Text-to-CAD & Programmatic 3D: CAD für KI-Agenten

Klassische CAD-Programme basieren auf hochkomplexen Boundary-Representations (B-Rep) und erfordern proprietäre Rechenkerne wie Parasolid. Für KI-Agenten ist die Steuerung solcher Systeme extrem schwierig. Ein neuer Trend namens "Implicit Modeling" löst dieses Problem: Anstelle von Flächen und Kanten erzeugen KIs 3D-Modelle direkt über mathematische Formeln und Code (Signed Distance Fields). Wir zeigen, wie das mit Tools wie implicit.js und text-to-cad funktioniert.

Der Stack für KI-basiertes CAD

• implicit.js (Engine): Eine Open-Source-Bibliothek von earthtojake, die 3D-Geometrie als Signed Distance Fields (SDF) darstellt. Die KIs schreiben JavaScript/GLSL-Code, der direkt im Browser gerendert wird.
• text-to-cad (Agent Skills): Ein Framework, das KI-Agenten beibringt, 3D-Modelle aus Prompts zu programmieren und diese als STEP-, STL- oder GLB-Dateien zu exportieren.
• Dimension AI & CadX AI: Kommerzielle Gegenstücke, die entweder 2D-Zeichnungen in parametrische 3D-Modelle umwandeln oder direkt aus Texteingaben (z. B. "design a 3 tier storage trolley") CAD-Dateien erzeugen.

So funktioniert die Code-basierte CAD-Erstellung

• Signed Distance Fields (SDF): Jeder Punkt im Raum hat einen mathematischen Abstand zur Oberfläche des Objekts (negativ = innerhalb, positiv = außerhalb, null = Oberfläche).
• Primitive Formen: Einfache mathematische Funktionen definieren Formen wie Kugeln, Boxen oder Zylinder.
• Boolesche Operationen: Formen werden durch mathematische Operationen kombiniert: Union (Minimum), Subtraktion (Maximum mit Negation) und Schnittmenge (Maximum).

Praktisches Beispiel: Eine Kaffeetasse in Code realisieren

Ein KI-Agent kann eine einfache Kaffeetasse mit folgendem mathematischen Ablauf generieren:

• Schritt 1 (Außenkörper): Definiere einen Zylinder mit Radius 5 und Höhe 10.
• Schritt 2 (Hohlraum): Definiere einen Zylinder mit Radius 4.5 und Höhe 9.5, verschiebe ihn leicht nach oben und subtrahiere ihn vom Außenkörper.
• Schritt 3 (Henkel): Definiere einen Torus (Ring) mit den Radien 3 und 0.8. Rotiere ihn um 90 Grad, verschiebe ihn auf der X-Achse und füge ihn per Union dem Becher hinzu.
• Vorteil: Der gesamte Code ist ultrakompakt (wenige Zeilen JavaScript) und kann von LLMs fehlerfrei generiert, manipuliert und in Echtzeit gerendert werden.

Fazit

• Implicit Modeling ist ideal für autonome Agenten, da es die Komplexität traditioneller STEP-Dateien durch reine Mathematik ersetzt.
• Für den Einstieg empfiehlt sich ein Blick in die Repositories von earthtojake/text-to-cad und die Live-Demos auf implicit.sh.