InstantCAD: Plug-In zur einfachen Bearbeitung und Optimierung von CAD-Modellen

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Das Computer Science and Artificial Intelligence Lab (CSAIL) des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat mit InstantCAD ein Plug-In für CADSoftware entwickelt, welches es Anwendern ermöglicht bestehende 3D-Modelle einfach zu bearbeiten und anzupassen. Ziel ist es Designer dabei zu unterstützen bessere Produkte mit geringerem Zeitaufwand zu kreieren.

Mit InstantCAD können Designer CAD-Modelle in einem rationelleren und intuitiverem Arbeitsablauf bearbeiten und optimieren. Das Programm lässt sich in bestehende CAD-Software als Plug-In integrieren.

„Von ergonomischeren Schreibtischen bis hin zu leistungsfähigeren Autos – hierbei handelt es sich eigentlich um das Designen von besseren Produkten in kürzerer Zeit,“ sagt Adriana Schulz, PhD Studentin des Instituts für Elekrotechnik und Computerwissenschaften. „Wir glauben, dass diese Anwendung bahnbrechend für Automobilhersteller und andere Unternehmen sein kann, die in der Lage sein möchten komplexe Designs anstatt von Stunden bis zu Tagen, innerhalb von Sekunden bis Minuten zu testen und zu verbessern.“

Die meisten CAD-Systeme sind parametrisch, was bedeutet, dass Parameter wie Form und Größe verändert werden können, um verschiedene Eigenschaften des Objekts anzupassen. Jedoch kann es schwierig sein, das beste Design für die Funktion eines Objekts zu definieren. Zudem ist dieser Prozess zeitaufwendig, da eine einzige Änderung das Generieren des neues Designs und Simulationen nach sich zieht, bis der nächste Schritt folgen kann.

InstantCAD verbessert und optimiert den Designprozess in Echtzeit, was Ingenieuren Tage oder sogar Wochen an Arbeit ersparen kann. Nach der Erstellung eines 3D-Modells in einem herkömmlichen CAD-Programm, wird es an eine Cloud-Plattform geschickt, wo mehrere geometrische Evaluierungen und Simulationen gleichzeitig durchgeführt werden. Mit diesen bearbeiteten Daten können Anwender nun das Design über zwei verschiedene Wege optimieren. Die Funktion „interactive exploration“ gibt Echtzeit-Feedback darüber, wie eine Veränderung am Design die Leistung beeinflusst. Mit „automatic optimization“ kann der Anwender spezifische Eigenschaften festlegen, die das Objekt aufweisen soll.

Grund dafür, dass es so schwierig ist das Design eines Objekts zu optimieren, ist der enorme Umfang an Gestaltungsmöglichkeiten.

„Es ist zu datenintensiv jeden einzelnen Punkt zu berechnen, daher haben wir einen Weg gefunden jeden einzelnen dieser Punkte ausgehend von einer kleinen Anzahl an abgetasteten Datenpunkten vorauszusagen,“ fügt Schulz hinzu. „Dies wird Interpolation genannt und unser maßgeblicher technischer Beitrag dazu ist ein neuer Algorithmus, den wir entwickelt haben, um diese abgetasteten Daten heranzuziehen und Punkte in dem Raum zu schätzen.“

InstantCAD könnte speziell für komplexe Designs wie Autos, Flugzeuge oder Roboter nützlich sein, also für Bereiche in denen jede nur mögliche Leistungssteigerung in einem Produkt erzielt werden soll. Umso komplexer das Objekt, um so gravierender ist der Beitrag einer solchen Software-Funktion.

„In einer Welt in der 3D-Druck und Industrierobotik die Fertigung zugänglicher machen brauchen wir ein System das auch den tatsächlichen Design-Prozess zugänglicher macht,“ fasst Schulz zusammen. „Mit Systemen wie diesen, die das Anpassen von Objekten mit spezifischen Anforderungen vereinfachen, hoffen wir den Weg für ein neues Zeitalter der persönlichen Fertigung und des DIY-Designs zu ebnen.“

Adriana Schulz, Erstautorin der Publikation mit dem Titel „Interactive Design Space Exploration and Optimization for CAD Models“, wird InstantCAD auf der SIGGRAPH Konferenz für Computergrafik dieses Monat in Los Angeles vorstellen.