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Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über CAD-Systeme sowie ihre Anwendungen und Funktionsweisen. Werfen Sie auch einen Blick auf die Liste der 5 Hersteller von CAD-Systeme und deren Firmenranking.
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CAD steht für Computer Aided Design, eine Entwurfsmethode oder Software, die es ermöglicht, Entwürfe und Zeichnungen am Computer und nicht wie früher von Hand auf Papier auszuführen.
Es wurde in den 1960er Jahren von amerikanischen Informatikern entwickelt und zunächst für die Flugzeugkonstruktion eingesetzt. Seitdem hat es sich auf andere Industriebereiche wie Architektur und Automobile ausgeweitet und wird jetzt auch in der Bekleidungsindustrie eingesetzt.
Es gibt zwei Arten von CAD-Softwares: 2D-CAD, bei dem Zeichnungen in der Ebene dargestellt werden und 3D-CAD, bei dem Zeichnungen in drei Dimensionen dargestellt werden. Außerdem gibt es zwei Arten von CAD: CAD-Softwares für allgemeine Zwecke, die in allen Bereichen eingesetzt werden können und CAD-Softwares für spezielle Zwecke, die für bestimmte Bereiche wie Architektur, Automobilbau und Elektrotechnik spezifische Funktionen haben.
Zwei Werkzeuge, die der CAD-Software ähnlich sind, sind CAM (Computer Aided Manufacturing), mit dem Steuerprogramme für Fertigungsmaschinen auf der Grundlage von CAD-Konstruktionsdaten erstellt werden können und CAE (Computer Aided Engineering), mit dem simuliert werden kann, ob ein CAD-geplantes Produkt die angestrebten Leistungs- und Bewertungsanforderungen erfüllt. CAE (Computer Aided Engineering) simuliert, ob ein mit CAD entworfenes Produkt die angestrebten Leistungs- und Bewertungsanforderungen erfüllt. Beide werden in Verbindung mit CAD-Softwares eingesetzt.
CAD-Softwares werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, in denen Konstruktionsprozesse Teil des Geschäfts sind. Die wichtigsten Anwendungen sind:
CAD-Softwares werden zur Erstellung von Zeichnungen in allen Bereichen verwendet, in denen Abmessungen, Formen und deren Bereiche angegeben werden müssen wie z. B. bei Gebäuden und Automobilteilen. Mit CAD kann die Zeichnungserstellung viel schneller erfolgen als von Hand und Korrekturen können leicht vorgenommen werden.
Darüber hinaus können Daten mit Kunden und Geschäftspartnern ausgetauscht und bearbeitet werden, um die Durchlaufzeiten für Architekturentwürfe zu verkürzen und die Entwicklung von Bauteilen zu beschleunigen.
CAD-Softwares können nicht nur für die Konstruktion von Bauwerken, sondern auch für das Design von Fahrzeugen, Möbeln und Innenräumen verwendet werden. Mit 3D-CAD-Softwares lässt sich ein dreidimensionales Bild der Arbeit vermitteln, die Konstrukteure traditionell mit Skizzen geleistet haben.
Im Gegensatz zu Skizzen kann das Konzept leichter vermittelt werden, indem es aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet und auf dem 3D-CAD-Bildschirm gedreht wird.
Die NC-Bearbeitung ist eine Methode zur Bearbeitung von Metallen, Holz und Kunststoffen, bei der eine rotierende Klinge auf das Werkstück angewendet wird, um die gewünschte Form zu erzeugen.
3D-CAD-Softwares können nicht nur die Abmessungen und das Design einer Struktur entwerfen, sondern auch ihr Verhalten bei Krafteinwirkung simulieren. Wenn beispielsweise ein Stuhl mit einer bestimmten Form entworfen wird, kann die Analyse vorhersagen, wie viel Kraft auf die Beine einwirkt, wenn eine Last auf die Sitzfläche aufgebracht wird, und ob er sich verformt oder bricht. Die Analyse wird mit CAE-Software (Computer Aided Engineering) durchgeführt.
Mit einer CAD-Software können Entwürfe schneller als handschriftliche Arbeiten auf Papier ausgeführt werden. Die Linienstärke und der handgeschriebene Text, die von Anwender zu Anwender unterschiedlich sind, können vereinheitlicht werden. Außerdem können Zeichnungskorrekturen vorgenommen werden, indem nur die relevanten Teile lokalisiert und geändert werden.
Durch Speichern des Verlaufs der Zeichnungsdaten ist es auch möglich, auf frühere Daten zurückzugreifen und die Zeichnung erneut zu erstellen. Darüber hinaus können durch das Laden früherer Zeichnungsdaten gemeinsame Aufgaben für ähnliche Entwürfe reduziert werden, was die Effizienz erhöht.
Darüber hinaus besteht bei papierbasierten Plänen die Gefahr, dass sie reißen und die Tinte verblasst, während CAD-Softwares frei von solchen Risiken sind. Da sie leicht zu verwalten sind, können sie sofort mit Personen geteilt werden, die räumlich weit entfernt sind, z. B. per E-Mail.
Es gibt zwei Arten von CAD-Softwares: 2D-CAD und 3D-CAD.
Bei 2D-CAD-Softwares wird ein Computer verwendet, um das Äquivalent zu herkömmlichen Papierzeichnungen zu erstellen - Vorder-, Grund- und Seitenansichten auf der Grundlage der Trigonometrie. Die Zeichnungen selbst unterscheiden sich nicht von denen aus der Zeit der Handzeichnungen, aber das Entwerfen am Computer hat die Arbeitseffizienz dramatisch verbessert.
Dreidimensionale CAD-Softwares entwerfen und erstellen Zeichnungen in drei Dimensionen. Es kann von jedem Standpunkt aus als dreidimensionale Zeichnung betrachtet werden und hat den Vorteil, dass die Form selbst komplexer Entwürfe leicht zu erfassen ist.
Es gibt zwei Methoden für die Konstruktion mit 3D-CAD-Softwares: die direkte Modellierungsmethode, bei der die Forminformationen des dreidimensionalen Objekts direkt geändert werden und die parametrische Methode, bei der das dreidimensionale Modell durch Angabe von Parametern wie Abmessungen und Randbedingungen konstruiert wird.
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