Handleiding voor STEP-bestanden voor beginnende ingenieurs

Klanten moeten leveranciers vaak informeren over hun ontwerpen. Er kan echter regelmatig een verschil zijn tussen de CAD-software van de klant en die van de leverancier. STEP-bestanden bieden hiervoor een oplossing. Wanneer een CAD-bestand als STEP-bestand wordt geëxporteerd, kan het in vrijwel elke CAD-software worden geopend. Het maakt niet uit of het bestand in SolidWorks of CATIA is gemaakt; het is systeemonafhankelijk. Bestanden kunnen dus in de ene CAD-software worden gemaakt en in een andere worden geopend en bewerkt. Klanten die een offerte willen ontvangen, doen er daarom goed aan hun CAD-bestand in STEP-formaat te exporteren. Dit geeft CAD-bestanden universele toegankelijkheid, waardoor ze overal geopend kunnen worden.

Wat is een STEP-bestand?

Het .STEP-bestandsformaat is een universeel bestandsformaat dat voldoet aan ISO 10303. Het wordt veel gebruikt voor het delen en bewerken van CAD-bestanden. STEP-bestanden slaan zowel oppervlakken als volumes op. STEP-bestanden zijn essentieel voor het behoud van de ontwerpintentie. Ze bewaren een complete registratie van geometrie, afmetingen, toleranties en de samenstellingshiërarchie.

STEP-bestandsdefinitie

STEP is een afkorting voor "Standard for the Exchange of Product Data". Het is een 3D CAD-bestandsformaat dat systeemonafhankelijk is. STEP-bestanden kunnen op verschillende CAD-platformen worden uitgevoerd, zoals SolidWorks, Fusion 360, AutoCAD, enzovoort. Dit betekent dat STEP-bestanden kunnen worden gemaakt, bewerkt, overgedragen en bekeken, ongeacht de gebruikte CAD-software. Het STEP-bestandsformaat slaat meer informatie op dan zijn voorgangers, zoals IGES en STL. Deze mogelijkheid zorgt ervoor dat de oorspronkelijke ontwerpintentie beter behouden blijft dan bij andere formaten.

STEP versus STP-bestandsextensies

"STEP" en "STP" zijn in principe dezelfde bestandsformaten. Er is geen enkel verschil. CAD-software behandelt zowel STEP- als STP-bestanden identiek. Het verschil zit hem in de naamgevingsconventie. Oudere besturingssystemen vereisten extensies van drie letters. Destijds werd deze bestandsextensie dus STP genoemd. Maar nu is die verplichting tot extensies van drie letters niet meer van toepassing. Daarom wordt het in moderne systemen een STEP-bestand genoemd.

Waarom STEP een veelgebruikt CAD-uitwisselingsformaat is

Het STEP-bestand wordt beschouwd als het meest gangbare uitwisselingsformaat voor CAD-software. Het biedt een enorme compatibiliteit met verschillende CAD-platformen. STEP-bestanden kunnen dus in vrijwel alle gangbare CAD-software worden geopend en bewerkt. Deze bestanden behouden nauwkeurige geometrie en samenstellingsrelaties. Bovendien is het risico op gegevensverlies of -corruptie minimaal. Een CAD-model dat bijvoorbeeld in SolidWorks is gemaakt en als STEP-bestand is opgeslagen, kan vervolgens worden geopend en bewerkt in andere CAD-software zoals AutoCAD, enzovoort.

Basisprincipes van het STEP-bestandsformaat (ISO 10303)

De structuur van STEP-bestanden is vastgelegd in een wereldwijd overeengekomen standaard, namelijk ISO 10303. Tijdens de ontwikkeling ervan zijn er verschillende applicatieprotocollen ontstaan. Deze protocollen hebben elk hun eigen betekenis.

STEP-bestanden kunnen worden opgeslagen als ASCII- of binaire bestanden. De voorkeur voor een bepaald bestandsformaat hangt af van de bestandsgrootte, leesbaarheid en compatibiliteit.

Wat ISO 10303 inhoudt

ISO 10303 is een standaard ontwikkeld door de Internationale Organisatie voor Standaardisatie. Vóór de invoering van ISO 10303 maakten CAD-bestanden gebruik van eigen bestandsextensies. Dit zorgde voor problemen bij het overdragen van bestanden en het uitwisselen van gegevens. ISO 10303 introduceerde een neutrale structuur voor een universeel leesbaar CAD-bestandsformaat. Het legde de basis voor de ontwikkeling van het STEP-bestand. De structuur van het STEP-bestand voldoet nu aan de ISO 10303-standaard.

Algemene STEP-toepassingsprotocollen

• AP203

Het is het oudste applicatieprotocol. Het werkt goed voor het opslaan van 3D-mechanische ontwerpgegevens. Hoewel de mogelijkheden voor het opslaan van kleuren en metadata beperkt zijn, werkt het zelfs op oudere systemen prima.

• AP214

Dit applicatieprotocol is ontwikkeld met het oog op de eisen van de automobielsector. Het ondersteunt kleuren en lagen, waardoor productvisualisatie en -rendering mogelijk worden.

• AP242

Dit is het nieuwste applicatieprotocol. Naast de functies van AP203 en AP214 ondersteunt AP242 PMI (Product Manufacturing Information) en semantische annotaties.

ASCII versus binair STEP

Een STEP-bestand kan worden opgeslagen in ASCII- of binaire vorm. ASCII is leesbaar voor mensen, maar heeft een grote bestandsgrootte. Deze leesbaarheid heeft een belangrijk gevolg: het is gemakkelijker om fouten op te sporen en te verwijderen. Aan de andere kant zorgt de kleinere bestandsgrootte van binaire bestanden ervoor dat ze geoptimaliseerd zijn voor opslag. ASCII is compatibel met een breed scala aan software. Binaire STEP-bestanden hebben echter een beperkte compatibiliteit. Kortom, ASCII heeft de voorkeur vanwege de leesbaarheid en compatibiliteit, terwijl binaire bestanden de voorkeur hebben vanwege de geringe schijfruimte die ze innemen.

Wat zit er in een STEP-bestand?

STEP-bestanden bieden een gestructureerde weergave van een 3D-product. In plaats van benaderingen gebruiken STEP-bestanden wiskundige modellen voor een nauwkeurige weergave. Vrijwel alle ontwerpgegevens worden goed bewaard in STEP-bestanden. Geometrische kenmerken, assemblagehiërarchie, toleranties, kleuren en PMI worden opgeslagen in het STEP-bestand. Deze bestanden kunnen in diverse CAD-software worden geopend alsof het native bestanden zijn.

Geometrische typen in STEP

Basispunten en aanwijzingen

STEP-bestanden maken gebruik van een 3D-coördinatensysteem. De X-, Y- en Z-assen definiëren deze 3D-ruimte. De coördinatenpunten geven de exacte locaties aan. Vectoren definiëren de oriëntatie. Als voorbeeld definiëren de coördinaten (1,1,1) de locatie, oftewel 1 punt in de x-richting, 1 in de y-richting en 1 in de z-richting. Vectoren zoals "extrudeer langs een specifieke as" definiëren de oriëntatie.

Curves

Krommen definiëren randen en grenzen. Een STEP-bestand leidt krommen af ​​van een wiskundige representatie in plaats van benaderingen. Doorgaans worden lijnen, cirkels, bogen, splines en cirkels in een STEP-bestand opgeslagen.

Oppervlakken

Oppervlakken worden gecreëerd door krommen in STEP-bestanden te verlengen of te verbinden. Deze bestanden bevatten vlakke oppervlakken, cilindrische oppervlakken, conische oppervlakken en vrije-vormoppervlakken. Dankzij de nauwkeurige wiskundige modellering, zoals NURBS, zijn .step-bestanden beter dan mesh-formaten zoals STL.

Speciale meetkunde

STEP biedt de mogelijkheid tot gespecialiseerde geometrische functies zoals bijgesneden oppervlakken, sneden, verbindingen en snijpunten. Gaten, afrondingen, afschuiningen en schetsmatige sneden kunnen in STEP-bestanden worden opgeslagen.

Hoe lees ik mijn STEP-bestand?

STEP-bestanden zijn gemakkelijk te lezen in diverse CAD-software. Open of importeer het STEP-bestand in een CAD-programma. Afhankelijk van het applicatieprotocol kan de data-informatie worden ingezien. Als u bijvoorbeeld een STEP-bestand dat is opgeslagen in AP 242 opent in SolidWorks, kunt u alle afmetingen, geometrische kenmerken, toleranties en kleuren lezen. Als u de buitendiameter (OD) van een cilinder wilt controleren, gebruikt u de tool 'slimme afmetingen' in de 'Schets'-modus. Klik gewoon op de cirkelrand om de OD te controleren. Op dezelfde manier kunt u de afmetingen van elke rand van een punt-tot-punt-afstand controleren met de tool 'slimme afmetingen'. Gebruik gewoon het geïmporteerde STEP-bestand. Het maakt niet uit in welke CAD-software het is gemaakt.

Wanneer gebruik je een STEP-bestand?

STEP-bestanden zijn essentieel voor een naadloze gegevensuitwisseling tussen verschillende CAD-platformen. Het is de belangrijkste oplossing voor directe import in CAM. Ingenieurs kunnen efficiënt samenwerken met verschillende softwarepakketten. STEP-bestanden maken ook de koppeling tussen CAD, CAM en CAE mogelijk.

3D-modellen delen tussen CAD-systemen

STEP-bestanden vormen een ideaal platform voor het delen van bestanden in samenwerkingsomgevingen. Zo kan bijvoorbeeld een CAD-model dat door ontwerpers in SolidWorks is gemaakt, door ingenieurs in AutoCAD is gecontroleerd en door fabrikanten in Fusion 360 is geïmporteerd, allemaal via STEP-bestanden worden gedeeld. Het is systeemonafhankelijk. Bovendien is de kans op verlies van detail of ontwerpintentie tijdens gegevensoverdracht minimaal, wat het een veelbelovende technologie maakt. Een goed bewaard CAD-model maakt nauwkeurige productie mogelijk.

CAD-bestanden versturen voor offertes van leveranciers

Veel leveranciers vragen om STEP-bestanden voor het bekijken van complexe 3D-modellen. Dit is vooral belangrijk bij internationale transacties. Hoewel native bestanden gegevens nauwkeuriger bewaren, wat als een leverancier niet over de CAD-software beschikt om die native bestanden te openen? STEP-bestanden zijn universeel leesbaar en bieden dan een effectieve oplossing. Deze STEP-bestanden kunnen direct in CAM-software worden geïmporteerd voor het genereren van gereedschapspaden en CNC-bewerking. Door de complexiteit van het ontwerp te inspecteren met behulp van STEP-bestanden, kunnen leveranciers nauwkeurige offertes opstellen.

Als u op zoek bent naar een geschikte leverancier voor het bewerken van kleine series onderdelen, kunt u terecht bij bedrijven in de buurt of in het buitenland die over eigen bewerkingsfaciliteiten beschikken. Tuofa CNC Machining is een gerenommeerd bedrijf dat u uitstekend kan ondersteunen met kostenramingen en een analyse van de maakbaarheid. Sla uw CAD-bestand op in STEP-formaat en stuur het naar ons. Ons toegewijde team voert een grondige analyse uit. We controleren het ontwerp op bewerkbaarheid. Indien nodig, stellen we wijzigingen voor aan onze klant. Nadat we het eens zijn geworden en een contract hebben getekend, starten we met de productie. De offerte kan inkoop, CNC-bewerking, afwerking en verzending omvatten. We hanteren een redelijke levertijd. Klanten kunnen hun gewenste betaalmethode aangeven, zoals DP, LC of TT.

Common STEP Viewer

STEP-bestanden zijn universeel leesbaar. Ze kunnen worden geïmporteerd en geopend in alle gangbare CAD-software. Zelfs als er geen CAD-software beschikbaar is, kunnen STEP-bestanden worden geopend met een STEP-bestandsviewer. De volgende CAD-software wordt doorgaans gebruikt om STEP-bestanden te openen:

• AutoCAD: Voor eenvoudige weergave en inspectie.
• SolidWorks en Fusion: Voor gedetailleerde inspectie en aanpassing
• Blender: Voor het bekijken en renderen met behulp van plug-ins.

Wanneer STEP niet te gebruiken

Hoewel STEP-bestanden de belangrijkste 3D-modelleringsgegevens bevatten, is het niet altijd nodig om ze te gebruiken. Voor eerste besprekingen is het delen van 2D-tekeningen wellicht geschikter. Deze worden meestal opgeslagen in PDF-formaat. Dat is gemakkelijker te bekijken en te interpreteren, waardoor tijd wordt bespaard. Maar voor complexe ontwerpen zorgt het delen van een STEP-bestand voor meer duidelijkheid tijdens de bespreking en vermindert het onduidelijkheden.

Veelvoorkomende native CAD-formaten per regio

In dit tijdperk van globalisering is één standaard CAD-formaat voor het hele land niet gebruikelijk. Industrieën hebben toegang tot verschillende CAD-platformen. De historische band van bepaalde CAD-software met een land kan echter wel degelijk van invloed zijn op de regionalisering. Daardoor zijn bestandsformaten zoals SLDPART, PRT, CATPart, enzovoort nog steeds populair in veel regio's. Maar vanuit een echt universeel oogpunt bieden alleen systeemonafhankelijke formaten zoals STEP-bestanden of IGES interoperabiliteit.

Native versus universele CAD-bestanden

Native CAD-bestanden zijn systeemafhankelijk. Ze zijn bedoeld voor intern ontwerpwerk. Bij gebruik op één platform behouden ze de volledige ontwerpgeschiedenis, parametrische functies en beperkingen. Ze zijn echter niet volledig compatibel met verschillende platformen. Universele CAD-bestanden ontlasten het ontwerp van software-specifieke afhankelijkheden. Bestandsformaten zoals .step, .iges en .stl behouden alleen de essentiële geometrische kenmerken voor verder gebruik.

Franse CAD-formaten

CAT-onderdeel

CATIA wordt veel gebruikt in Frankrijk en Duitsland. Het is geschikt voor het nauwkeurig ontwerpen van auto-onderdelen voor topfabrikanten zoals Bugatti en BMW. CATIA is specialistisch en duur. CATPart-bestanden zijn mogelijk niet ideaal voor samenwerking tussen verschillende platformen.

CAD-formaten van de Verenigde Staten

SLDPRT (SolidWorks-onderdeel)

SLDPRT is het eigen bestandsformaat van SolidWorks. Wereldwijd is het het meest gebruikte eigen bestandsformaat. Het slaat de geschiedenis van parametrische functies, schetsen en ontwerpintentie op.

PRT (PTC Creo Part)

Creo is een veelgebruikt CAD-platform in Japan en Zuid-Korea. De eigen bestandsextensie PRT is daarom populair in de zware machinebouw in deze landen.

Chinese CAD-formaten

Omdat China een exportgericht land is met een sterke nadruk op internationale samenwerking, hechten fabrikanten daar veel waarde aan interoperabiliteit. De meeste leveranciers vragen om STEP- of IGES-bestanden. Maar bedrijven kunnen ook met hun eigen bestandsformaten werken als hun CAD-software beschikbaar is.

STEP versus andere 3D-bestandsformaten

Hoewel het STEP-bestand tegenwoordig een universeel geaccepteerd gegevensuitwisselingsformaat is, bestaan ​​er ook andere bestandsformaten. STEP-bestanden bieden complete geometrie van vaste objecten en oppervlakken. Oudere systemen zoals IGES en STL maken gebruik van benaderingen. IGES is ouder en levert alleen krommen en oppervlakken. Het STL-bestandsformaat is gebaseerd op mesh-gebaseerde benaderingen. Andere formaten zoals OBJ en 3MF zijn meer gericht op visualisatie dan op technisch ontwerp. De onderstaande tabellen vergelijken enkele van de belangrijkste kenmerken van deze bestandsformaten.

STEP versus IGES

STEP versus STL

STEP vs OBJ en 3MF

STEP-bestanden voor offertes voor CNC-bewerking

Een STEP-bestand is een ideaal bestandsformaat voor het aanvragen van een bewerkingsofferte. Indien vergezeld van een 2D-tekening, wordt de communicatie nog duidelijker.

Wat CNC-werkplaatsen verwachten van een STEP-bestand

CNC-werkplaatsen kunnen STEP-bestanden rechtstreeks importeren in CAM-software voor het genereren van gereedschapspaden. Om er zeker van te zijn dat alles goed gaat, vragen professionele CNC-werkplaatsen om STEP-bestanden in combinatie met een 2D-tekening. STEP-bestanden bevatten gedetailleerde geometrische kenmerken, terwijl 2D-tekeningen toleranties, oppervlakteafwerkingen, schroefdraad en speciale opmerkingen weergeven. Het aankomende online offertesysteem van Tuofa CNC-bewerking levert binnen 30 seconden een snelle offerte. U hoeft alleen de technische tekeningen te uploaden, de hoeveelheid en de oppervlaktebehandeling in te stellen. Het systeem genereert vervolgens direct een offerte.

STEP-bestandscontroles voordat u ze verzendt.

Controleer de volgende punten voordat u een STEP-bestand verzendt:

• Zorg ervoor dat het model volledig gesloten is.
• Verwijder onnodige geometrie
• onderdrukken van cosmetische kenmerken en constructieve lichamen
• Controleer de eenheden en de schaal.
• Controleer de gatmaten en wanddikte nogmaals.
• Vereenvoudig te complexe functies
• Bevestig de oriëntatie

DFM en DFMA

Houd rekening met de onderstaande tips om DFM te garanderen. Alleen een goed ontwerp kan de productiviteit kosteneffectief verhogen.

• Ontwerpen rondom standaardgereedschap
• Beheers de verhouding tussen diepte en diameter.
• Vermijd diepe gaten of holtes.
• Minimaliseer het aantal keren dat de instellingen moeten worden verplaatst.
• Strikte toleranties mogen alleen worden toegepast op kritische onderdelen.
• gebruik gestandaardiseerde functies
• Zorg voor vlakke oppervlakken die het klemmen vergemakkelijken.

STEP-bestanden voor 3D-printen

STEP-bestanden behouden de exacte ontwerpintentie, maar moeten worden geconverteerd naar een mesh-gebaseerd bestandsformaat zoals STL of 3MF. Het conversieproces kan voor veel soorten ontwerpen vrij eenvoudig zijn.

Kun je een STEP-bestand 3D-printen?

STEP-bestanden kunnen niet direct worden gebruikt voor 3D-printen. Conversie naar STL of 3MF kan nodig zijn. De meeste 3D-printers vereisen een mesh-gebaseerd bestand zoals STL. Een STEP-bestand is daarentegen niet mesh-gebaseerd.

STEP naar STL-workflow

STEP-bestanden worden eerst geïmporteerd in een CAD-programma of slicer. Vervolgens wordt er een mesh gegenereerd. Na het aanpassen van de resolutie en tolerantie wordt het STEP-bestand geëxporteerd als een STL-bestand. Daarna worden printinstellingen zoals laagdikte, vulling en ondersteuning gedefinieerd. Dit bestand wordt vervolgens verwerkt voor het genereren van het gereedschapspad.

Wanneer STEP beter is dan STL

Hoewel STL het meest gebruikte formaat is voor 3D-printen, is het niet altijd het beste formaat. STEP-bestanden bieden de mogelijkheid om bestanden aan te passen, te bewerken en fouten te corrigeren in de CAD-software. De exacte krommingen, oppervlakken en afmetingen zorgen voor een hogere precisie bij complexe componenten.

Hoe converteer je een STEP-bestand?

De meeste bestandsconversies zijn vrij eenvoudig. Ze vereisen CAD-software zoals SolidWorks of Fusion 360. Het STEP-bestand kan worden geëxporteerd naar het gewenste bestandsformaat. Sommige conversies vereisen echter extra parameters. Zo vereist de conversie van een STEP-bestand naar een STL-bestand het instellen van de resolutie. Een hogere resolutie resulteert in vloeiendere curven, maar verhoogt wel de bestandsgrootte. STEP-bestanden kunnen ook worden geconverteerd naar DFX- en DWG-formaten voor 2D-tekeningen. Deze tonen de bovenaanzicht, zijaanzicht, vooraanzicht en isometrische weergave met afmetingen en toleranties. Mogelijk worden niet alle parametrische gegevens geconverteerd.

Conversievalkuilen en veelvoorkomende fouten

Omrekeningsfouten komen vaak voor. Ze kunnen leiden tot kostbare productieverliezen. Daarom is zorgvuldige behandeling tijdens de export noodzakelijk. De onderstaande tabel toont enkele veelvoorkomende fouten:

Conclusie

Het STEP-bestandsformaat wordt tegenwoordig beschouwd als een uitwisselbaar gegevensformaat met interoperabiliteit tussen verschillende systemen. Doordat het de oorspronkelijke ontwerpintentie behoudt, zorgt het voor duidelijkheid in de communicatie. Gebruikers kunnen CAD-bestanden openen, bewerken en overdragen naar verschillende CAD-softwareprogramma's zoals AutoCAD, SolidWorks, CATIA, enz. STEP-bestanden kunnen ook worden geïmporteerd in CAM voor CNC-bewerking. Leveranciers vragen vaak om 2D-tekeningen naast het STEP-bestand voor offertes. Bij TUOFA bieden we onze klanten grote flexibiliteit. Zelfs als u geen CAD-bestanden of tekeningen heeft, kunt u ons voorbeelden sturen. Wij kunnen dan een offerte op basis daarvan maken.

Veelgestelde vragen over STEP-bestanden

Bestaat er echt gratis CAD-software?

FreeCAD is volledig gratis voor zowel persoonlijk als commercieel gebruik.

Kan een STEP-bestand worden geconverteerd naar een DWG-bestand?

Ja, CAD-software zoals SolidWorks, enzovoort, kan worden gebruikt om een ​​STEP-bestand naar DWG te converteren.

Worden STEP-bestanden gebruikt voor CNC-bewerking?

Ja, STEP-bestanden kunnen in CAM-software worden geïmporteerd voor het genereren van gereedschapspaden voor CNC-bewerkingen.

Is er een gratis online programma om STEP-bestanden te bekijken?

Online tools zoals Autodesk Viewer kunnen gratis worden gebruikt om STEP-bestanden te openen.

Wat zijn STEP-bestanden voor het samenstellen van bestanden in FreeCAD?

In FreeCAD kunnen meerdere onderdelen worden geïmporteerd. Deze kunnen vervolgens worden gepositioneerd en aan elkaar gekoppeld om een ​​samenstelling te maken.