CAD（计算机辅助设计）文件是包含物理对象 3D 和 2D 模型的数字文件。
CAD 文件可以包含几何数据、制造数据、材料属性和其他产品/过程数据等信息。
从设计到生产，一切都从 CAD 文件开始。
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0、CAD文件格式概述
CAD 文件可分为原生 CAD 或中性 CAD 格式（也称为可互操作 CAD 数据）。
0.1 原生CAD 文件格式
原生CAD 文件格式设计为只能在特定的专有 CAD 软件上使用。
例如， .CATPart（一种 CATIA 格式）仅适用于 CATIA 认可的软件。 它不容易在 AutoDesk、Creo、NX 等其他 CAD 软件上读取或编辑。
| 原生格式 | 扩展 |
|---|---|
| AutoCAD | .dwg |
| CATIA | .CATPart、.CATProduct 或 3DExperience云数据 |
| Creo | .prt、.asm |
| Inventor | .ipt，.aim |
| NX | .prt |
| SolidWorks | .sldprt、.sldasm |
0.2 中性CAD文件格式
中性 CAD 文件格式可在不同 CAD 软件之间互操作，允许不同应用程序导入和导出数据。
例如，.STP（STEP格式）是一种流行的中性格式，可以在不同的软件系统之间交换。
| 中性格式 | 扩展 |
|---|---|
| IGES | .igs、.iges |
| STEP | .stp、.step |
| STL | .stl |
| QIF | .qif |
| 3D | PDF .pdf |
0.3 哪个更好：原生格式还是中性格式？
如果你使用的唯一软件是原生 CAT，则原生 CAD 文件是首选格式，因为它保留了原始设计的所有数据和功能。 但现代制造软件栈比单一软件工具复杂得多。
市场上有超过 100 种 CAD 软件以及数百种其他需要使用 CAD 数据来测试和制造产品的软件，因此几乎不可能让所有人都使用相同的原生CAD 系统。
不同的利益相关者需要处理该文件：
- 不同公司
- 同一公司内不同业务
- 内部部门
- 雇员
- 供应商
- 分包商
- 顾客
所有这些都使用不同的基于 CAD 的软件，使得互操作性变得困难，特别是当几何信息和 PMI（产品制造信息）等 3D 注解必须保持完整性时。
在许多情况下，来自 PTC Creo、Siemens NX、CATIA、SolidWorks、Autodesk Inventor 等的原生 CAD 文件格式通常会经过翻译和验证以进行下游处理。
然而，中性 CAD 文件格式可以在不同的 CAD 软件之间互操作，并且在协作中很有用。
0.4 中性 CAD 文件格式如何排名？
今天我们来看看八种最好的中性 CAD 文件格式。
我们的标准：
- 该列表适用于机械工程和制造业。
- CAD 格式必须符合标准（例如 ISO、ANSI、CEN 等），以确保质量和一致性。
- CAD 文件最好是基于模型的定义 (MBD)，Capvidia 由人类和机器可读的 PMI 定义。
- MBD 就绪 CAD 文件包括几何形状、产品制造和质量要求 - 通常在 2D 图纸上完成。
将 2D 绘图信息组合到 3D CAD 模型中成为产品生命周期的权威来源。 这使得从设计到制造的自动化、数据洞察和连接能够从人类和机器可读的单一事实来源实现。
1、STEP
- 文件扩展名：.STEP、.STP
- 推出年份：1994 年，最后更新：2022 年。
- 标准：ISO 10303-242:2022
- 表示形式：B-rep（精确）和 Vis-rep（近似）
- 组织：国际标准化组织和 PDES Inc.
STEP 文件是当今最广泛使用和接受的中性 CAD 格式，使其成为多个行业的标准。
大多数CAD软件都支持导入和导出STEP文件，使其可以在不同系统之间互操作，包括CAM（计算机辅助制造）、CAI（计算机辅助检测）和CAE（计算机辅助工程）。
就机械 CAD 而言，主要有以下三种 STEP 文件格式：
- STEP AP203：定义机械零件和装配体实体模型的几何、拓扑和配置管理数据。 AP203 不是 MBD 就绪格式。
- STEP AP214：包括 STEP AP203 功能以及颜色、图层、GD&T 和设计意图。 AP214 不是 MBD 就绪格式。
- STEP AP242：合并STEP 203 和STEP 214 以引入基于模型的定义(MBD) 工作流程，并且是MBD 就绪格式。
- STEP AP203 和 STEP AP214 已被弃用，取而代之的是 STEP AP242，但它们仍然是最常用的 STEP 文件类型。
STEP格式的优点：
- 成熟且普遍存在的文件格式。
- 如果使用 AP242，则 MBD 就绪。
STEP格式的缺点：
- AP203/214 和 AP242 之间有些混淆。
- AP242 语义 PMI 的下游基于 CAD 的工具没有得到广泛支持。
相关工具：STEP转STL | STEP转GLB | STEP转OBJ | STEP转PLY
2、QIF
- 文件扩展名：.QIF
- 推出年份：2013 年，最后更新时间：2020 年
- 标准：ISO 23952:2020
- 表示形式：B-rep（精确）和 Vis-rep（近似）
- 组织：DMSC（数字计量标准联盟）
QIF（质量信息框架）文件是为 21 世纪的数字制造而设计的。 它针对语义 PMI 进行了优化，允许人类和机器可读的 CAD 实现两个主要目标：下游的互操作性和可追溯性。
尽管是本列表中的最新格式，但它获得了更多关注，因为越来越多的 OEM 需要强大的文件格式来交换从设计到制造到质量的下游数据。
QIF格式的优点：
- 最强大的中性 MBD CAD 文件。
- 基于 XML 的框架：与其他系统、Web/互联网应用程序和其他正式标准轻松集成和互操作。
- 受到计量和质量部门的高度重视。
QIF格式的缺点：
- 尽管 MBD 已获得信誉，但仍处于早期采用阶段。 了解有关 QIF 的更多信息。
3、JT
- 文件扩展名：.JT
- 推出年份：2007 年，最后更新时间：2017 年
- 标准：ISO 14306:2017
- 表示形式：B-rep（精确）和 Vis-rep（近似）
- 组织：Siemens PLM Software
JT（Jupiter Tessellation）文件是中性 CAD 格式组中最令人困惑的。 虽然以 vis-rep 闻名，但它也可以具有完整的 B-rep 和 PMI，因此使其适合 MBD。
其内部 B-rep 表示非常灵活，包括对 ISO 10303 (STEP) 和 Parasolid 的支持。 如果从 NX 导出的 JT 包含 B-rep 数据，则它将采用 Parasolid 格式。
尽管 JT 在技术上是一种开放格式，但许多供应商都使用西门子的 JT 开放工具包。 在处理使用专有配方混合的 Parasolid 数据时，该工具包尤其重要。 因此，它作为 STEP 或 QIF 并没有被广泛接受。
JT格式的优点：
- 西门子用户的通用互操作格式。
- JT主要用于汽车行业。
- 轻量级格式。
JT格式的缺点：
- 在西门子软件环境之外不太常见。
4、3D PDF
- 文件扩展名：.PDF
- 推出年份：2004 年，最后更新时间：2014 年（针对 CAD）
- 标准：ISO 14739-1:2014
- 表示形式：Vis-rep（近似值）
- 组织：3D PDF 联盟
3D PDF 文件流行是有原因的。 它是一种无处不在的格式，可以轻松地在计算机、智能手机和平板电脑上查看。 对于那些没有 CAD 系统或查看器的人来说尤其方便。
3D PDF的优点：
- 只需要 Adobe Reader 即可查看文件。
- PDF 文件可用作其他文件（例如 STEP、QIF 或其他文档）的容器。
3D PDF的缺点：
- 文件巨大且性能低下。
- Adobe 中的 3D 人体工程学效果并不好。
- 这种文件类型的功能受到 Adobe 环境的严重限制。
5、IGES
文件扩展名：.IGS、.IGES
推出年份：1980 年，最后更新时间：1996 年
标准：ANSI
表示：B-rep（精确）
组织：美国国家标准协会
IGES 文件是 20 世纪 70 年代末/ 80 年代初发明和部署的第一个中性 CAD 文件。
尽管较旧的标准在技术上已被 STEP 和 QIF 取代，但由于它已经存在很长时间并且得到了广泛的支持，所以至今仍在使用。
主要用于表面几何（尽管它可以支持实体模型）和设计工作。 它通常会因表面之间的间隙、缺失的面甚至方向错误的表面而发生平移。 因此，建议使用 STEP 或 QIF，或者使用修复不良几何体和缝合表面的工具。
IGES格式的优点：
- 这是你祖父的 CAD 文件。
- 普遍支持。
IGES格式的缺点：
- IGES 可以支持实体，但它主要用于曲面几何。
- 被 STEP 和 QIF 取代。
6、STL
- 文件扩展名：.STL
- 推出年份：1987 年，最后更新：无。
- 标准：无。
- 表示形式：Vis-rep（近似值）
- 组织：3D Systems
STL 文件是通用 3D 格式，重点关注表面几何形状，但不关注颜色、纹理或其他模型属性，这有利于快速原型制作、3D 打印和某些 CAM 软件。
然而，它使用三角网格表面，这对于视觉表示来说是可以接受的，但在 CAD 系统中不可行，因为大多数在实体中工作。
STL 文件通常只能用于仅支持 STL 并以更有限的方式使用 CAD 的特定软件工具。 值得注意的是，即使在这些情况下，也可能存在好的 STL 文件和坏的 STL 文件，具体取决于网格的质量。
STL格式的优点：
- 广泛支持的文件格式。
- 流行于 3D 打印。
STL格式的缺点：
- 仅描述表面几何形状 - 它不是精确的 B-rep。
- 非常简单的数据模型——不支持颜色、表面分组，甚至用户定义的属性。 其后续格式 AMF 支持颜色、材质和星座。
相关工具：GLB转STL | FBX转STL | OBJ转STL
7、ACIS
- 文件扩展名：.SAT
- 推出年份：1989 年，最后更新时间：2020 年
- 标准：无。
- 表示形式：B-rep（精确）和 Vis-rep（近似）
- 组织：达索系统
ACIS 文件是来自 Dassault Systemes 部门 Spatial 的 3D 实体和曲面 CAD 文件。 它是一个用C++编译的几何建模内核，用于CAD、CAM、CAE和CMM。
ACIS格式的优点：
- AutoCAD、BrisCAD 和 Cimatron 等许多建模软件使用的内部建模语言。
ACIS格式的缺点：
- 不是标准数据格式。
- 通常需要自定义转换器才能导出到 ACIS。
- 不以任何标准方式支持语义 PMI。
8、PARASOLID
- 文件扩展名：*.X_T
- 推出年份：1989 年，最后更新时间：2022 年
- 标准：无。
- 表示：B-rep（精确）
- 组织：西门子
Parasolid 文件由西门子当前拥有的几何建模内核使用，并用于 CAD、CAD 交换、CAM、CAE 和产品可视化。
已获得许可并用于超过 350 个应用程序，例如 NX、SolidWorks、SolidEdge、MasterCAM、Onshape 等。
Parasolid可以表示线框、曲面、实体和一般非流形模型。 大多数 Parasolid 文件都会迁移 3D 实体和/或曲面数据。
Parasolid格式的优点：
- 内部建模语言使用了许多CAD和下游软件。
- 如果你使用 NX 或 SolidWorks，这是一个很棒的 CAD 导出选项。
Parasolid格式的缺点：
- 不是标准数据格式。
- 使用一些专有的混合配方，使得非 Parasolid 建模者无法访问一些数据。
原文链接：Top 8中性3D CAD格式 — BimAnt
