Was ist CAD-Design?
CAD steht für Computer-Aided Design und bezeichnet den Einsatz von Software zur Erstellung, Analyse und Optimierung von technischen Zeichnungen und 3D-Modellen. Ob Maschinenbau, Architektur oder Produktentwicklung, CAD bildet die Grundlage nahezu jeder modernen Konstruktion.
2D vs. 3D CAD
2D-Konstruktion
Klassische technische Zeichnungen in der Draufsicht, Seitenansicht und Schnittdarstellung. Wird heute vor allem für Fertigungszeichnungen und Dokumentation eingesetzt.
3D-Modellierung
Das Bauteil wird als vollständiges räumliches Modell erstellt. Dadurch können Kollisionen geprüft, Volumen berechnet und direkt Fertigungsdaten für den 3D-Druck erzeugt werden.
Gängige CAD-Software
Für Einsteiger
- Fusion 360: Cloud-basiert, kostenlos für Privatnutzer und Startups. Ideal für den Einstieg in parametrisches Design.
- Tinkercad: Browserbasiert und intuitiv. Perfekt für erste Gehversuche und einfache Modelle.
- FreeCAD: Open-Source-Alternative mit wachsender Community.
Für Profis
- SolidWorks: Branchenstandard im Maschinenbau mit leistungsfähiger Baugruppenumgebung.
- Inventor: Autodesk-Lösung für mechanische Konstruktion und Simulation.
- CATIA: Highend-Software für Automobil- und Luftfahrtindustrie.
- Siemens NX: Integrierte Lösung für CAD, CAM und CAE.
Wichtige Techniken im CAD-Design
Parametrisches Modellieren
Jedes Maß und jede Beziehung wird als Parameter definiert. Ändern Sie einen Wert, passt sich das gesamte Modell automatisch an. Das macht Iterationen schnell und fehlerfrei.
Freiformflächen
Für organische Formen und ergonomische Gehäuse sind Spline-basierte Flächenmodelle unverzichtbar. Hier kommen Werkzeuge wie Loft, Sweep und Boundary-Flächen zum Einsatz.
Baugruppenmodellierung
Mehrere Einzelteile werden in einer Baugruppe zusammengeführt. So lassen sich Passungen prüfen, Bewegungsabläufe simulieren und Stücklisten automatisch generieren.
Best Practices
- Fertigungsgerecht konstruieren: Denken Sie schon beim Design an das Fertigungsverfahren. Für 3D-Druck gelten andere Regeln als für Spritzguss.
- Bemaßung und Toleranzen: Definieren Sie kritische Maße frühzeitig und dokumentieren Sie Toleranzanforderungen.
- Versionierung: Speichern Sie regelmäßig Zwischenstände und nutzen Sie eine nachvollziehbare Benennungsstruktur.
- Feature-Reihenfolge: Bauen Sie den Modellbaum logisch auf, von der Grundform zum Detail.
- Materialeigenschaften: Hinterlegen Sie Materialdaten für korrekte Massenberechnungen und Simulationen.
CAD für den 3D-Druck
Beim Export für den 3D-Druck gilt es einige Punkte zu beachten:
- Wasserdichte Modelle: Keine offenen Kanten oder sich überlappende Flächen
- Wandstärken: Mindestens 1,2 mm für FDM, 0,8 mm für SLA
- Stützstrukturen: Überhänge über 45 Grad einplanen
- Dateiformate: STL, 3MF oder STEP für den Austausch mit dem Druckdienstleister
Fazit
CAD-Design ist die Grundlage für erfolgreiche Produktentwicklung und additive Fertigung. Wer die richtigen Werkzeuge kennt und Best Practices anwendet, spart Zeit, reduziert Fehler und bringt bessere Produkte schneller auf den Markt.
