Was ist 3D CAD Software?

11 Min.
5. Dez. 2021
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Die Entwicklung des computerunterstützten Designs

Mit der computergestützten Konstruktion (CAD) wurde eine wesentlich effizientere und genauere Methode zur Erstellung technischer Zeichnungen und Abbildungen von Fertigungsteilen eingeführt. Vor CAD wurden Zeichnungen manuell mit Bleistift, Papier und verschiedenen Handwerkszeugen wie Bleistift, Papier, Zollstöcken, T-Quadraten, Zirkeln und Winkelmessern erstellt. Dieser Prozess war zeitaufwändig, mühsam und fehleranfällig, da alle Berechnungen ebenfalls manuell durchgeführt wurden. CAD automatisierte die mathematischen Berechnungen und stellte dem Konstrukteur verschiedene Werkzeuge und Softwareanwendungen zur Verfügung, um die Effizienz und Genauigkeit während des Konstruktionsprozesses zu erhöhen.

Die ersten Arten von CAD Software wurden in den frühen 1960er Jahren eingeführt und waren rein zweidimensionale Programme. Das bedeutete, dass jeweils nur zwei Dimensionen dargestellt werden konnten, z. B. Länge und Höhe auf einer flachen Oberfläche ohne Tiefe. Dies machte es für Designer oder andere Beteiligte schwierig, das Endprodukt vollständig zu visualisieren, was die Möglichkeit einer Fehlkommunikation des Designs eröffnete. Aus diesem Grund erforderte der 2D-Konstruktionsprozess mehrere Zeichnungen, z. B. Grundrisse, Schnitte, Aufrisse und Detailzeichnungen, um alle Dimensionsinformationen darzustellen, die zur vollständigen Veranschaulichung eines Objekts erforderlich waren. Wenn Konstruktionsänderungen erforderlich waren, mussten alle erstellten Einzelzeichnungen geändert werden.

Ende der 1960er Jahre hatte sich CAD weiterentwickelt und dreidimensionale Softwareplattformen waren eine Option. 3D CAD ermöglichte es dem Konstrukteur, ein virtuelles Modell des zu fertigenden Teils oder der Baugruppe zu erstellen, in dem alle drei Dimensionen dargestellt waren: Länge, Höhe und Tiefe.

Einschränkungen von 2D-CAD

Erhöhte Zeichnungs- und Prüfzeit

Da 2D-CAD mehrere Ansichten und Zeichnungen benötigt, um die Komplexität eines Bauteildesigns vollständig darzustellen, berücksichtigt es nicht die Montage und Passung. All diese einzelnen Zeichnungen müssen einzeln überprüft werden, was die Möglichkeit von Fehlern während des Prozesses erhöht. Wenn der Überprüfungsprozess zeigt, dass Designänderungen oder Überarbeitungen erforderlich sind, müssen die meisten, wenn nicht alle Zeichnungssätze überarbeitet und erneut eingereicht werden, und der Überprüfungsprozess beginnt von vorn.

Schwer zu visualisieren

Die vielen Ansichten und Zeichnungen, die bei der Verwendung von 2D-CAD erforderlich sind, können es erschweren, die dimensionalen Eigenschaften komplexer Bauteile vollständig zu definieren. Dies erhöht das Risiko von Fehlinterpretationen und erschwert es den Designern und anderen Beteiligten, sich das Endprodukt vollständig vorzustellen oder zu verstehen, wie andere Komponenten innerhalb des Designs miteinander interagieren werden.

Verlängerter Design-Zyklus

Da 2D-Ansichten und Zeichnungen die Form, Passung und Funktion eines Teils und dessen Wechselwirkung mit anderen Teilen im Design nicht vollständig bewerten können, sind mehr Prototypen erforderlich, um ein Design vollständig zu überprüfen. Dies bedeutet, dass erforderliche Änderungen viel später im Designprozess erkannt werden, was den Produktentwurfszyklus erheblich verlängern sowie Kosten und Markteinführungszeit erhöhen kann.
Ein Modell eines Getriebes

Was macht 3D CAD anders?

3D CAD ermöglicht es Designern, realistische, vollständig definierte virtuelle Modelle von Teilen und Baugruppen zu erstellen. Bei diesem Modellierungsprozess werden tatsächlich 3D Formen erstellt und nicht nur dreidimensionale Informationen in Form von mehreren 2D-Ansichten und Zeichnungen dargestellt. Das Modell kann dann gedreht und aus jedem beliebigen Winkel betrachtet werden, um eine klare Visualisierung des Entwurfs zu erhalten. Sie können das Modell sogar im Schnitt betrachten, um zu sehen, wie es im Inneren aussieht.

3D CAD Modellen können alle Eigenschaften zugewiesen werden, die auch das tatsächliche physische Objekt haben würde, z. B. Material, Gewicht, Größe, optische Eigenschaften, physikalische Eigenschaften usw. Auf diese Weise können die Designer sehen, wie das Teil oder die Baugruppe in der realen Welt aussehen und sich verhalten wird, noch bevor es gebaut wird. Sowohl das Konstruktionsteam als auch die dem Prozess nachgeschalteten Hersteller können sehen, wie die Teile in die Baugruppenstruktur passen, bevor irgendetwas gebaut wird, um sicherzustellen, dass das Produkt herstellbar ist und mit den umgebenden Teilen funktioniert. Die Visualisierung, die dieser Prozess bietet, ermöglicht es den Konstrukteuren, Form, Passform und Funktion genau und schnell visuell zu bewerten, was die Erstellung von Prototypen erheblich minimiert und die Zeit bis zur Markteinführung verkürzt.

Bei der Verwendung von 3D CAD ist es nicht mehr notwendig, mehrere Ansichten und Zeichnungen neu zu zeichnen, um ein Teil vollständig zu definieren oder darzustellen. Da das Modell selbst vollständig definiert ist, müssen Sie das Modell nur in den benötigten Ansichten bearbeiten, und die Software hilft bei der automatischen Erstellung der Zeichnung mit den entsprechenden Abmessungen. Wenn Änderungen erforderlich sind, muss nur das Modell überarbeitet werden, und dann können die Zeichnungen automatisch aktualisiert werden, anstatt jede einzelne Zeichnung manuell aktualisieren zu müssen, was Zeit und Geld spart.

Insgesamt bedeutet 3D CAD höhere Einnahmen durch einen schnelleren Produktdesign-Lebenszyklus. Das bedeutet auch qualitativ hochwertigere Produkte und geringere Kosten sowie mehr Zeit für die Konstrukteure, die nicht mehr den Großteil ihrer Zeit mit der Erstellung und Überarbeitung von Zeichnungen verbringen müssen.

Kosten für CAD-Software

Die Kosten für die Software CAD können sehr unterschiedlich sein. Einige Programme werden kostenlos angeboten, andere können Zehntausende von Dollar kosten. Die teurere Software verfügt in der Regel über fortschrittlichere Funktionen und Werkzeuge und eignet sich daher eher für Unternehmen und Designer, die viel CAD Erfahrung haben oder häufig komplexe Produkte entwerfen. Einfache Versionen mit einem einzigen Zweck, wie z. B. mobile 2D-Apps für die Innenarchitektur, kosten wahrscheinlich nur wenig oder gar nichts.

Versuchen Sie, die CAD Funktionen einzugrenzen, die für Ihren Bedarf am wichtigsten sind. Auf diese Weise können Sie vermeiden, zu viel Geld für ein Programm auszugeben, das mehr Funktionen hat, die Sie wahrscheinlich nicht nutzen werden, und das außerdem leichter zu erlernen ist.

Ein weiterer Aspekt der Preise von CAD ist die Frage, ob Sie einmalig für eine Lizenz oder in regelmäßigen Abständen für ein Abonnement zahlen müssen. Abonnements können einige Vorteile haben, haben aber den Nachteil, dass Sie jeden Monat unbefristet zahlen müssen, und erfordern in der Regel auch, dass Sie Ihre Daten an bestimmten Orten aufbewahren, die für Ihr Unternehmen möglicherweise nicht ideal sind.

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