3D modelling

Eine komplette Übersicht über 2D und 3D CAD-Programme mit kostenlosen Downloads, um direkt mit dem passenden Programm zu starten

Die meisten produzierenden Unternehmen verwenden heutzutage ein CAD-Programm. Dieses dient zur Entwicklung neuer Produkte oder gar zum Entwurf kompletter Produktionsanlagen und -hallen. Für viele Unternehmen stellt sich daher über kurz oder lang die Frage, welches CAD-Programm für die anfallenden Aufgaben und Herausforderungen am besten geeignet ist.

CAD programs are used by almost all companies that need to plan a product, a building or a plant as well as create the corresponding documentation. These programmes are used both for designing new products and for detailed planning of complete production facilities and factories. Since a company often has to master various challenges with a CAD program, the question always arises as to which CAD program is best suited for the tasks at hand. Therefore, here is a complete overview of what CAD programs actually are, what types of CAD programs exist and what they can be used for.

CAD programs download

CAD Programme – Eine kurze Einführung

CAD-Programme gibt es in vielen Variationen, wobei zunächst grundsätzlich zwischen 2D- und 3D- CAD-Programmen unterschieden wird. Weitere Unterscheidungskriterien ergeben sich durch die enthaltenen Funktionen und die Arbeitsweise der Software. Dabei richten sich die Funktionen an der Art der Planung aus, die mit dieser CAD-Software durchgeführt werden soll. Bei der Arbeitsweise unterscheiden sich die Programme in der Strukturierung der Planung und deren entsprechender Speicherung.

Was ist ein CAD-Programm?

Die Abkürzung CAD (engl. computer-aided design) steht für computergestützte Konstruktion. Dabei werden mit einem Computer und einem passenden CAD-Programm konstruktive Aufgaben durchgeführt. Diese Programme dienen meist zum Entwurf sowie zur Planung eines Produkts. Der Anwender erzeugt damit eine Konstruktionszeichnung (2D CAD) oder ein Modell (3D CAD). Generell werden diese dann zur Herstellung des jeweiligen Produkts, wie beispielsweise einer Maschine, eines Roboters oder eines Autos, verwendet.

Wer nutzt CAD-Programme?

CAD-Programme werden überwiegend von Unternehmen aus den Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus, der Produktentwicklung und -fertigung, der Architektur, der Konsumgüter, des Fußbekleidungs- und Schuh-Designs, der Industrieausrüstung, der Konstruktionsautomatisierung, der Automobil- und Zulieferindustrie sowie der öffentlichen Versorgungsunternehmen genutzt. Dabei sind die Anwender hauptsächlich Ingenieure, Architekten, Bauzeichner, Konstrukteure sowie Technische Zeichner.

Wer nutzt CAD-Programme?

Wofür wird ein CAD-Programm genutzt?

Ein CAD-Programm wird zur Erzeugung und Anpassung von 3D-Modellen oder 2D-Zeichnungen genutzt. Diese Tätigkeiten fallen typischerweise während des Konstruktionsprozesses an, wobei die Modelle oder Zeichnungen das jeweilige Produkt sowie einzelne Bauteile maßstabsgetreu abbilden. Die erzeugten Modelle und Zeichnungen werden dann im weiteren Prozess z.B. durch Simulations-Software analysiert und anschließend für die direkte Produktion einzelner Bauteile verwendet.

Ein CAD-Programm verfügt über unterschiedliche Module oder Funktionsblöcke, mit denen sich sehr individuelle sowie spezielle Aufgaben lösen lassen. Dazu gehören zum Beispiel auch Aufgaben aus den Bereichen der Konstruktionsanalyse, Berechnung, Simulation, 3D-Druck oder der Fertigung (z.B. CNC oder Waterjet).

Was sind die Vorteile eines CAD-Programms?

Der große Vorteil bei der Verwendung eines CAD-Programms sind die akkurat und einheitlich aussehenden Grafiken, die durch die normgerecht und maßstabsgetreu erstellten Zeichnungen entstehen. Änderungen sind dabei schnell und einfach durchführbar und eine perspektivische Darstellung oder verschiedene Ansichten sind einfach zu erzeugen. Durch heranzoomen großer Bauteile können selbst Details eines Produktes korrekt und effektiv eingeplant werden.

CAD-Programme im Überblick

CAD-Programme können grundsätzlich in drei Kategorien aufgeteilt werden. Dies sind 2D-Konstruktion, 3D-Modellierung und 3D-Anlagenbau.

Programs for creating two-dimensional CAD drawings and detailing them with dimensions, tables, images or notes. Can be extended by industry-specific modules.

Programs to create three-dimensional CAD models, allowing better optimisation of components through different simulations or easier export for different manufacturing methods.

CAD programs for creating very large three-dimensional plans for factory planning and plant construction, in which the CAD models are linked to form complete plants.

2D CAD-Programme (2D-Konstruktion)

Mit den 2D CAD-Programmen erfolgt eine Konstruktion in Form von 2D-Geometrien. Für detaillierte Ansichten eines Bauteils werden Ansichten aus unterschiedlichen Perspektiven erzeugt. Eine typische 2D-Zeichnung enthält in der Regel Vorderansicht, Draufsicht und Seitenansicht des Entwurfs und kann auch Schnittansichten enthalten, um die inneren Merkmale des Entwurfs zu veranschaulichen. Durch Schnittdarstellungen können die einzelnen Bauteile im Querschnitt dargestellt werden. Die Zeichnung wird unter Verwendung verschiedener Linienstile in Übereinstimmung mit internationalen Zeichnungsstandards erstellt. Zum Beispiel dicke Linien für Bauteilumrisse, dünne Linien für interne Details, eine Strichpunktlinie für als Mittellinie und gestrichelte Linien für versteckte Details.

Damit die Zeichnung für Fertigungszwecke verwendet werden kann, enthält die Zeichnung auch detaillierte Abmessungen, einschließlich Fertigungstoleranzen. Es können auch Textnotizen hinzugefügt werden, um den Entwurf vollständig zu definieren. Wenn die Zeichnung eine Baugruppe darstellt, enthält sie in der Regel auch eine Tabelle mit den Teilen, die für die Herstellung der Baugruppe benötigt werden. Für große Entwürfe kann mehr als eine Zeichnung erforderlich sein, um sie vollständig zu definieren.

Die heutigen 2D CAD-Programme besitzen häufig die Möglichkeit, einzelne 2D-Zeichnungen zu parametrisieren. Damit können beispielsweise komplette CAD-Zeichnungen nur durch das Anpassen einzelner Bemaßungen automatisch angepasst werden. Dafür muss jedoch eine Vorlage-Zeichnung mit den entsprechenden Parametern anstatt der Bemaßungen erzeugt werden.

Der-Maßstab-einer-technischen-Zeichnung-ist-entscheidend
2D CAD-Programme

CAD-Zeichnungen werden in Form von Dateien abgespeichert, wobei diese vom Speicherverbrauch her gesehen recht kompakt ausfallen und zwischen wenigen Kilobyte bis hin zu mehreren Megabyte groß werden können. Die beiden gängigsten Austauschformate zwischen den einzelnen CAD-Programmen sind die Formate DWG und DXF, wobei jedes CAD Programm meist ein eigenes natives Format mitbringt. Zusätzlich bieten 2D-Konstruktionszeichnungen den Vorteil, dass sie auf Papier ausgedruckt oder geplottet werden können.

Einer der größten Pluspunkte eines 2D CAD-Programmes gegenüber 3D CAD Programmen ist die hohe Performance. 2D-Konstruktionszeichnungen können auch bei einem sehr hohen Detaillierungsgrad typischerweise sehr performant verarbeitet werden, wogegen 3D CAD Programme viel Speicherplatz und eine hohe Performance benötigen. Dementsprechend müssen auch die für die 2D Konstruktion genutzten Computer keine hohen Anforderungen erfüllen.

Kostenloses 2D CAD-Programm

Das kostenlos verfügbare 2D CAD-Programm M4 PERSONAL beinhaltet eine umfangreiche Palette an CAD-Funktionen. Diese Software ist für den privaten Einsatz kostenlos. Sollte der Wunsch bestehen, die erzeugten CAD-Zeichnungen dennoch kommerziell zu nutzen, so können diese durch einen Online-Service in die gängigen Formate DXF oder PDF konvertiert und damit auch für eine kommerzielle Nutzung freigeschaltet werden. Für den schnellen Einstieg in dieses CAD-Programm stehen Video-Tutorials zur Verfügung.

2D CAD-Programm für Unternehmen

Unternehmen nutzen CAD-Programme mit einem höheren Umfang an Automatisierung. Diese Systeme sollen auch die notwendige Flexibilität mitbringen und sich der individuellen Systeminfrastruktur anpassen. Das 2D CAD-Programm M4 DRAFTING ist ein intelligentes CAD-System und verfügt über eine umfangreiche Palette an Funktionen und Modulen. Zusätzlich bekommen M4 DRAFTING Kunden einen Zugang zu einem umfassenden Service, einer deutschsprachigen Hotline und profitieren von umfangreichen Schulungsangeboten.

3D CAD-Programme (3D-Modellierung)

Mit 3D CAD-Programmen erfolgt eine Konstruktion auf Basis von dreidimensionalen Objekten oder Modellen. Diese werden mit Hilfe einzelner Funktionen in die passende Form und Größe gebracht. Die maßstabsgetreue Modellierung der Bauteile bietet eine realitätsnahe Darstellung des einzelnen Bauteiles. Eines der größten Vorteile von 3D CAD-Programmen ist, dass auch Anwender aus nicht technischen Bereichen sich Bauteile oder zukünftige Projekte sehr viel realitätsnäher vorstellen können als auf einem herkömmlichen 2D-Plan, der nur eine Ansicht des Bauteils darstellt.

Wie bei der 2D-Konstruktion, kommen bei der Detaillierung innerhalb der 3D-Modellierung auch Bemaßungen oder Notizen zum Einsatz, um die Größe des Modells sichtbar darzustellen. Natürlich stehen darüber hinaus viele weitere Funktionen zur Verfügung, mit denen sich die Modelle beispielsweise realitätsgetreu rendern lassen. Hier existieren für nahezu jeden Bereich der Konstruktion passende Module oder Erweiterungen.

Neben der sogenannten direkten Modellierung, bei der die Modelle manuell erzeugt und auch angepasst werden, gibt es auch CAD-Programme, die eine parametrische Modellierung ermöglichen. Diese durch die Eingabe von numerischen Werten geprägte Darstellung bietet den Vorteil, dass durch einfaches Verändern einzelner Bemaßungen Anpassungen am Modell einfach und direkt vorgenommen werden können.

3D modelling
3D Pumpe aus einem CAD Programm

Die 3D-Konstruktionsdaten werden von 3D CAD-Programmen in Form einzelner Dateien gespeichert. Diese Dateien können je nach Detaillierungsgrad sehr groß ausfallen, wobei der verbrauchte Speicher zwischen mehreren Megabyte und mehreren Terabyte liegen kann. Um den Speicherplatz zu entlasten, sind viele CAD-Programme dazu übergegangen, die Modelle in Form von Baugruppen zu speichern. Dabei werden die einzelnen Bauteile als einzelne kleinere Modelle abgelegt. Für die Konstruktion wird dann die gesamte Baugruppe geöffnet, in der dann die einzelnen Modelle referenziert sind und entsprechend durch das CAD-Programm an die passende Stelle geladen werden.

Die Performance spielt bei der Verarbeitung von 3D-Modellen eine sehr große Rolle. Denn hochauflösende und detaillierte Modelle, die noch dazu aus sehr vielen Bauteilen bestehen, benötigen eine hohe Rechenkapazität und entsprechende 3D-Grafikperformance. Aus diesem Grund wird oft sehr performante Hardware benötigt. Und auch wenn die 3D-Modelle durch die Verwendung von Baugruppen effektiver gehandhabt werden können, so entstehen beim Datenaustausch oft Performanceprobleme, da Baugruppen dann beispielsweise wieder als ein einzelnes STEP 3D-Modell ausgegeben werden.

Top 3D CAD-Programm testen

Das 3D CAD-Programm Creo Parametric von PTC bietet bereits in der Basisversion eine umfangreiche Funktionspalette. Diese Software unterstützt die parametrische und die direkte Modellierung. Auch bietet die Software eine umfangreiche Palette an Zusatzmodulen, mit denen sich nahezu jeder Bereich der Konstruktion, Simulation oder Fertigung abdecken lässt. Zum Testen der 3D CAD-Software Creo Parametric steht eine kostenlose Testversion zur Verfügung.

3D Anlagenbau-Programme (3D-Anlagenbau)

With 3D plant design systems, designs are also based on 3D component models, but unlike classic 3D CAD systems, the 3D models are not modelled directly, but are instead referenced by very large 3D designs of entire plants and factories. Most of the design work is achieved using pre-defined catalogues supplied with the system. These catalogues contain many standards-based components for plant design and factory layout applications. The catalogues are also parametric, i.e. the component model is automatically generated during loading at the required size.

3D Anlagenbau Programme
3D Factory Layout Software

In addition to 3D design, these systems also support 2D-based layout. This is because the layout of plants or factories is often performed in 2D CAD for the performance reasons already mentioned. In a 3D plant design system, the 2D layout can still be prepared in the usual way, but the system then takes information from the 2D layout and uses it to automatically load associated 3D components into the 3D design. This means that users benefit from the advantages of fast, high-performance 2D layout, and at the same time, enjoy all the advantages of 3D modelling.

Auch 3D Anlagenbau-Programme bieten eine volle Palette an Detaillierungsfunktionen. Diese konzentrieren sich stark darauf, die Informationen in der Planung zum Beispiel durch Attribute weiter zu detaillieren. Dadurch kann das System die Daten fertigungsgerecht aufarbeiten und dann in Form von Stücklisten oder 2D-Zeichnungsableitungen exportieren. Der große Vorteil hierbei ist, dass dabei auch spezielle Dokumente, wie Rohrleitungsisometrien oder Rohrbiegetabellen, mit erzeugt werden können.

Im Vergleich zu den anderen Systemen speichern 3D Anlagenbausysteme die Planung als eine Projektdatenbank und nicht in Form eines Modells oder einer Baugruppe. Diese Projektdatenbank wird typischerweise vom System selber verwaltet und kann beispielsweise einfach die Form eines Dateiordners auf einem Speicher-Laufwerk haben, in dem dann alle zum Projekt zugehörigen Daten gespeichert werden. Der Vorteil liegt hier in einer sehr hohen Performance, die eine solche Architektur bietet. So kann die Planung ohne die Größeneinschränkungen eines Modells oder einer Baugruppe erfolgen und somit auch durchgängig größenunabhängig durchgeführt werden. Werden 3D-Modelle aus anderen CAD-Systemen in der Planung verwendet, so sind diese nur eine Referenz in der Datenbank. Zusätzlich werden die eingeplanten Katalogkomponenten nicht als tatsächliche 3D-Modelle eingeladen, sondern in Echtzeit vom System auf Basis der in der Datenbank gespeicherten Informationen in 3D angezeigt.

3D Anlagenbau Programm

Performance is of great importance in a 3D plant design system. To facilitate this, this type of CAD program provides specialised functionality to enable large designs to be produced efficiently. This starts with the architecture mentioned above. When a project is opened, the system does not directly load everything and display it on the screen. Instead, the user proactively decides what they want to work on. A zone, an assembly or a specific system can be selected and displayed in detail, rather than having the entire design always displayed. If the user wants to increase the performance level even more, individual models can be simplified during loading, or the models can be displayed using a lower level of detail.

3D CAD-Programm für Anlagenbau und Fabrikplanung

Das 3D Anlagenbau-Programm M4 PLANT bietet eine umfangreiche Funktionspalette für eine größenunabhängige Planung. Die Software bietet Pakete für den Anlagenbau, den Rohrleitungsbau oder die Fabrikplanung. Damit lässt sich eine Anlage oder Fabrik sehr schnell planen. Dabei bleibt die Qualität der Planung durch die enthaltene Kollisionsprüfung oder die umfangreichen Stücklisten stets bewahrt. Zusätzlich bietet die Software umfangreiche Export- sowie Visualisierungsmöglichkeiten.

FAQ – Häufig gestellte Fragen zum Thema CAD-Programm

What is a CAD program?

The abbreviation CAD stands for Computer-Aided Design. Design tasks are performed using a computer and a suitable CAD program. CAD programs are used to design products such as machinery, robots, and cars. Depending on the type of CAD software used, technical drawings (2D CAD) or 3D models (3D CAD) are produced, which are then used for product manufacturing.

Who uses CAD programs?

CAD programs are used by companies in a wide range of industries such as mechanical and process plant engineering, product development and manufacturing, architecture and construction, consumer goods, footwear and shoe design, industrial equipment, and the automotive sector and public utilities. The main users of the software are architects, designers, detail draughtsmen and engineers.

Was sind die Vorteile eines CAD-Programms?

Der große Vorteil bei der Verwendung eines CAD-Programms sind die akkurat und einheitlich aussehenden Grafiken, die durch die normgerecht und maßstabsgetreu erstellten Zeichnungen entstehen. Änderungen sind dabei schnell und einfach durchführbar und eine perspektivische Darstellung oder verschiedene Ansichten sind einfach zu erzeugen. Durch heranzoomen großer Bauteile können selbst Details eines Produktes korrekt und effektiv eingeplant werden.

What is a CAD program used for?

A CAD program is used during the design of a product to create and edit 2D drawings or 3D models that accurately depict the product and its constituent components. The generated models and drawings are then used to support later tasks, such as analysis e.g. using simulation software, and subsequently for the manufacture and assembly of the individual components.

Is there a free CAD programme?

The free CAD programme M4 PERSONAL is a powerful product that offers the full range of CAD functions for private and non-commercial use (e.g. for educational purposes at schools and for hobby designers).

Fazit:

CAD-Programme bringen für Unternehmen und Anwender beträchtliche Vorteile mit sich. Für den Anwender bedeutet das erhebliche Zeitersparnis bei Änderungen oder auch bei Wiederholteilen. Obwohl die Effektivität eines CAD-Programms stark von der jeweiligen Aufgabenstellung abhängt, haben sie sich vor allem bei komplexen Projekten immer wieder bewährt.