Format. Dieses Format können die meisten weiterführenden Programme, die mit dreidimensionalen Daten arbeiten, auslesen und zum Beispiel an einen 3D-Drucker übergeben.