Unter der Abk\u00fcrzung CAx werden alle rechnergest\u00fctzten Technologien zusammengefasst, die in der fertigungsbezogenen angewandten Informatik, im Product Lifecycle Management (PLM) und der Produktionswirtschaft verwendet werden. Das \u201ex\u201c steht hier als Platzhalter f\u00fcr verschiedene Buchstaben bzw. Technologien. Unter anderem sind zu nennen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- CAD: computer-aided design \u2013 rechnergest\u00fctzte Konstruktion<\/li>\n\n\n\n
- CAE: computer-aided engineering \u2013 rechnergest\u00fctzte Entwicklung<\/li>\n\n\n\n
- CAM: computer-aided manufacturing \u2013 rechnergest\u00fctzte Fertigung<\/li>\n\n\n\n
- CAP: computer-aided planning \u2013 rechnergest\u00fctzte Planung<\/li>\n\n\n\n
- CAPP: computer-aided process planning \u2013 rechnergest\u00fctzte Fertigungsplanung<\/li>\n\n\n\n
- CAQ: computer-aided quality assurance \u2013 rechnergest\u00fctztes Qualit\u00e4tsmanageme<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
<\/span>Der Produktlebenszyklus beginnt mit den CAD-Daten<\/span><\/h2>\n\n\n\n
Richtig geh\u00f6rt! Auch Produkte haben in der heutigen Zeit einen Lebenszyklus. Jedem ist klar, dass in Industrieunternehmen die verschiedensten Produkte gefertigt werden. Was viele aber nicht wissen: Der Produktlebenszyklus von fast jedem Produkt, welches auf dem Schreibtisch, in der Wohnung oder im Einkaufsladen zu finden ist, beginnt schon mit der Erstellung der CAD-Daten. W\u00e4hrend die Ingenieur:innen und technischen Zeichner:innen fr\u00fcher noch an einem Zeichenbrett standen und in akribischer Handarbeit Zeichnungen erstellt haben, gibt es daf\u00fcr heutzutage unz\u00e4hlige CAD-Programme, die die Arbeit immens erleichtern. Doch was sind \u00fcberhaupt CAD-Daten? Was f\u00fcr die Konstruktion selbstverst\u00e4ndlich ist, wirft bei den Kollegen:innen aus anderen Abteilungen oft Fragen auf.<\/p>\n\n\n\n
<\/span>Was sind CAD-Daten?<\/span><\/h2>\n\n\n\n
Der Begriff CAD-Daten ist ein Sammelbegriff f\u00fcr alle Dokumente, die mithilfe einer CAD-Software erstellt wurden. Man unterscheidet hierbei die 2D- und 3D-Modellierung (zwei- und dreidimensional):<\/p>\n\n\n\n
![\"CAD](\"https:\/\/www.d-velop.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/12\/cad-daten-modellierung.png\")
<\/figure>\n\n\n\nIn der 3D-Modellierung wird oft von CAD-Bauteilen und CAD-Baugruppen gesprochen. Schon wieder zwei neue Begriffe?<\/p>\n\n\n\n
Was sind CAD-Bauteile und CAD-Baugruppen?<\/h3>\n\n\n\n
Die 3D-Modellierung beginnt in der Regel mit der Erstellung einer zweidimensionalen Skizze. Aus dieser wird dann mit der entsprechenden CAD-Software und unterschiedlichsten Methoden<\/a> ein dreidimensionales Bauteil erstellt. Dieses wird dann als CAD-Bauteil bezeichnet. Mehrere CAD-Bauteile k\u00f6nnen virtuell zu einer CAD-Baugruppe zusammengebaut werden. Zu theoretisch?<\/p>\n\n\n\n
CAD-Bauteile am PC zu einer CAD-Baugruppe zusammenbauen<\/h3>\n\n\n\n
Um das Ganze zu veranschaulichen, kann man sich ein IKEA-Regal vorstellen. Ein Regal besteht aus vielen Einzelteilen. Jedes dieser Einzelteile, sei es die Schraube oder ein Einlegeboden, wurde am Computer entworfen und wird dann als einzelnes CAD-Bauteil gespeichert. Bereits am PC lassen sich diese Bauteile durch verschiedene Abh\u00e4ngigkeiten zusammenbauen, sodass daraus eine CAD-Baugruppe<\/a> entsteht.<\/p>\n\n\n\n
Einzelteile und Baugruppe: Zeichnung mit Ma\u00dfen und St\u00fccklisten<\/h3>\n\n\n\n
Ist die Baugruppe vollst\u00e4ndig zusammengebaut, kann sowohl von den Einzelteilen als auch von der Baugruppe eine Zeichnung mit Ma\u00dfen und St\u00fccklisten erstellt werden. Diese dient dann unter anderem der Fertigung zur Herstellung des Produktes, kann aber auch in abgewandelter Form dem Kunden f\u00fcr den Zusammenbau, z.B. als Explosionszeichnung, zur Verf\u00fcgung gestellt werden.<\/p>\n\n\n\n
<\/span>Wof\u00fcr werden CAD-Daten ben\u00f6tigt? Anwendungsbereiche<\/span><\/h2>\n\n\n\n
Urspr\u00fcnglich dienten die CAD-Daten haupts\u00e4chlich den Industrieunternehmen zur Fertigung der Produkte anhand von Zeichnungen und St\u00fccklisten. Mittlerweile geht der Nutzen von CAD-Daten aber weit dar\u00fcber hinaus. Ein paar Anwendungsbeispiele:<\/p>\n\n\n\n
CAD-Daten f\u00fcr CNC-Maschinen<\/h3>\n\n\n\n
Die CAD-Daten k\u00f6nnen in CAM Programmen weiterverarbeitet werden. So k\u00f6nnen Produktionsabl\u00e4ufe geplant und schon am PC simuliert<\/a> werden. Durch Kollisionspr\u00fcfungen kann bereits vor der Fertigung \u00fcberpr\u00fcft werden, ob es bei der Herstellung zu Kollisionen mit den Werkzeugen der CNC-Maschine kommt. Das erstellte NC-Programm mit den notwendigen Anweisungen f\u00fcr die Maschine kann anschlie\u00dfend direkt in digitaler Form an die Maschine weitergegeben werden. Auch die Anweisungen f\u00fcr die Bediener:innen m\u00fcssen nicht mehr ausgedruckt werden.<\/p>\n\n\n\n
CAD-3D-Daten f\u00fcr 3D-Drucker<\/h3>\n\n\n\n
Die CAD-Daten k\u00f6nnen direkt an einen 3D-Drucker gesendet werden und so sogar schon zu Hause an dem eigenen 3D-Drucker ausgedruckt werden.<\/p>\n\n\n\n
CAD-Daten f\u00fcr FEM-Berechnungen<\/h3>\n\n\n\n
F\u00fcr komplexe FEM-Berechnungen (FEM = Finite Elemente Methode) im Bereich Statik, Dynamik, Simulation oder W\u00e4rmeverteilung werden CAD-Daten ben\u00f6tigt. Mithilfe von FEM-Berechnungen k\u00f6nnen \u00e4u\u00dfere Einfl\u00fcsse auf die Produkte, wie Verformungen, Belastungen oder W\u00e4rme, am PC simuliert und dargestellt werden.<\/p>\n\n\n\n
F\u00fcr die Schaffung von Virtual und Augmented Reality (VR\/AR)<\/h3>\n\n\n\n
Mittels VR- oder AR-f\u00e4higen Endger\u00e4ten k\u00f6nnen sich die Kunden:innen sogar virtuell in den 3D-Modellen bewegen oder sie virtuell in ihrer Wohnung oder der Industriehalle platzieren. (Link zum Ausprobieren: AR-Modell eines B\u00fcrstner-Wohnmobils<\/a>).<\/p>\n\n\n\n
CAD-Daten werden in fast allen Bereichen der Industrie und Technik verwendet. Dies sind unter anderem:<\/strong><\/p>\n\n\n\n
- \n
- Architektur<\/li>\n\n\n\n
- Bauingenieurwesen<\/li>\n\n\n\n
- Maschinenbau<\/li>\n\n\n\n
- Elektrotechnik<\/li>\n\n\n\n
- Medizintechnik<\/li>\n\n\n\n
- \u2026<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Neben den nun bereits bekannten CAD-Daten fallen w\u00e4hrend des Lebenszyklus eines Produktes noch viele andere Dokumente an, die es zu verwalten gilt. Dies k\u00f6nnen z.B. sein:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Angebote des Lieferanten<\/li>\n\n\n\n
- Bestellungen durch den Kunden<\/li>\n\n\n\n
- Schriftverkehr<\/li>\n\n\n\n
- QS-Dokumente<\/li>\n\n\n\n
- Rechnungen<\/li>\n\n\n\n
- Lieferscheine<\/li>\n\n\n\n
- Bedienungsanleitungen<\/li>\n\n\n\n
- \u2026<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
<\/span>Datenformate und Kompatibilit\u00e4t in CAD<\/span><\/h2>\n\n\n\n
In der CAD-Welt gibt es viele Dateiformate, die je nach Software und Anwendung variieren. Zu den g\u00e4ngigen Formaten geh\u00f6ren:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- STEP & IGES<\/strong> \u2192 Austausch neutraler 3D-Daten zwischen CAD-Systemen<\/li>\n\n\n\n
- DWG & DXF<\/strong> \u2192 Standard f\u00fcr 2D-\/3D-Konstruktionszeichnungen (AutoCAD)<\/li>\n\n\n\n
- STL<\/strong> \u2192 3D-Druck & Rapid Prototyping<\/li>\n\n\n\n
- Parasolid & JT<\/strong> \u2192 Hochentwickelte 3D-Modelle f\u00fcr Simulation & Fertigung<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Interoperabilit\u00e4t & Konvertierung<\/h3>\n\n\n\n
Der Datenaustausch zwischen verschiedenen CAD-Systemen ist oft eine Herausforderung. CAD-Datenkonvertierung ist n\u00f6tig, um CAD-Bibliotheken, 3D-Daten oder komplette CAD-Dateien (Download) nutzbar zu machen. Hierbei kann es zu Datenverlust, Geometriefehlern oder fehlenden Features kommen.<\/p>\n\n\n\n
Datenmanagement & Sicherheit<\/h3>\n\n\n\n
Ein effizientes CAD-Datenmanagement umfasst Integration, Migration & Sicherung der CAD-Daten. Moderne Systeme setzen auf Cloud-Technologien und Verschl\u00fcsselung, um CAD-Datensicherheit zu gew\u00e4hrleisten. Wer mit CAD arbeitet, muss also die richtigen CAD-Dateiformate w\u00e4hlen, Tools zur CAD-Datenintegration nutzen und auf eine saubere CAD-Datenmigration achten, um Verluste zu vermeiden.<\/p>\n\n\n\n
<\/span>CAD in der Cloud & Kollaborative CAD-Anwendungen<\/span><\/h2>\n\n\n\n
Cloud-CAD ver\u00e4ndert und verbessert die Konstruktion: Statt lokaler Software l\u00e4uft das CAD-System direkt im Browser. Das bedeutet: keine Installation, weniger Hardware-Anforderungen und ortsunabh\u00e4ngiges Arbeiten.<\/p>\n\n\n\n
Gemeinsame Bearbeitung in Echtzeit<\/h3>\n\n\n\n
Teams k\u00f6nnen zeitgleich an CAD-Modellen arbeiten, \u00c4nderungen live sehen und nahtlos kommentieren. Dank Cloud-Speicherung entf\u00e4llt das manuelle Synchronisieren von CAD-Dateien.<\/p>\n\n\n\n
CAD-Datenmanagement & -Integration<\/h3>\n\n\n\n
Moderne Cloud-L\u00f6sungen unterst\u00fctzen verschiedene CAD-Dateiformate und erm\u00f6glichen eine einfache CAD-Datenkonvertierung, -integration und -migration. So k\u00f6nnen 3D-Daten m\u00fchelos zwischen Systemen ausgetauscht und CAD-Bibliotheken optimal verwaltet werden.<\/p>\n\n\n\n
Sicherheit & Datenschutz<\/h3>\n\n\n\n
Cloud-CAD-Anbieter setzen auf verschl\u00fcsselte Daten\u00fcbertragung, Zugriffskontrollen und regelm\u00e4\u00dfige Backups, um maximale CAD-Datensicherheit zu gew\u00e4hrleisten. Unternehmen profitieren von zentralem CAD-Datenmanagement, ohne sich um manuelle CAD-Dateien-Downloads oder lokale Speicherprobleme k\u00fcmmern zu m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n
<\/span>Automatisierung & KI in CAD \u2013 Effizienz neu definiert<\/span><\/h2>\n\n\n\n
Werfen wir nun einen Blick auf die zukunftsweisenden Technologien der Automatisierung und K\u00fcnstlichen Intelligenz im Bereich CAD, die die Effizienz in Designprozessen verbessern und neue Ma\u00dfst\u00e4be f\u00fcr Innovation und Produktivit\u00e4t setzen.<\/p>\n\n\n\n
Automatisierte Modellgenerierung & parametrisches Design<\/h3>\n\n\n\n
Mit vordefinierten Regeln und CAD-Bibliotheken lassen sich 3D-Daten blitzschnell generieren. Parametrisches Design erm\u00f6glicht flexible Anpassungen \u2013 \u00c4nderungen an einer Stelle wirken sich intelligent auf das gesamte Modell aus.<\/p>\n\n\n\n
KI-gest\u00fctzte Optimierung von CAD-Modellen<\/h3>\n\n\n\n
K\u00fcnstliche Intelligenz analysiert CAD-Dateien und verbessert Geometrie, Materialeinsatz und Stabilit\u00e4t. Perfekt f\u00fcr Bauteilreduzierung, Performance-Steigerung und nachhaltiges Design.<\/p>\n\n\n\n
Generatives Design: KI als Innovationstreiber<\/h3>\n\n\n\n
Die KI entwickelt auf Basis von Vorgaben (Lasten, Materialien, Fertigungsrestriktionen) neue, oft \u00fcberraschende Konstruktionen \u2013 ideal f\u00fcr Leichtbau & Funktionalit\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n
Datenintegration & -sicherheit<\/h3>\n\n\n\n
Nahtlose CAD-Datenintegration, -migration & -konvertierung sorgen f\u00fcr fl\u00fcssige Workflows. Sichere CAD-Datenverwaltung sch\u00fctzt geistiges Eigentum und vereinfacht den Download & Austausch von CAD-Dateien.<\/p>\n\n\n\n
<\/span>Zukunft von CAD und digitale Zwillinge<\/span><\/h2>\n\n\n\n
Die Zukunft von CAD liegt in der engen Verbindung mit digitalen Zwillingen \u2013 virtuellen Abbildungen von physischen Objekten, die durch CAD-Modelle pr\u00e4zise erstellt werden. In der \u00c4ra der Industrie 4.0 spielt CAD eine zentrale Rolle, indem es mit IoT-Technologien und Smart Manufacturing kombiniert wird. Diese Fusion erm\u00f6glicht die Echtzeit\u00fcberwachung und -optimierung von Produktionsprozessen und Produkten.<\/p>\n\n\n\n
Trends: KI-gest\u00fctztes Design, AR\/VR-Anwendungen und Cloud-CAD<\/h3>\n\n\n\n
Zuk\u00fcnftige Entwicklungen im CAD-Bereich konzentrieren sich auf noch leistungsf\u00e4higere Tools f\u00fcr automatisierte Modellierung, intelligente Datenanalyse und nahtlose Integration von Fertigungsprozessen. Trends wie KI-gest\u00fctztes Design, AR\/VR-Anwendungen und Cloud-CAD werden den Weg f\u00fcr eine v\u00f6llig neue Dimension der Produktentwicklung und Fertigung ebnen.<\/p>\n\n\n\n
Dass in diesen Prozessen jede Menge Daten und Dokumente generiert werden, steht fest. Um diese strukturiert archivieren zu k\u00f6nnen, reichen heutzutage eine Windows-Ordnerstruktur oder ein gar ein physischer Aktenordner l\u00e4ngst nicht mehr aus. Ziel ist es, alle Dokumente digital und mit m\u00f6glichst wenigen Klicks zur Verf\u00fcgung zu haben. Hier kommt ein Dokumentenmanagement-System (DMS) ins Spiel.<\/p>\n\n\n\n
<\/span>DMS als L\u00f6sung f\u00fcr die digitale Dokumentenverwaltung<\/span><\/h2>\n\n\n\n
Der Begriff Dokumentenmanagement-System bezeichnet die datenbankgest\u00fctzte und damit digitale Verwaltung elektronischer Dokumente mithilfe einer entsprechenden Software. So lassen sich beispielsweise technische Zeichnungen verwalten<\/a>, spielend leicht wiederfinden und in digitale Prozesse ortsungebunden einbinden. Ebenso ist ein DMS f\u00fcr die revisionssichere Archivierung<\/a> von Dokumenten geeignet.<\/p>\n\n\n\n
Digitale Fertigungsakte sammelt alle Informationen strukturiert<\/h3>\n\n\n\n
DMS-Produkte wie d.velop documents k\u00f6nnen beispielsweise eine digitale Fertigungsakten enthalten, in denen alle Informationen wie CAD-Daten gesammelt werden k\u00f6nnen. So hat man nicht nur schnellen Zugriff auf die produktbegleitenden Informationen und damit eine enorme Zeitersparnis, sondern kann auch schnell Referenzen zu vergleichbaren Produkten finden und hat so ein gro\u00dfes Repertoire, auf das man zugreifen kann. Ein Dokumentenmanagement-System<\/a> ist daher f\u00fcr innovative Industrieunternehmen unerl\u00e4sslich.<\/p>\n\n\n\n
<\/span>9 Vorteile eines DMS f\u00fcr die Verwaltung von CAD-Daten<\/span><\/h2>\n\n\n\n
- DWG & DXF<\/strong> \u2192 Standard f\u00fcr 2D-\/3D-Konstruktionszeichnungen (AutoCAD)<\/li>\n\n\n\n
- STEP & IGES<\/strong> \u2192 Austausch neutraler 3D-Daten zwischen CAD-Systemen<\/li>\n\n\n\n