Akademik

CAD

 

[Abk. für Computer-Aided Design, dt. »computergestütztes Entwerfen«, manchmal auch gedeutet als Computer-Aided Drafting, dt. »computergestütztes Zeichnen«] das, eine Methode für den Entwurf und die Konstruktion von Gegenständen mithilfe geeigneter Computersysteme (leistungsfähige PCs oder Workstations) und spezieller Software (sog. CAD-Programm) mit besonderen Grafikfähigkeiten. Zur Ausstattung eines CAD-Arbeitsplatzes gehören neben dem Computersystem mit Großbildschirm noch spezielle Eingabegeräte (z. B. Grafiktablett mit Lichtstift) sowie Plotter bzw. Drucker für die großformatige, auch mehrfarbige Ausgabe. Zum Einlesen von (auf Papier) bereits vorhandenen Zeichnungen dient ein Scanner.

 

Die Aufgaben eines CAD-Systems bestehen darin,

 

- den Entwurf und die Berechnung von Objekten zu unterstützen,

 

- Konstruktionszeichnungen zu erstellen, zu verändern und auszugeben,

 

- Entwurfsprozesse und Zeichnungen zu dokumentieren,

 

- die konstruierten Objekte zu simulieren und zu testen (z. B. mit Belastungstests).

 

Um diese Aufgaben erfüllen zu können, gibt es innerhalb eines CAD-Systems im Wesentlichen zwei Komponenten: ein Grafiksystem mit allen Funktionen zur Erstellung und Verarbeitung von Zeichnungen sowie ein Informationssystem, das z. B. Berechnungsformeln, Konstruktionsrichtlinien und gesetzliche Vorschriften enthält.

 

CAD bietet gegenüber der klassischen Arbeit am Reißbrett beim Erstellen technischer Zeichnungen zahlreiche Vorteile, sodass es sich fast flächendeckend durchgesetzt hat. Zu den Vorteilen gehört v. a. die Möglichkeit der Rationalisierung und Automatisierung. So können häufig eingesetzte grafische Elemente (z. B. Linienarten oder geometrische Grundfiguren) oder fertige, immer wieder verwendete Konstruktionsteile innerhalb des Informationssystems in einer Figuren- oder Teilebibliothek gespeichert und von dort immer wieder abgerufen und ggf. modifiziert werden. Auch nachträgliche Änderungen an Gesamtentwürfen lassen sich mit CAD schnell und effektiv durchführen. Für viele technische Lösungen gibt es auch fertige Bibliotheken zu kaufen.

 

Durch den Einsatz von CAD können die Entwicklungszeiten für neue Produkte wesentlich verkürzt werden; ferner ist mit CAD die Optimierung von technischen Problemlösungen möglich, indem man die CAD-Daten in Berechnungs- und Simulationsprogramme einspeist. Mithilfe von Rapid Prototyping lassen sich aus den CAD-Daten sehr rasch (geometrische oder funktionsfähige) Prototypen erzeugen. Werden die CAD-Daten auch zur Steuerung von Werkzeugmaschinen in der Fertigung verwendet, spricht man von CAD/CAM.

 

CAD wird in der Mikroelektronik beim Entwurf von hoch integrierten Schaltkreisen, in der Elektrotechnik, in der Metallverarbeitung, im Fahrzeug-, Schiff-, Flugzeug- und Raketenbau sowie in der Kartographie angewendet. Das im Bauwesen verbreitete CAD wird als CAAD bezeichnet.

CAD

 

[kæd, auch 'sɪ'eɪ'dɪ, Abkürzung für englisch computer-aided design, »computerunterstützter Entwurf«], Bezeichnung für den Entwurf und die Konstruktion von technischen Produkten mithilfe geeigneter Computer und Computerprogramme (z. B. Geometrieverarbeitungs- und Grafikprogramme). Die Hardware von CAD-Systemen umfasst neben einem leistungsfähigen Computer v. a. ein Datensichtgerät mit Tastatur, Lichtstift (gegebenenfalls ein elektronisches Zeichenbrett, das die Bewegungen des Stiftes in den Computer überträgt), Computermaus u. a. geometrieorientierte Eingabemedien, einen Drucker und einen Plotter sowie ein Gerät, das Zeichnungen auf Papier in den Computer einliest. Das Bildschirmmenü oder »Menütablett«, das in eine Anzahl von Feldern aufgeteilt ist, denen jeweils ein Befehl oder eine Befehlskonfiguration zugeordnet ist (z. B. Wahl der Linienart oder der geometrischen Grundfiguren) beschleunigt den Konstruktionsprozess. Mit einem CAD-System kann z. B. ein Produkt oder Einzelteil auf dem Datensichtgerät entworfen und von jedem Blickwinkel und Schnittpunkt betrachtet, geprüft und verändert werden (Computergrafik). Häufig werden die mit einem CAD-System erstellten geometrische Modelle unmittelbar von einem nachgeschalteten System in Steuerungsinformationen (Programme) für NC-Werkzeugmaschinen umgesetzt, die das entworfene Objekt dann automatisch herstellen (Automatisierung, CAM, CIM). Durch den Einsatz von CAD-Systemen können die Entwicklungszeiten für neue Produkte wesentlich verkürzt werden. Ferner ist mit CAD eine Optimierung von technischen Problemlösungen durch die Anwendung von Berechnungs- und Simulationsprogrammen möglich. CAD wird in der Mikroelektronik beim Entwurf von Gate-Arrays u. a. hochintegrierten Schaltkreisen auf Chips und bei der Entflechtung der Leiterbahnen für gedruckte Schaltung, in der Elektrotechnik, in der Metallverarbeitung, im Maschinenbau, im Fahrzeug-, Schiff-, Flugzeug- und Raketenbau sowie im Bauwesen und in der Kartographie angewendet.