Digitale Konstruktion

Wofür steht CAD?

Computer-Aided Design

CAD steht für Computer-Aided Design und bezeichnet das Konstruieren am Rechner, bei dem Geometrie als exaktes, maßhaltiges Modell entsteht, aus dem sich Zeichnungen, Stücklisten und Fertigungsdaten ableiten lassen.

Sobald ein Bauteil gefertigt, ausgeschrieben oder bestellt werden soll, hängt am CAD-Modell alles Weitere: die Zeichnung, die Stückliste und die Daten für die Maschine.

KI-generiertDieses Bild wurde mit KI erzeugt · Yves Hoppe / KI / cmt

Steht für: Computer-Aided Design
Typisch bei: Maschinenbau, Architektur, Elektrotechnik
Ergebnis: Maßhaltiges Modell mit ableitbarer Zeichnung
Verwechselt mit: CAM, also der Fertigungsvorbereitung

Zeichnung und Modell

In der 2D-Welt zeichnest du Linien, Bögen und Schraffuren auf Layer und bemaßt sie. Das Ergebnis ist eine Zeichnung, die genau das aussagt, was darauf steht. Für Gebäudegrundrisse, Schaltpläne und Anlagenaufstellungen ist das bis heute ein völlig ausreichender Weg.

Im 3D-Modell entsteht dagegen der Gegenstand selbst, und die Zeichnung wird daraus abgeleitet. Vorherrschend ist die parametrische Arbeitsweise: Eine bemaßte Skizze wird zu einem Volumen aufgezogen, danach kommen Bohrungen, Fasen und Rundungen als weitere Konstruktionselemente dazu. Alles landet in einer Historie, die sich jederzeit an einer früheren Stelle ändern lässt.

Daneben steht das direkte Modellieren, bei dem du Flächen und Kanten unmittelbar verschiebst, ohne Historie. Das ist schneller bei fremden Daten ohne Konstruktionsgeschichte, etwa bei importierten Zulieferteilen, verliert aber die Nachvollziehbarkeit.

Welche Programmfamilien es gibt

Im Maschinenbau und in der Produktentwicklung sind Autodesk Inventor, PTC Creo, SolidWorks, Siemens NX und CATIA verbreitet. Alle bringen Baugruppenlogik, Blechabwicklung, Schweißkonstruktion und eine Anbindung an Berechnung und Fertigung mit.

Im Bauwesen arbeiten Büros mit Revit, Archicad oder Allplan, die Bauteile wie Wand, Decke und Fenster als eigene Objekte kennen. Daneben stehen AutoCAD und BricsCAD, die sich universell für 2D und einfaches 3D eignen und über das DWG-Format eng miteinander verbunden sind.

Zwischen den Welten wandern Daten über Austauschformate: DWG und DXF für Zeichnungen, STEP und IGES für Volumen- und Flächengeometrie, IFC für Gebäudemodelle, STL für den 3D-Druck. Jedes dieser Formate lässt etwas weg, meist die Konstruktionshistorie, weshalb ein importiertes Teil selten so änderbar ist wie ein selbst gebautes.

Was sich im Betrieb dadurch ändert

Der eigentliche Gewinn liegt nicht im schnelleren Zeichnen, sondern in der Wiederverwendung. Normteile aus dem Katalog, Vorlagen mit den Layern und Stilen der Firmennorm, geprüfte Baugruppen als Ausgangspunkt für die nächste Variante. Wo das fehlt, dauert die zweite Konstruktion genauso lang wie die erste.

Dazu kommt die Verwaltung der Dateien. CAD-Daten verweisen aufeinander, Baugruppe auf Bauteil, Zeichnung auf Modell, Plan auf Referenzzeichnung. Diese Verweise überleben es nicht, wenn jemand im Dateimanager aufräumt. Größere Häuser setzen deshalb ein PDM-System davor, das Versionsstände und Freigaben führt.

Und schließlich braucht es Regeln für Benennung und Layer. Das klingt nach Bürokratie, entscheidet aber darüber, ob sich ein Plan aus einem anderen Büro in zehn Minuten oder in zwei Stunden einarbeiten lässt.

KI-generiertDieses Bild wurde mit KI erzeugt · Yves Hoppe / KI / cmt

Nicht verwechseln

CAD und was oft damit gleichgesetzt wird

CAD gegen CAM

CAM setzt hinter dem Modell an und erzeugt daraus die Werkzeugwege für Fräsen, Drehen oder Schneiden, inklusive des Programms für die Maschinensteuerung. Die Geometrie kommt aus dem CAD, die Fertigungsstrategie entsteht im CAM.

CAD gegen CAE

CAE fasst die Berechnungsverfahren zusammen, etwa Festigkeits-, Strömungs- oder Temperatursimulationen. Auch sie setzen auf dem CAD-Modell auf, beantworten aber die Frage, ob ein Bauteil hält, und nicht, wie es aussieht.

CAD gegen BIM

BIM ist keine Software, sondern eine Methode für das Bauwesen, bei der Modelle mit Daten angereichert und zwischen den Fachplanungen ausgetauscht werden. CAD-Programme sind das Werkzeug darin.

KI-generiertDieses Bild wurde mit KI erzeugt · Yves Hoppe / KI / cmt

In der Praxis

Der Ärger fängt selten im Modell an, sondern beim Weitergeben

Die Konstruktion selbst ist meist der ruhige Teil. Kritisch wird es, wenn das Modell das Haus verlässt: Der Lieferant arbeitet mit einem anderen System, du exportierst nach STEP, und damit ist die gesamte Konstruktionshistorie weg. Zurück kommt eine geänderte Datei, die niemand mehr über Parameter anpassen kann, sondern nur noch als starre Geometrie.

Die zweite Dauerbaustelle ist die Zeichnungsableitung. Am Modell ändert jemand eine Bohrung, die Ansicht zieht die Geometrie zwar nach, aber die von Hand gesetzten Maße, Toleranzen und Hinweise hängen an Kanten, die es plötzlich nicht mehr gibt. Wer die Zeichnung nach einer Modelländerung nicht komplett durchsieht, schickt eine Bemaßung in die Fertigung, die nicht mehr zum Bauteil passt.

Und dann die Ablage: Sobald Bauteile über Netzlaufwerke kopiert statt verwaltet werden, existiert dieselbe Bauteilnummer zweimal mit unterschiedlichem Inhalt. Deshalb hängt an CAD in Betrieben ab einer gewissen Größe fast immer eine Datenverwaltung, die Versionsstände und Freigaben führt.

CAD lernen

Welches Programm zur eigenen Branche passt und wie ein Einstieg aussieht, ordnen die Trainings rund um CAD und Konstruktion nach Anwendungsgebiet.

Kurse, die CAD behandeln

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen DWG und DXF?

DWG ist das eigene Dateiformat von AutoCAD und speichert alles, was das Programm kennt. DXF ist das offengelegte Austauschformat derselben Herkunft und dafür gedacht, dass andere Programme die Zeichnung einlesen können. Beim Weg über DXF gehen deshalb regelmäßig Sonderobjekte verloren.

Welches CAD-Programm sollte ich lernen?

Das entscheiden die Branche und die Lieferkette, nicht der Funktionsumfang. Wer für die Automobilzulieferung arbeitet, trifft auf andere Formate als ein Planungsbüro oder ein Sondermaschinenbauer. Die Konzepte hinter Skizze, Konstruktionselement und Baugruppe sind ohnehin übertragbar, der Umstieg fällt danach leicht.

Ist reines 2D-Zeichnen heute noch zeitgemäß?

In vielen Bereichen ja. Elektroplanung, Anlagenlayouts, Aufmaße und Umbaupläne im Bestand kommen mit 2D aus und wären in 3D langsamer. Sobald aber Varianten, Kollisionen oder Fertigungsdaten ins Spiel kommen, spielt das Modell seine Stärken aus.

Persönlich für dich da