CAD-programma’s – Welke zijn geschikt voor 3D-printen?
Als we het over 3D-printen hebben, valt altijd het modewoord CAD. Computer Aided Design”, d.w.z. het computerondersteund creëren van ontwerpgegevens, is onontbeerlijk voor 3D-printen. Of het nu Blender, Tinkercad of Autodesk is – voor bijna elke taak in de bouw is er het juiste programma. En in veel gevallen zelfs gratis, want sommige CAD-programma's zijn beschikbaar als freeware. Wij willen het CAD-programma nader bekijken. Wat is een CAD-programma precies, hoe beginnen beginners met ontwerpen op de computer en waar moeten ze op letten bij het selecteren van CAD-programma's speciaal voor 3D-printen? Deze en vele andere vragen worden in dit artikel behandeld.
Wat is een CAD-programma?
In de engste zin is CAD het creëren en wijzigen van een geometrisch model in een virtuele omgeving op de computer. Meer in het algemeen maken geometrische modellering, berekeningen en simulaties ook deel uit van de CAD-opdracht. Een CAD-programma is dan ook een instrument waarmee de bovengenoemde taken kunnen worden uitgevoerd en dat beschikbaar is voor gangbare PC-systemen (Linux, Windows, Mac, enz.).
CAD-software is erop gericht zoveel mogelijk routinetaken te automatiseren. Naast automatische dimensionering of arcering is de mogelijkheid om bestaande modellen op elk moment te wijzigen en te optimaliseren een van de belangrijkste voordelen van computerondersteund ontwerpen.
Welke hulpmiddelen bieden CAD-programma's?
CAD maakt gebruik van verschillende gebieden. De beheersing van verzamelingenleer, matrixalgebra of grafentheorie uit de wiskundige sector is evenzeer een onderdeel van CAD-software als software engineering of de verwerking van gegevensstructuren uit de informatica. Moderne CAD-programma's kunnen zowel 2D-modellering als 3D-modellering aan. Terwijl het bij 2D-modellering vooral gaat om doorsneden en aanzichten van onderdelen (naar analogie van klassiek, technisch tekenen met de hand), worden bij 3D-modellering complexe geometrische lichamen in driedimensionale vorm gecreëerd en opgeslagen. De 3D-modelleergegevens betekenen weliswaar een grotere ontwerpinspanning tijdens het maken, maar de op deze manier verkregen gegevens kunnen vervolgens rechtstreeks aan de 3D-printer worden doorgegeven.
Wat is de beste manier om met een CAD-programma te beginnen?
Het harde nieuws meteen bij het begin: Zonder voldoende oefening kunnen geen CAD-gegevens worden gemaakt. Want wie denkt dat de programma's “zomaar” onder de knie te krijgen zijn, heeft het goed mis. Want er is één ding dat u in gedachten moet houden: naast het gebruik van de software, wilt u ook de basisstappen op het gebied van ontwerp leren en uitvoeren! Daarom is het voor beginners of mensen die zich slechts zijdelings bezighouden met 3D-printen en het maken van bijbehorende gegevens, zeer aan te bevelen om terug te vallen op een van de vrij verkrijgbare freeware programma's. Want het is ook duidelijk dat de prijs van CAD-software evenredig stijgt met de omvang van de aangeboden diensten. Hoewel gratis programma's gemakkelijk en snel van het net kunnen worden gedownload (en perfect geschikt zijn voor privé-gebruikers), moet er een investering worden gedaan alvorens professionele programma's te gebruiken. En afhankelijk van de gekozen software kan dit variëren van een paar honderd tot enkele duizenden euro's!
Voor de eerste stappen op het gebied van CAD is het raadzaam deel te nemen aan een overeenkomstig forum van specialisten. In Duitssprekende landen zijn het Cad.de forum of het MegaCAD forum (www.megacad.de) ideale plaatsen om te beginnen voor beginners. Hier kunt u met gelijkgestemden praten en ook om nuttige tips en trucs vragen.
Voor degenen die nog nooit met technische tekeningen, de bijbehorende richtlijnen en speciale symbolen te maken hebben gehad, is een spoedcursus in het dichtstbijzijnde centrum voor volwassenenonderwijs ten zeerste aan te bevelen. Ook al kun je jezelf autodidactisch CAD aanleren, nuttige tips van professionals zijn zeker niet verkeerd en kunnen nooit kwaad.
Waar moet ik vooral op letten bij het kiezen van CAD-software voor 3D-printen?
Terwijl de ene vertrouwt op SoildWorks, is de andere volledig tevreden met TurboCAD – en vice versa. Wat we willen zeggen: Helaas bestaat er niet één optimaal, all-round perfect instrument dat aan alle eisen van alle gebruikers voldoet. Sommige programma's zijn uitstekend voor technisch ontwerp, de andere zijn meer uit de artistiek-creatieve hoek en kunnen organische vormen beter implementeren.
Het is echter altijd belangrijk dat de CAD-software de gecreëerde ontwerpgegevens schoon, d.w.z. fijn opgelost, als STL-gegevens kan uitvoeren. De STL-gegevens worden vervolgens ingelezen door de software van de 3D-printer en worden gebruikt voor de eigenlijke productie. Overigens: Sommige programma's bieden de interface tussen CAD-programma en 3D-printer rechtstreeks of als extra app aan!
Welke CAD-software is beschikbaar en waar moet ik rekening mee houden bij het gebruik ervan?
De markt voor CAD-programma's is zeer groot. Dit is iets wat iedereen die voor het eerst de aanschaf van geschikte software overweegt, zal beseffen. AutoCAD, Blender en Tinkercad – er is een programma voor elke behoefte. De prijzen variëren van nul euro (voor freeware) tot enkele duizenden euro's voor professionele programma's. Maar alvorens de spaarrekening te plunderen en software te kopen die, achteraf gezien, volkomen verkeerd is, moeten wij de verschillende programma's eens bekijken.
In het algemeen verschillen de programma's wat betreft hun toepassingsgebied op de diverse platforms van besturingssystemen. De bekendste besturingssystemen hier zijn Windows van Microsoft, MacOS van Apple en Linux, dat op open source is gebaseerd. Het is daarom logisch om na te gaan welk besturingssysteem uw computer gebruikt voordat u CAD software koopt.
Naast software die rechtstreeks op de eigen computer wordt geïnstalleerd, zijn er ook programma's die in de browser kunnen worden uitgevoerd. Met deze software is geen installatie nodig, de programma's zijn toegankelijk via het internet. Deze zogenaamde “cloud-oplossing” is bijzonder geschikt voor gebruik onafhankelijk van plaats en computer of voor gebruik in teamverband. Webgebaseerde software is even krachtig als programma's die moeten worden geïnstalleerd, maar men mag niet vergeten dat de gecreëerde modellen in de cloud worden opgeslagen – d.w.z. op een server van een derde partij op het internet. Vooral bij servers in het buitenland gelden minder strenge richtlijnen voor gegevensbescherming dan in Duitsland. Wie dus gevoelige CAD-gegevens wil verwerken en belang hecht aan maximale gegevensbeveiliging, moet eerder op zoek naar installeerbare software.
Overzicht van de CAD-software
Wij hebben de tien populairste programma's voor de bouw op de computer onder de loep genomen. Wij wilden precies weten wat de programma's kunnen doen, hoe zij van elkaar verschillen en natuurlijk waren wij ook geïnteresseerd in de prijs.
Autodesk Fusion 360
Iedereen die zich bezighoudt met 3D-printen, komt vroeg of laat in aanraking met Autodesk. De gerenommeerde fabrikant van ontwerpsoftware is al vele jaren actief op het gebied van CAD. Autodesk Fusion 360 is de nieuwste versie van de tool en is volgens de fabrikant een “3D-tool voor CAD, CAM en CAE die het hele productontwikkelingsproces samenbrengt in één enkel, cloudgebaseerd platform”.
En inderdaad, Autodesk Fusion 360 laat bijna geen wens onvervuld. Krachtige beeldhouwgereedschappen maken het gemakkelijk om vormen en modelleergereedschappen met verschillende oppervlakte-eigenschappen uit te proberen, pasvormen en bewegingen van volledige samenstellingen kunnen met de software worden getest en fotorealistische renderings kunnen met slechts één muisklik worden gemaakt.
Voor de productie van de gecreëerde creaties kunnen naar wens toolpaths (voor fabricage op CNC-freesmachines) of workflows voor direct 3D-printen worden gecreëerd.
Kosten: Fusion 360 is voor veel mensen gratis beschikbaar. We hebben hier een apart artikel aan gewijd: Autodesk Fusion 360 in 3D Printing – Gratis en Krachtig
Besturingssystemen: Windows en macOS
Proefversie beschikbaar?
JA. De testversie kan gedurende 30 dagen zonder beperkingen worden gebruikt en is gratis.
Download:
FreeCAD
FreeCAD is een open-source ontwerpprogramma, wat betekent dat het is ontwikkeld door een vrije gemeenschap zonder commerciële achtergrond en vrij beschikbaar is op het net. Het programma kan worden gebruikt om echte voorwerpen van elke grootte te ontwerpen.
FreeCAD is gebaseerd op vrije software en is daarom volledig aanpasbaar, scriptbaar en uitbreidbaar. Ook praktisch: FreeCAD is beschikbaar voor Windows en Mac en ook voor Linux. Bijna alle functies van FreeCAD zijn toegankelijk via Python. Als u over enige programmeerkennis beschikt, kunt u de functionaliteit van het programma naar eigen inzicht uitbreiden en het met scripts automatiseren.
U kunt ook uw eigen modules maken en FreeCAD in uw eigen toepassingen inbouwen. Een zeer actieve gemeenschap helpt beginners graag met hun eerste stappen.
Kosten: FreeCAD is volledig gratis beschikbaar.
Besturingssystemen: Windows, Mac, Linux
Proefversie beschikbaar?
NEE. FreeCAD kan worden gedownload en gebruikt met volledige functionaliteit en zonder beperkingen.
Download:
Microsoft 3D Bouwer
Je kunt denken wat je wilt over Microsoft Windows – maar je kunt echt niet zeggen dat het besturingssysteem gierig is met functies! Wat waarschijnlijk niet iedereen weet: Windows 10 komt met een eigen on-board CAD-programma!
Als u “3D Builder” invoert in de Windows zoekfunctie, zullen de zoekresultaten u direct naar de voorgeïnstalleerde “App” brengen. In de 3D Builder draait alles om zogenaamde scènes. Alle voorwerpen kunnen in deze scènes worden ingevoegd en aangepast. Objecten worden geselecteerd uit vooraf gedefinieerde categorieën. Er zijn onder meer kubussen, cilinders, kegels of bollen beschikbaar, die uiteraard kunnen worden veranderd of aangepast.
Het 3D-printen van de gemaakte objecten is hier echt kinderspel: één klik op het menu-icoon in de keuzelijst en het geconstrueerde object wordt direct naar de aangesloten 3D-printer gestuurd.
Natuurlijk moet 3D Builder niet worden opgevat als professionele software. De app is eerder bedoeld voor beginners die voor het eerst kennis willen maken met de mogelijkheden van CAD. Het programma is dus gemakkelijk toegankelijk, eenvoudig te gebruiken en perfect geschikt voor het maken van eerste modellen.
Kosten: 3D Builder maakt deel uit van Microsoft Windows en is daarom zonder extra kosten beschikbaar
Besturingssysteem: Windows 10
Proefversie beschikbaar?
NEE. 3D Builder is al voorgeïnstalleerd onder Windows 10
Download:
Blender
Als u 3D-modellen van professionele kwaliteit wilt maken, hoeft u niet per se uw toevlucht te nemen tot dure software! Blender is hier de gratis open source oplossing, geschikt voor zowel privé als commercieel gebruik. Blender overtuigt met een immense waaier van functies, maar vereist een zekere tijd om te leren.
Blender kan niet alleen worden gebruikt voor het maken van 3D-geprinte modellen, maar ook voor animaties. Geen wonder dat de software op grote schaal wordt gebruikt voor het maken van video's of spelletjes. De modulaire gebruikersinterface van Blender kan worden geconfigureerd volgens de persoonlijke voorkeuren van de gebruiker.
Zoals reeds gezegd, Blender is zeer uitgebreid en krachtig. De instructies, die niet noodzakelijk zelfverklarend zijn, laten veel vragen onbeantwoord, vooral voor beginners, maar deze kunnen snel worden beantwoord door middel van instructievideo's op YouTube of door de zeer actieve gemeenschap. Ontbrekende functies kunnen gemakkelijk worden toegevoegd door add-ons of worden geprogrammeerd met Python zelf.
Kosten: Blender is beschikbaar als open source software en is dus volledig gratis.
Besturingssystemen: Windows, Mac, Linux
Proefversie beschikbaar?
NEE. Blender is gratis te downloaden als volledige versie.
Download:
3D Slash
Eenvoudig, intuïtief, webgebaseerd: 3D Slash is een uiterst gebruiksvriendelijke tool voor het maken van 3D-ontwerpen. Het bijzondere van 3D Slash: het is expliciet gericht op gebruikers zonder CAD kennis! 3D Slash kan ofwel rechtstreeks in de browser of via een downloadbare app worden gestart.
Op het eerste gezicht valt de opgeruimde werkbalk op, die bijna “leeg” is in vergelijking met andere toepassingen. Deze reductie tot de essentie is het programma bij 3D Slash. Complexe vormen worden op een bijna speelse manier gecreëerd uit kleine kubussen door deze kubussen toe te voegen aan of te verwijderen uit het object.
Bovendien kunt u met 3D Slash uw eigen afbeeldingen importeren als sjablonen voor uw eigen vormen. Zodra het ontwerpwerk klaar is, kan het afgewerkte model direct worden uitgevoerd als een STL-bestand voor 3D-printen. De VR optie is ook zeer interessant. Met de laatste versie is virtuele realiteit in het programma geïmplementeerd, zodat gemaakte objecten rechtstreeks in een virtuele, driedimensionale omgeving kunnen worden bekeken.
De basisversie van 3D Slash kan gratis worden gebruikt, maar alleen na eenmalige registratie. De testversie heeft ook een beperkt aantal functies. Afgewerkte modellen kunnen hier niet worden geëxporteerd om in 3D te worden afgedrukt.
Kostprijs: Premium versie voor privégebruik $24 per jaar. Voor commercieel gebruik wordt de vergoeding verhoogd tot 240 dollar per jaar.
Besturingssystemen: Windows, Mac, Linux, kan worden gebruikt als een app of in de browser
Proefversie beschikbaar?
JA. 3D Slash kan gratis worden uitgeprobeerd na registratie
Download:
Tinkercad
De gratis 3D-ontwerpsoftware Tinkercad, die volledig in de webbrowser kan worden gebruikt, is afkomstig van Autodesk. Het 3D-ontwerpgereedschap is uiterst eenvoudig en intuïtief te gebruiken. De bediening gebeurt hoofdzakelijk met de muis. Geprefabriceerde objecten kunnen worden verkregen uit een uitgebreide bibliotheek en vrij worden aangepast volgens eigen ideeën.
Natuurlijk kunt u ook geheel vrij uw eigen creaties maken. Gebruikers worden door Tinkercad door het ontwerpproces geleid en krijgen informatie over de basisbeginselen van de software voordat de geavanceerde modelleertechnieken worden uitgelegd. Via een vrij verkrijgbare, gratis plug-in kunnen gemaakte objecten worden geprint via i.materialise. Het is ook mogelijk om uw eigen objecten zonder problemen rechtstreeks naar Thingiverse te uploaden.
Tinkercad lijkt misschien niet zo uitgebreid als professionele toepassingen, maar het is juist de gemakkelijke toegankelijkheid die het programma tot een echte tip maakt voor beginners en nieuwelingen in 3D-ontwerp. Als u er meer over wilt leren, bekijk dan onze Tinkercad tutorial in het Duits.
Kosten: Nu nog gratis, later zullen abonnementsmodellen worden gebruikt.
Besturingssystemen: Browsergebaseerd, dus uitvoerbaar onder alle gangbare besturingssystemen
Proefversie beschikbaar?
NEE. Tinkercad kan onmiddellijk worden gebruikt met volledige functionaliteit zonder beperkingen.
Download:
Vectary
Iedereen die graag onafhankelijk van zijn computer en locatie aan een project werkt, maar ook in teamverband, zou Vectary eens van dichtbij moeten bekijken. Vectary is een volledig cloud-based 3D-ontwerpprogramma dat geen installatie vereist. Vectary wordt gewoon in de browser gestart en de gemaakte ontwerpen worden in een cloud opgeslagen.
Naast de uiterst eenvoudige bediening, die bijna voor zichzelf spreekt en zelfs geschikt is voor absolute CAD-beginners, overtuigt vooral het collaboratieve gebruik van de software. Gecreëerde gegevens kunnen door een compleet team worden bewerkt, gelijktijdig of met een vertraging. Dit maakt Vectary bijzonder interessant voor gebruik in scholen of opleidingen.
Na registratie kan Vectary volledig gratis worden gebruikt. Als u meer dan 100 projecten wilt maken of afbeeldingen in 4k resolutie wilt renderen, moet u betalen voor de premium versies.
Kosten: Basisvariant gratis, Premium afhankelijk van bereik $19 – $49 per maand
Besturingssystemen: Vectary werkt zuiver webgebaseerd, zodat het op alle gangbare besturingssystemen kan worden gebruikt.
Proefversie beschikbaar?
NEE. Vectary kan gratis worden gebruikt na registratie.
Download:
DesignSpark Mechanisch
DesignSpark Mechanical is een gratis 3D-ontwerpsoftware, vooral gericht op ingenieurs en professioneel gebruik in de industrie. DesignSpark Mechanical wil de grootste hinderpalen bij de aankoop van een 3D-software vermijden – namelijk een hoge prijs en een lange opleidingsperiode. En dat doet het moeiteloos, want DesignSpark Mechanical is niet alleen volledig gratis te gebruiken, maar ook intuïtief te bedienen.
De basistechnologie van “Direct Modelling” maakt de creatie van om het even welke geometrie mogelijk op basis van gebaren. De gebruikersinterface is gebaseerd op Microsoft Office, waardoor de gewenningstijd tot een paar minuten wordt beperkt. Meer dan 100 miljoen beschikbare 3D-modellen zijn beschikbaar voor gebruikers om uit te proberen, aan te passen en te gebruiken.
De gebruikerslicentie voor DesignSpark Mechanical is onbeperkt, er zijn geen beperkingen. Alle aangemaakte bestanden kunnen worden geëxporteerd naar het STL-formaat en dus direct worden gebruikt voor 3D-printen.
Kosten: DesignSpark Mechanical is geheel gratis.
Besturingssystemen: Windows vanaf Windows XP met Service Pack 3
Proefversie beschikbaar?
NEE. DesignSpark Mechanical is alleen beschikbaar als volledige versie.
Download:
OnShape
OnShape is een andere zuiver cloud-gebaseerde 3D-ontwerptoepassing. Het gereedschap is bij uitstek geschikt voor het ontwerpproces in kleine of middelgrote teams, overtuigt door een breed scala aan functies, intuïtief gebruik en een aantrekkelijke, grafische weergave van de ontworpen componenten.
Net als bij andere clouddiensten is er geen installatie nodig om OnShape te gebruiken, alles vindt plaats op het netwerk. Dit omvat ook het opslaan van de voltooide modellen, wat niet iedere gebruiker zal bevallen wat de veiligheid van de gegevens betreft. Ook de prijs is niet bepaald een reden tot vreugde: zelfs de standaardversie zonder gegevensbeheer, beheertools en releasebeheer kost 1500 § per jaar. De “Professional” variant is $2100, bedrijven moeten minstens $20.000 op tafel leggen (maar slechts één keer).
OnShape is dus gewoon te duur om uit te proberen, is het niet? Nee, want OnShape heeft ook een variant klaar voor de hobbysector of om te testen. OnShape free komt wat prestaties betreft overeen met de Professional versie en kan zonder beperkingen worden gebruikt. De gebruiker moet echter aanvaarden dat zijn of haar gemaakte objecten vrij toegankelijk zullen zijn voor alle andere gebruikers en in de cloud zullen worden opgeslagen.
Gevoelige bedrijfsgegevens mogen daarom in geen geval met de gratis versie worden gecreëerd, en zelfs in de hobbysector moet zorgvuldig worden overwogen of de eigen ideeën op het net moeten worden verspreid tegen de prijs van gratis software.
Kosten: van $1500 per jaar tot meer dan $20000 voor bedrijven
Besturingssystemen: Webgebaseerd, dus onafhankelijk van het gebruikte besturingssysteem
Proefversie beschikbaar?
JA. OnShape kan gratis worden gebruikt, maar de gemaakte objecten worden vervolgens in de cloud gepubliceerd zodat iedereen er toegang toe heeft.
Download:
OpenSCAD
Als laatste gereedschap in ons overzicht, willen we OpenSCAD voorstellen. In tegenstelling tot de andere genoemde programma's, werkt de freeware met beschrijvende scripts. Deze scripts geven de gebruiker een zeer nauwkeurige controle over elke stap van het proces. De basis wordt steeds gevormd door twee- en driedimensionale basisvormen die in de software tot complexe modellen worden samengevoegd. Daartoe zijn verschillende wiskundige operatoren, transformaties en variabelen beschikbaar.
OpenSCAD is in de eerste plaats bedoeld voor de realisatie van machineonderdelen, maar kan ook uitstekend worden gebruikt voor 3D-printen. De niet zo gemakkelijke invoer wordt veel gemakkelijker gemaakt door de uitgebreide documentatie. Degenen die al programmeerkennis hebben zullen vrij snel hun weg vinden in OpenSCAD. Als u echter helemaal niet vertrouwd bent met scripts, bent u veel beter af met grafisch gebaseerde alternatieven.
Kosten: OpenSCAD is beschikbaar als freeware zonder kosten
Besturingssystemen: Windows, Mac, Linux
Proefversie beschikbaar?
NEE. OpenSCAD is direct beschikbaar als volledige versie
Download:
Conclusie
Van de absolute beginner tot de volwaardige professional: er is gegarandeerd een geschikte 3D-ontwerpsoftware beschikbaar. Of men nu enkele duizenden euro's uitgeeft aan een gelicentieerd premium product of liever een beroep doet op freeware is een kwestie van eigen smaak (en van de min of meer gevulde bankrekening). Het volgende geldt: gratis is niet gelijk aan slechter! De huidige open source programma's of de beschikbare freeware kunnen gemakkelijk gelijke tred houden met de dure betaalde producten. Zelfs met cloud-gebaseerde CAD-software die alleen via de browser werkt, kunnen tegenwoordig indrukwekkende modellen worden gebouwd.
