Was ist CAD überhaupt? Wie kann es Ihren Arbeitsablauf verbessern? Finden Sie es heraus in diesem vollständigen Leitfaden für computergestütztes Design – von der Geschichte bis zu den nächsten Schritten.

Die Tage des Zeichnens mit Bleistift, Papier und Winkelmesser gehen zu Ende, da die meisten Ingenieure, Leiterplattendesigner und Architekten Experten im Umgang mit CAD-Software (Computer-Aided Design) geworden sind. CAD ist eine Software, die speziell für die Erstellung von Dokumentationen, die Visualisierung von 2D- oder 3D-Designkonzepten mit fotorealistischen Renderings, die Simulation von realen Funktionen und den Export von CAD-Daten in CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) entwickelt wurde. 

Arbeiten in der CAD-Software

CAD zentralisiert die Produktkonstruktion in einer automatisierten 3D-Umgebung. Jede technische Konstruktion beginnt in der Regel im CAD. Ganz gleich, ob es sich um eine Leiterplatte (PCB) für eine Spielkonsole oder eine Automobilanwendung wie einen maßgeschneiderten Überrollkäfig für eine Corvette handelt, CAD ist die ideale All-in-One-3D-Modellierungsumgebung. CAD beinhaltet eine Bibliothek aus einer Hand und eine Cloud-basierte Datenverwaltung, die den einfachen Zugriff auf gespeicherte Schaltpläne, schematische Symbole, 2D-Zeichnungen, 2D-Footprints und 3D-Modelle ermöglicht.

Sobald ein CAD-Modell fertiggestellt ist, kann die CAD-Datei in CAM-Software geladen werden. Fusion 360 von Autodesk integriert CAD und CAM in einer freundlichen und zugänglichen Umgebung.
In CAD können Ingenieure aus vorinstallierten Modellen wie Türen und Fenstern wählen oder mit Hilfe von Füllparametern von Grund auf neu beginnen.

Vorteile von CAD-Software

Innovatoren haben die CAD-Software über mehrere Jahrzehnte hinweg immer weiter verbessert, und sie wird auch heute noch weiterentwickelt. Doch welche Vorteile bietet die Verwendung von computergestützter Konstruktionssoftware?

CAD-Programme bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Zeichentechniken, wie z. B.:

• Erhöhte Genauigkeit beim Zeichnen präziser Abmessungen
• Automatisierung gängiger Prozesse
• Zugriff auf Bibliotheken mit routinemäßig verwendeten Elementen wie Türen, Fenstern und Fertigungsteilen
• Die Möglichkeit, Teile einer Zeichnung schnell anzupassen, ohne von vorne beginnen zu müssen
• Verwaltung komplexer Konstruktionsdetails in einer Datei
• Erstellen von Blöcken für häufig gezeichnete Elemente
• Verbesserte Zusammenarbeit und Visualisierung mit Kollegen durch die Möglichkeit, dieselbe Datei zu teilen und zu markieren
• Offline-Fähigkeiten

CAD-Entwicklungsgeschichte im Überblick

Es ist schwer vorstellbar, wie viele Innovationen und Weiterentwicklungen nötig waren, um zur heutigen computergestützten Konstruktionstechnologie zu gelangen. Die CAD-Entwicklung lässt sich bis zu den frühesten zeichnerischen Innovationen wie der Blaupause zurückverfolgen, die vielleicht den ursprünglichen Prozess des “Kopierens und Einfügens” der technischen Dokumentation verwendete. Etwa 120 Jahre später entstand der erste wirkliche Ursprung von CAD, als General Motors (GM) und IBM DAC-1 entwickelten, ein Jahr nachdem Ivan Sutherland Sketchpad erfunden hatte. 

CAD-Zeitleiste

1842: Blaupausen

Blaupausen werden immer noch in verschiedenen Anwendungen verwendet, aber die ursprüngliche Blaupause wurde vor allem in den 1950er Jahren obsolet. 1842 erfand John Herschel – ein Astronom, Fotograf und Chemiker – das Cyanotypie-Verfahren des Blaudrucks. Bei diesem Verfahren wurde auf halbtransparentem Papier über ein anderes Blatt Papier gezeichnet und eine lichtempfindliche Mischung aus Kaliumferricyanid und Eisenammoniumcitrat aufgetragen. Die Zeichnung wurde dann dem Licht ausgesetzt, wodurch sich das belichtete Papier blau färbte und die Zeichnungslinien weiß blieben.

Der Blaudruck war eine der ersten Innovationen zur Rationalisierung des Konstruktionsprozesses und trug maßgeblich zur zweiten industriellen Revolution bei. Solche Innovationen sollten billigere und einfachere Wege zur Bewältigung von Aufgaben schaffen. 

1936-37: Die Turing-Maschine

Seit der Einführung des Blaudrucks gab es zahlreiche Innovationen, aber keine war wichtiger als die Schaffung und Weiterentwicklung von Computern. Im Jahr 1936 beschrieb Alan Turing das, was später als “Turing-Maschine” bezeichnet werden sollte. Dabei handelt es sich um Rechenmaschinen, die die Grenzen des Berechenbaren ausloten sollten und für die Verarbeitung von reellen Zahlen ausgelegt waren. 

1943: ENIAC

In Zusammenarbeit zwischen der US-Armee und der Moore School of Electrical Engineering der University of Pennsylvania entsteht der erste Allzweckcomputer namens ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), der für die Berechnung der Ballistik von Artilleriegeschossen entwickelt wurde. 

1953: Frühe CNC-Maschinen

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

1963: Sketchpad und DAC-1

Ein Jahrzehnt später entwickelte Ivan Sutherland Sketchpad, das eine innovative grafische Benutzeroberfläche enthielt. Sketchpad ermöglichte eine leichter zugängliche Interaktion zwischen Mensch und Computer mit Hilfe von Symbolen. GM und IBM arbeiteten zusammen an der Entwicklung von DAC-1 (Design Augmented by Computer), 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 ersten kommerziellen CAD-Systeme, wie DAC-1, GM, IBM und Unternehmen der Luft- und Raumfahrtindustrie zur Verfügung gestellt.

1971: ADAM

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

Die 1980er Jahre: Desktops und 2D-AutoCAD

Desktops wurden für die breite Öffentlichkeit produziert, und AutoCAD von Autodesk war eine bedeutende Weiterentwicklung für dieses Jahrzehnt.

Die 1990er Jahre: Solidworks wird eingeführt

Solidworks trug dazu bei, schrittweise Verbesserungen im 3D-CAD-Bereich einzuführen. 

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

Neue Plattformen erfordern eine neue Integration, so wie es in den letzten 20 Jahren der Fall gewesen ist. Autodesks integrierte, Cloud-basierte CAD/CAM-Software, Fusion 360, 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 CAD-Software

Edera Safety verwendete generatives Design in Fusion 360, um einen besseren und effizienteren Rückenprotektor zu entwickeln. Bild mit freundlicher Genehmigung von Edera

Mit der Weiterentwicklung der CAD-Software werden den Konstrukteuren immer mehr Fortschritte und Werkzeuge zur Verfügung stehen. Hier bei Fusion 360 arbeiten wir ständig daran, unserer Community den Zugang zu den “what’s next” des Designs zu ermöglichen, einschließlich:

• Generative Design-Tools, die die Optimierung von Teilen im Hinblick auf Kosten, Material und verschiedene Fertigungsprozesse verbessern.
• Umfassende PCB-Design-Tools, die das Design von technologiegestützten Produkten unterstützen.
• Funktionen für die parametrische Modellierung, mit denen Sie problemlos Änderungen an den Abmessungen vornehmen und die Auswirkungen in Echtzeit betrachten können.
• Eine Fülle von Funktionen für den 3D-Druck/additive Fertigung (hier einige Tutorials!).
• Unsere laufende Forschung in den Bereichen KI und maschinelles Lernen.

Bleiben Sie dran, denn wir veröffentlichen jeden Monat spannende Updates für Fusion 360.

Die Integration von CAD und CAM in die Arbeitsabläufe der Produktentwicklung kann helfen, den Konstruktionsprozess zu rationalisieren und hohe Kosten- und Zeiteinsparungen zu erzielen. Mit Fusion 360 von Autodesk steht Ihnen eine nahtlose Zusammenarbeit zur Verfügung. Testen Sie Fusion 360 noch heute und erleben Sie die ultimative integrierte Plattform.