CAD Programme: Komplette Übersicht und kostenlose Downloads
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-Programme werden von nahezu allen Unternehmen verwendet, die ein Produkt, ein Gebäude oder eine Anlage planen sowie eine entsprechende Dokumentation erstellen müssen. Diese Programme dienen sowohl zum Entwurf neuer Produkte als auch zur detaillierten Planung kompletter Produktionsanlagen und Fabriken. Da ein Unternehmen oft verschiedene Herausforderungen mit einem CAD-Programm zu meistern hat, stellt sich stets die Frage, welches CAD-Programm für die anfallenden Aufgaben am besten geeignet ist. Daher gibt es hier einen kompletten Überblick darüber, was CAD-Programme eigentlich sind, welche Arten von CAD-Programmen existieren und wofür diese eingesetzt werden können.
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.
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.
2D CAD-Programme
3D CAD-Programme
3D Anlagenbau-Programme
CAD-Programme zur Erstellung von sehr großen dreidimensionalen Planungen für die Fabrikplanung und den Anlagenbau, in denen die CAD-Modelle zu kompletten Anlagen verbunden werden.
2D CAD-Programme (2D-Konstruktion)
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.
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
2D CAD-Programm für Unternehmen
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.
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)
Mit den 3D Anlagenbau-Programmen erfolgen Konstruktionen gleichfalls auf Basis von dreidimensionalen Objekten oder Modellen. Anders als bei klassischem 3D-CAD werden hier keine 3D-Modelle direkt modelliert, sondern in einer sehr großen 3D-Planung einer gesamten Anlagen oder Fabrik verwendet. Der größte Teil der Planung erfolgt hier auf Basis von bereits enthaltenen Katalogen, die viele für den Anlagenbau oder die Fabrikplanung typische Modelle beinhalten. Diese sind parametrisch, werden also beim Einladen auf die aktuellen Anforderungen angepasst und zu einem System zusammengeschlossen.
Neben der reinen Planung in 3D unterstützen diese Programme auch das 2D-basierte Layout. Denn oft wird die Layoutplanung von Anlagen oder Fabriken in 2D CAD durchgeführt. Das geschieht oft aus den bereits erwähnten Performancegründen. In einem 3D Anlagenbau-Programm kann das 2D-Layout weiterhin auf die gewohnte Weise erstellt werden. Das System übernimmt die Informationen aus dem 2D-Layout und lädt alle 3D-Komponenten automatisch in die 3D-Planung ein. Dadurch können Nutzer solcher Systeme gleichfalls von den Vorteilen einer schnellen und performanten 2D-Layoutplanung profitieren und gleichzeitig alle Vorteile der 3D-Planung nutzen.
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.
Einen großen Stellenwert nimmt bei einem 3D Anlagenbau-Programm die Performance ein. Hierfür stehen in dieser Art von CAD-Programmen auch etliche Funktionen zur Verfügung, mit denen sich sehr große Planungen performant durchführen lassen. Dies fängt bei der oben erwähnten Architektur an. Beim Öffnen eines Projektes wird nicht direkt alles vom System geladen und auf dem Bildschirm angezeigt, sondern der Benutzer entscheidet proaktiv, woran er gerade arbeiten möchte. So kann dann eine Zone, eine Baugruppe oder ein bestimmter Teil einer Anlage ausgewählt und dann detailliert angezeigt werden. Möchte man die Performance noch weiter steigern, so können einzelne Modelle beim Einladen vereinfacht oder das Detaillevel der angezeigten Planung kleiner eingestellt werden.
3D CAD-Programm für Anlagenbau und Fabrikplanung
FAQ – Häufig gestellte Fragen zum Thema CAD-Programm
Mit dem kostenlosen CAD-Programm M4 PERSONAL steht ein leistungsfähiges Produkt zur Verfügung, das zur privaten und nichtkommerziellen Nutzung (z. B. für Bildungszwecke an Schulen und für Hobbykonstrukteure) den vollen CAD-Funktionsumfang bietet.