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Creo 4.0: PTC zeigt tolle AM-Funktionen und MBD

Am 15. November stellte PTC im Rahmen seines jährlichen Kundenforums in Stuttgart die neue Version Creo 4.0 seines CAD-Systems Creo vor und die Vorstellung zeigt, dass PTC die relativ lange Zeit seit der letzten Version gut genutzt hat. In der Oberfläche zieht Creo mit den Konkurrenten gleich, bei der Unterstützung von additiv gefertigten Bauteilen erobert sich das System dagegen einen Platz ganz an der Spitze. Auch in anderen Bereichen gibt es Neuerungen, beispielsweise bei Model Based Definition.

Beim Spiegeln von Baugruppen kopiert Creo 4.0 möglichst viele Bauteile, ohne sie zu verändern (Bild: PTC).
Beim Spiegeln von Baugruppen kopiert Creo 4.0 möglichst viele Bauteile, ohne sie zu verändern (Bild: PTC).

Das Vorgängersystem Pro/Engineer war zeitweise legendär unkomfortabel in der Bedienung und zeigte noch eine Unix-inspirierte, verschachtelte Menüstruktur, als jüngere Systeme längst eine Windowskonforme Oberfläche mit Buttons hatten. Mit Creo hat PTC weit aufgeholt, aber die Liste der Neuerungen in Creo 4.0 zeigt, dass da noch einige Hausaufgaben zu machen waren. So aktiviert Creo erst in der neuen Version beim Anklicken eines Features das entsprechende Feature im Featurebaum. Ein neues kontextsensitives Menü, das beim Anklicken von Kanten, Flächen, Ecken und anderen Geometrieelementen erscheint, verringert die Mauswege in Ribbons und Menüleiste. Konsequenterweise hat man gleich einen Vollbildmodus eingebaut, in dem alle Bedienelemente verschwinden und Platz für das Modell auf dem Bildschirm schaffen. Fährt man an den oberen Rand des Bildschirms, werden Menüs und Featurebaum wieder eingeblendet.

Im Bereich der Model Based Definition, also der vollständigen Vermaßung und Definition von Bauteilen im 3D-Modell, bietet Creo 4.0 große Fortschritte. Es ist viel einfacher geworden, Form- und Lagetoleranzen, Oberflächen- und andere Informationen nicht mehr erst in der Zeichnung festzulegen, sondern direkt im 3D-Modell zu verankern. Dort gehört dieser Arbeitsschritt auch hin, man hat die Informationen ja beim Modellieren schon parat und muss sie später, wenn man die Zeichnung erstellt, erst mühsam wieder zusammensuchen. Für mich ein weiterer wichtiger Schritt, die Zeichnung endlich aufs Altenteil zu schicken.

Creo 4.0: Automatisierte Tests helfen bei der kompletten Definition im 3D-Modell

Doch einen Vorteil hat die Zeichnung: Der Fachmann sieht schneller, welches Maß wohin gehört und ob alle Maße tatsächlich vorhanden sind. Um eine vollständige Dokumentation auch am 3D-Modell zu gewährleisten, hat PTC eine automatische Überprüfung eingebaut, die anzeigt, wenn ein Maß fehlt. PTC hat sich zudem Hilfe bei Sigmetrix geholt, die mit ihrer Cetol-Produktfamilie im Bereich der Toleranzanalyse ganz vorn dabei sind. Damit lassen sich auch die Toleranzen automatisiert testen.

Im Vollbildmodus kann man sich voll aufs Modellieren konzentrieren und arbeitet mit Kontextmenüs (Screenshot aus der Breakout-Session von PTC).
Im Vollbildmodus kann man sich voll aufs Modellieren konzentrieren und arbeitet mit Kontextmenüs (Screenshot aus der Breakout-Session von PTC).

Einen kleinen Geniestreich hat der Softwarehersteller mit einer Funktion eingebaut, die aus einem MBD-Modell automatisiert Zeichnungen erstellt. So entfällt der doppelte Aufwand in der Übergangsphase zwischen zeichnungsbasiertem und MBD-Workflows. Sehr Workflowfreundlich ist auch die Möglichkeit, die Toleranzdaten zu exportieren, um sie in der NC-Programmierung weiterverwenden zu können.

Das Direct Modeling wurde Blech-tauglich gemacht, das bedeutet, dass Creo 4.0 bei direkten „Zupfen“ an der Geometrie blechtypische Randbedingungen berücksichtigt: Das Blechteil muss an allen Stellen gleich dick sein, in Ecken und Biegungen müssen Ausklinkungen vorgesehen werden und anderes. Creo Direct kann nun boolesche Operationen durchführen, bei Extrude- und Revolve-Operationen kann der Anwender viel freier an der Geometrie ziehen.

Mein Highlight in Creo 4.0 sind allerdings  die neuen Funktionen für die Modellierung additiv gefertigter Bauteile. Siemens hatte in NX erst kürzlich vorgelegt und die Verarbeitung von Lattices (Gitterstrukturen) integriert; andere CAD-Systeme wie SolidWorks profitieren ebenfalls von dieser Entwicklung, da sie auf dem von Siemens entwickelten Parasolid-Kernel basieren. PTC ist im Modellierbereich jedoch einen ganz wichtigen Schritt weitergegangen: Währen bei den anderen Systemen STL-Modelle von Lattices in Volumina eingebaut werden können, generiert Creo 4.0 diese selbst.

Aktuell hat der 3D-Druckspezialist meist relativ wenig Einfluss auf die Infillstruktur – nicht zuletzt deshalb, weil er normalerweise ein STL-Modell aus dem CAD-System exportiert und dieses Modell – das nur die Außengeometrie enthält – in die Slicersoftware seines 3D-Druckers importiert. Dort kann er je nach Slicer lediglich den prozentualen Füllgrad und die Grundform der Innenstruktur – Waben, Vierecke oder ähnliches – festlegen. Schon die Ausrichtung der Struktur lässt sich nicht beeinflussen, zudem handelt es sich zumindest bei den einfacheren Slicern um 2,5D-Strukturen, also solche, die sich über die Höhe nicht ändern.

2,5D-Infill ist in Creo 4.0 ein paranmetrisches Feature (Screenshot aus der Breakout-Session von PTC).
2,5D-Infill ist in Creo 4.0 ein paranmetrisches Feature (Screenshot aus der Breakout-Session von PTC).

Damit passiert allerdings auch etwas für den weiteren Prozess Entscheidendes: Die Geometrie des 3D-Druckteils unterscheidet sich vom CAD-Modell – dieses ist schließlich ohne Struktur und innen voll gefüllt. Was bei Prototypen und Ansichtsmodellen weniger problematisch ist, wird zum Hindernis, wenn wir ins Additive Manufacturing gehen – dort möchte ich genau das Teil fabrizieren, das ich als Geometrie im CAD-System habe. Also muss man eigentlich die Innenstruktur immer mitmodellieren. In Creo 4.0 ist die Infillstruktur ein einziges parametrisches Feature, das sich in Grundform, Größe, Füllgrad und Ausrichtung beeinflussen lässt. PTC hat sogar an einen Menüpunkt zur Erzeugung von Ablassöffnungen gedacht – diese sind bei Druckern notwendig, die mit Pulvern arbeiten, um das lose Pulver im Innern zu entfernen.

Auch 3D-Lattices kann PTC sehr einfach erstellen, auch hier kann der Anwender aus einer Reihe vordefinierter Strukturelemente wählen. Dabei unterstützt Creo 4.0 auch variable Gitter, also an einer Stelle kräftigere, an anderen Stellen des selben Gitters dünnere Strukturen – sogar mit konisch übergehenden Streben. Da auch das 3D-Gitter parametrisch veränderbar ist, kann Creo Simulate zur Optimierung von Bauteilen den „Füllgrad“, also die Dicke der Elemente, in eine Optimierung einbeziehen und so wirklich an jedem Punkt das optimale Material einsetzen.

Gezielte Manipulation der Gitterstrukturen ermöglicht das Beeinflussen der Materialeigenschaften

Das Beispiel einer Motorradschwingen mit gezielt anisotropen Eigenschaften zeigt, was AM wirklich kann (Screenshot aus der Breakout-Session von PTC).
Das Beispiel einer Motorradschwingen mit gezielt anisotropen Eigenschaften zeigt, was AM wirklich kann (Screenshot aus der Breakout-Session von PTC).

Die Berechnung solch komplexer Strukturen kostet normalerweise extrem viel Rechenzeit, weshalb PTC idealisierte Strukturelemente definiert hat, die Simulate nutzt. So lassen sich die Antwortzeiten voin Optimierungsläufen im Rahmen halten. Creo 4.0 Simulate kann ganz gezielt auf verschiedene Eigenschaften hin optimieren, so wurde bei der Präsentation eine Motorrad-Hinterschwinge gezeigt, deren Gitter einerseits bei vertikalen Schlägen die Kräfte direkt an den Stoßdämpfer weitergab, in Querrichtung jedoch eine gewisse Beweglichkeit zuließ, was das Fahrverhalten in Schräglage verbessert – hier verwindet sich die Schwinge etwas und dämpft die Schläge der Straße. Dieses gezielt anisotrope Verhalten wird allein durch die variable Gestaltung der Lattices im Innern der Schwinge erzeugt – für mich eine ganz neue Option in der additiven Fertigung: Gezielt definierte Steifigkeit.

Solche optimierten Bauteile wirft man am Ende nicht als STL aus dem CAD- und ins Drucksystem, deshalb hat PTC eine direkte Ansteuerung von Stratasys-Druckern – und in Version Creo 4.0 neu – 3D Systems-Geräten implementiert, die auch eine Bauteilüberprüfung vor dem Druck enthält.

Ich könnte noch mehr Neuerungen aufzählen – beispielsweise die Integration von Augmented Reality, die Keyshot-Integration, die IoT-Integration ins 3D-Modell, das intelligente Spiegeln von Baugruppen, das möglichst viele Teile unverändert übernimmt oder auch die neuen Schweißnahte, die als Volumenmodell mit Gewicht und Material definiert werden können. Aber ich verweise aus Platzgründen auf die Aufzeichnung der Breakout-Session 1 vom PTC Forum Europe (leider muss man sich dafür registrieren, aber die Aufzeichnungen lohnen sich wirklich!) und die Berichte meiner Kollegen Sendler und Wendenburg.

Paul Sagar, Vice President CAD Product Management bei PTC, der die Breakout-Session in Stuttgart präsentierte, sagte am Ende seines Vortrags: „Dies ist eines der größten Releases, das wir je veröffentlicht haben“ – und ich muss ihm Recht geben. Alleine mit der Additive-Funktionalität hat PTC eindrucksvoll bewiesen, dass Creo – bei aller IoT-Euphorie – nicht in Vergessenheit geraten ist und sich prächtig entwickelt. Viele Neuerungen bringen das System auf den neuesten Stand, einige wichtige Funktionen heben Creo 4.0 aber in die Spitzenklasse der CAD Systeme und untermauern den Anspruch PTCs, ein echtes High-End-System zu liefern. Und mit der Anbindung an Vuforia und ThingWorx integriert PTC seine verschiedenen Schwerpunktthemen aufs innigste.

Creo 4.0 ist ab dem 15. Dezember verfügbar.

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