Was ist CAD (computergestütztes Design)?

Was ist CAD überhaupt? Wie kann es Ihren Workflow verbessern? Finden Sie es in diesem vollständigen Leitfaden zum computergestützten Design heraus – von seiner Geschichte bis zu den nächsten Schritten.

Die Tage des Zeichnens mit Bleistift, Papier und Winkelmessern gehen zu Ende, da die meisten Ingenieure, PCB-Designer und Architekten zu Experten im Umgang mit CAD-Software (Computer Aided Design) werden. CAD ist eine Software, die speziell dafür entwickelt wurde, Dokumentationen zu erstellen, 2D- oder 3D-Konstruktionskonzepte mit fotorealistischen Renderings zu visualisieren, reale Funktionalität zu simulieren und CAD-Daten in CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) zu exportieren.

Arbeiten in CAD-Software

CAD zentralisiert das Produktdesign in einer automatisierten 3D-Umgebung. Jedes technische Design beginnt normalerweise in CAD. Ganz gleich, ob es sich um eine Leiterplatte (Leiterplatte) für eine Spielkonsole oder eine Automobilanwendung wie einen kundenspezifischen Überrollkäfig für eine Corvette handelt, CAD ist die ideale All-in-One-3D-Modellierungsumgebung. CAD umfasst eine aus einer Hand stammende Bibliothek und Cloud-basiertes Datenmanagement. Dies erleichtert den einfachen Zugriff auf gespeicherte Schaltpläne, Schaltplansymbole, 2D-Zeichnungen, 2D-Footprints und 3D-Modelle.

Sobald ein CAD-Modell fertiggestellt ist, kann die CAD-Datei in die CAM-Software geladen werden. Autodesk Fusion 360 integriert CAD und CAM in einer benutzerfreundlichen und zugänglichen Umgebung.

Mit 3D-CAD können Ingenieure aus vorinstallierten Modellen wie Türen und Fenstern wählen oder mit Füllparametern von vorne beginnen.

Vorteile der CAD-Software

CAD-Modellierungssoftware bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Zeichentechniken, wie z. B.:

• Erhöhte Genauigkeit beim 2D-Zeichnen präziser Abmessungen
• Automatisierung gemeinsamer Prozesse
• Zugriff auf Bibliotheken mit routinemäßig verwendeten Artikeln wie Türen, Fenstern und Fertigungsteilen
• Die Möglichkeit, Teile einer Zeichnung schnell anzupassen, ohne von vorne beginnen zu müssen
• Verwaltung komplexer Designdetails in einer einzigen Datei
• Blöcke für häufig gezeichnete Gegenstände erstellen
• Verbesserte Zusammenarbeit und Visualisierung mit Kollegen durch die Möglichkeit, dieselbe Datei zu teilen und zu markieren
• Offline-Fähigkeiten

CAD-Entwicklungsgeschichte auf einen Blick

Es ist schwer vorstellbar, wie viele Innovationen und Fortschritte nötig waren, um zur heutigen Computer-Aided-Design-Technologie zu gelangen. Die CAD-Entwicklung lässt sich bis zu den frühesten Entwurfsinnovationen wie der Blaupause zurückverfolgen, die vielleicht den ursprünglichen Prozess der technischen Dokumentation „Kopieren und Einfügen“ nutzten. Etwa 120 Jahre später kam der erste wahre Ursprung von CAD, als General Motors (GM) und IBM DAC-1 ein Jahr nach der Erfindung von Sketchpad durch Ivan Sutherland entwickelten.

CAD-Zeitachse

1842:Blaupause

Blueprinting ist immer noch in verschiedenen Anwendungen weit verbreitet, aber der ursprüngliche Blueprint wurde vor allem in den 1950er Jahren obsolet. 1842 erfand John Herschel – Astronom, Fotograf und Chemiker – den Cyanotypie-Prozess der Blaupause. Dieser Vorgang erfolgte, indem auf halbtransparentes Papier über ein anderes Blatt Papier gezogen und eine Mischung aus lichtempfindlichem Kaliumferricyanid und Eisen(III)-Ammoniumcitrat aufgetragen wurde. Die Zeichnung wurde dann belichtet, wodurch das belichtete Papier blau wurde und die Zeichenlinien weiß blieben.

Blueprinting war eine der ersten Innovationen zur Rationalisierung des Designprozesses und trug wesentlich zur zweiten industriellen Revolution bei. Solche Innovationen wurden entwickelt, um billigere und einfachere Möglichkeiten zum Erfüllen von Aufgaben zu schaffen.

1936-37:Die Turing-Maschine

Seit der Einführung des Blueprinting gab es zahlreiche Innovationen, aber keine wichtigere als die Entwicklung und Weiterentwicklung von Computern. Im Jahr 1936 beschrieb Alan Turing, was später als „Turing-Maschine“ bezeichnet wurde, eine Rechenmaschine, die dazu bestimmt ist, die Grenzen dessen, was berechnet werden kann, zu analysieren und reelle Zahlen zu verarbeiten.

1943:ENIAC

Eine Zusammenarbeit zwischen der US-Armee und der Moore School of Electrical Engineering der University of Pennsylvania brachte den ersten Allzweckcomputer namens ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) hervor, der zur Berechnung der Ballistik von Artillerieprojektilen entwickelt wurde.

1953:Frühe CNC-Maschinen

Frühe CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) unterschieden sich erheblich von modernen CNC-Maschinen. Anstelle eines elektronischen Displays verwendeten sie eine numerische Steuerung und ein Schneidwerkzeug irgendeiner Art.

1963:Sketchpad und DAC-1

Ein Jahrzehnt später erstellte Ivan Sutherland Sketchpad, das eine innovative grafische Benutzeroberfläche enthielt. Sketchpad ermöglichte zugänglichere Interaktionen zwischen Mensch und Computer mithilfe von Symbolen. GM und IBM haben zusammengearbeitet, um DAC-1 (Design Augmented by Computer) zu entwickeln, das etwa ein Jahrzehnt lang verwendet wurde, bevor es durch eine neuere Version ersetzt wurde.

1964:Erste kommerzielle CAD-Systeme

Nicht lange nach Sketchpad wurden die frühesten kommerziellen CAD-Systeme wie DAC-1 GM, IBM und Luft- und Raumfahrtunternehmen zur Verfügung gestellt.

1971:Adam

Dr. Patrick J. Hanratty von Manufacturing and Consulting Services (MCS) hat ein System namens Automated Drafting and Machining (ADAM) entwickelt. Es ist erwähnenswert, dass dieses 3D-CAD-Programm in den 70er Jahren eingeführt, aber nicht in die kommerzielle Industrie aufgenommen wurde.

Die 1980er:Desktops und 2D-AutoCAD

Desktops wurden für die breite Öffentlichkeit hergestellt, und AutoCAD von Autodesk war ein bedeutender Fortschritt für das Jahrzehnt.

Die 1990er:Einführung von Solidworks

Solidworks half bei der schrittweisen Verbesserung von 3D-CAD.

Die 2000er:Plattformverfügbarkeit und CAD/CAM-Integration mit Fusion 360

Neue Plattformen erfordern eine neue Integration. Die integrierte, Cloud-basierte CAD/CAM-Software Fusion 360 von Autodesk wurde für viele Anwendungen entwickelt – vom Industriedesign bis zum PCB-Design. Heute steht Fusion 360 an der Spitze der Bemühungen, den Designprozess schnell, einfach und kostengünstig zu gestalten.

Die Zukunft der 3D-CAD-Software

Mit der Weiterentwicklung der 3D-CAD-Software werden Designern weitere Fortschritte und Tools zur Verfügung stehen. Hier bei Fusion 360 arbeiten wir ständig daran, unserer Community Zugang zu den "Was kommt als nächstes" des Designs zu geben, einschließlich:

• Generative Konstruktionswerkzeuge, die die Teileoptimierung für Kosten, Material und verschiedene Herstellungsprozesse verbessern.
• Umfassende PCB-Designtools, die das Design technologiefähiger Produkte unterstützen.
• Parametrische Modellierungsfunktionen ermöglichen es Ihnen, Bemaßungen einfach zu aktualisieren und die Auswirkungen in Echtzeit anzuzeigen.
• Eine Fülle von Funktionen für den 3D-Druck/die additive Fertigung (hier sind ein paar Tutorials!).
• Unsere laufende Forschung in den Bereichen KI und maschinelles Lernen.

Bleiben Sie auf dem Laufenden, wenn wir jeden Monat aufregende Fusion 360-Updates veröffentlichen.

Die Integration von CAD und CAM in Produktentwicklungs-Workflows kann dazu beitragen, den Designprozess zu rationalisieren und hohe Kosten- und Zeiteinsparungen zu erzielen. Mit Autodesk Fusion 360 steht Ihnen eine nahtlose Zusammenarbeit zur Verfügung. Testen Sie noch heute Fusion 360 für die ultimative integrierte Plattform.