3D-CAD-Software: die Revolution für Konstruktion, Simulation und Fertigung
Wie genau werden die von uns täglich verwendeten Produkte, die von uns genutzten Fahrzeuge und die von uns bewohnten Gebäude konstruiert und hergestellt? Wenn Sie dabei gleich an 3D-CAD-Software denken, dann liegen Sie goldrichtig!
Von der Spiele- bis zur Unterhaltungsindustrie, vom Bauwesen bis zum Gesundheitswesen, von der Architektur bis zur Elektrotechnik – jeder einzelne dieser Sektoren vertraut inzwischen in hohem Maße auf 3D-CAD-Konstruktionsprogramme. Mit dieser genialen Software können wir stabilere, weniger ressourcenintensive und energieeffizientere Produkte und Gebäude entwickeln. Warum ist 3D-CAD ein so wichtiges Konstruktionswerkzeug? Mehr dazu erfahren Sie hier ...
Was ist eine 3D-CAD-Konstruktionssoftware?
3D-Software für computergestütztes Design (CAD) ist ein unschätzbares Werkzeug, das von Konstrukteuren, Architekten, Ingenieuren und Maschinenbauingenieuren in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt wird. Die 3D-CAD-Software bietet die Möglichkeit, zweidimensionale technische Zeichnungen in realistische dreidimensionale Bilder zu übertragen, und ist dabei unglaublich leistungsstark, präzise und korrekt. Mit der 3D-CAD-Software können lebensechte Modelle erstellt werden, die zur Visualisierung, Prüfung und Optimierung neuer Produkte, Systeme oder Strukturen verwendet werden.
Mit hochentwickelter CAD-Software können Konstrukteure komplizierte, äußerst detaillierte Modelle erstellen, die dann als Prototypen verwendet werden können. Hersteller und Konstrukteure können Produkte besser visualisieren, sie können Tests durchführen, ohne physische Prototypen erstellen zu müssen, und erfahren, wie verschiedene Werkstoffe oder Komponenten zusammenwirken.
Mit CAD-Modellierungswerkzeugen können Benutzer das Modell aus verschiedenen Richtungen und Perspektiven betrachten und die Reaktionen des Modells auf reale Bedingungen simulieren. 3D-CAD-Konstruktionen können in jeder beliebigen Position rotiert werden. Zudem besteht die Möglichkeit, in das Modell hineinzuzoomen, um jeden Aspekt zu untersuchen. Konstrukteure haben zudem den Vorteil, dass sie Schnittmodelle erstellen können, bei denen die internen Systeme einer Struktur oder eines Objekts zu sehen sind.
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3D-CAD-Software – Warum ist sie so wichtig?
Vor der Einführung von CAD-Software war die Konstruktion von Produkten, Werkzeugen, Systemen, Komponenten und Strukturen ein mühsamer Prozess. Zeichner und Konstrukteure mussten ihre Vorlagen mühsam von Hand zeichnen. Die Fertigstellung selbst der einfachsten 2D-Konstruktionen kann Tage, Wochen oder sogar Monate dauern.
Das änderte sich jedoch mit der Einführung von CAD-Programmen. CAD-Programme wurden erstmals in den 1960er-Jahren entwickelt und setzen Computersoftware ein, um Darstellungen von Objekten zu zeichnen, die sich entweder in der Entwicklungsphase befinden oder bereits vorhanden sind. Im Gegensatz zum manuellen 2D-Zeichnen war das 3D-CAD-Zeichnen schnell, sehr realitätsbezogen und gab den Konstrukteuren die Möglichkeit, ihre Designs virtuell in digitalen Umgebungen zu bearbeiten und zu ändern.
Mit CAD-Software kann ein Konstrukteur eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) verwenden, um eine digitale Darstellung physischer Objekte auf einem Computer zu erstellen. Im Gegensatz zu handgezeichneten Designs werden CAD-Modelle durch enge geometrische Parameter definiert und sind daher viel genauer. Die Detailgenauigkeit, die mit 3D-CAD-Software erreicht werden kann, lässt erstaunlich realistische Modelle entstehen.
Im Gegensatz zum traditionellen Zeichenprozess können mit CAD-Software Konstruktionen geändert werden, ohne dass der Entwurf komplett gelöscht und neu gezeichnet werden muss. Änderungen an CAD-Modellen können entweder mit einer Maus oder einem Stift vorgenommen werden. Viele CAD-Programme enthalten einen so genannten „History Tree“, in dem alle am Modell vorgenommenen Änderungen festgehalten werden.
In welchen Branchen werden 3D-CAD-Softwarelösungen eingesetzt?
In der Vergangenheit wurde 3D-CAD-Software in erster Linie zur Erstellung komplexer mechanischer oder architektonischer Entwürfe und Zeichnungen verwendet, die Aufschluss darüber gaben, wie ein Gebäude zu konstruieren oder ein Produkt herzustellen ist. Diese Zeichnungen enthielten Einzelheiten über alle verwendeten Werkstoffe, die Anordnung der Komponenten, die Toleranz der Teile und die für den Herstellungs- oder Bauprozess zu verwendende Technologie.
Heutzutage kann eine 3D-CAD-Konstruktionssoftware viel mehr als nur instruktive mechanische und architektonische Zeichnungen liefern. Architekten und Bauexperten können mit Hilfe von CAD-Software äußerst präzise und detaillierte Informationen zu Bauplänen bereitstellen. Architektonische Renderings können Farben und Farbtiefen sowie verschiedene Blickwinkel auf ein Bauwerk zeigen, sogar geteilte Bilder und „Vogelperspektiven“ von geplanten Gebäuden. Konstrukteure können komplexe und detailreiche Welten für die Spieleindustrie und viele andere Branchen schaffen.
Welche Arten von 3D-CAD-Softwaresystemen gibt es?
Derzeit sind verschiedene 3D-CAD-Software-Systeme auf dem Markt. Welches 3D-CAD-Tool Sie genau verwenden, hängt von Ihrer Branche und Ihrer jeweiligen Rolle ab. Ein Ingenieur, der an der Entwicklung einer nachhaltigeren Methode zum Bau eines Fahrzeugrahmens arbeitet, benötigt ein anderes CAD-Tool als ein Künstler, der beispielsweise eine 3D-Animation erstellen möchte.
Mit CAD-Software verbinden die meisten professionellen Konstrukteure ein Programm, das über parametrische Funktionen und einen History Tree verfügt. Diese Art von Programm wird in der Regel zur Erstellung hochkomplizierter und komplexer Konstruktionen verwendet, im Gegensatz zu einem CAD-Programm, das detaillierte 3D-Modelle für den Entwurf von Spritzgussformen, die Herstellung von Produkten oder die Erstellung künstlerischer Bilder rendert.
Zu den gängigsten Arten von 3D-CAD-Software-Systemen gehören:
Freiformmodellierung
Dabei handelt es sich um CAD-Software, mit der 3D-Künstler dank digitaler Sculpting-Techniken organische und frei gestaltete Formen erstellen können. Sie wird häufig bei der Herstellung von visuellen Effekten und Charakterdesigns verwendet. Diese Software spielt eine wichtige Rolle beim digitalen Sculpting-Prozess und ermöglicht die Erstellung sehr detaillierter und komplexer Modelle.
Polygonmodellierung
Bei dieser Methode der 3D-Modellierung geht es um die Verwendung von miteinander verbundenen Polygonen zur Darstellung der Oberflächengeometrie eines bestimmten Objekts. Sie wird häufig bei der Erstellung von Videospiel-Assets und visuellen Effekten eingesetzt. Der Ansatz der Polygonmodellierung ist effizient, da er nur eine minimale Anzahl von Polygonen für die Darstellung der Oberfläche eines Objekts erfordert. Das Ergebnis sind kompakte Modelle, die sehr gut für Echtzeit-Rendering und -Animation geeignet sind. Diese Methode ist besonders nützlich für die Erstellung von Modellen, die Echtzeit-Rendering erfordern, wie z. B. in Videospielen und in Virtual-Reality-Anwendungen.
Oberflächenmodellierung
Hierbei handelt es sich um CAD-Software, die für die Erzeugung gleichmäßiger und akkurater Oberflächen nützlich ist. Sie werden häufig im Industriedesign und für technische Anwendungen eingesetzt. Software für die Oberflächenmodellierung kommt häufig in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie sowie in der Produktentwicklung zum Einsatz. Diese Software wird in der Regel zusätzlich zu anderen Modellierungstechniken für die Fertigstellung von Modellen eingesetzt.
Parametrische Modellierung
Diese parametrische 3D-Modellierung bietet dem Konstrukteur die vollständige Kontrolle über jeden Aspekt des Modells. Sie enthält einen History Tree, in dem die im Laufe der Zeit vorgenommenen Änderungen am Modell aufgeführt sind. Diese Modellierung wird im Regelfall in der Produktentwicklung und bei Prototypentests eingesetzt.
Generatives Design (GD)
Hierbei handelt es sich um einen computergestützten Designprozess, bei dem Algorithmen verwendet werden, um mehrere Designlösungen auf der Grundlage von vordefinierten Designbeschränkungen und -parametern zu generieren. Diese Lösungen können dann von menschlichen Konstrukteuren bewertet und weiterentwickelt werden. Das generative Design findet breite Anwendung im Produktdesign und in der architektonischen Gestaltung. Dieser Ansatz ermöglicht die Erkundung einer großen Anzahl von Designoptionen und spart Zeit und Ressourcen im Designprozess.
Die Vorteile der Verwendung einer 3D-CAD-Software
Höhere Produktivität und kürzere Markteinführungszeiten
Die zahlreichen Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der 3D-CAD-Konstruktion bieten Ingenieuren und Konstrukteuren die Möglichkeit, bessere Produkte und Strukturen in kürzerer Zeit und mit weniger Aufwand zu erstellen. Produkte können ohne großen Einsatz von begrenzt verfügbaren Ressourcen und mit deutlich weniger Kapitaleinsatz zur Marktreife gebracht werden.
Verbesserung der Kommunikation und Zusammenarbeit
3D-CAD erleichtert Konstrukteuren die effektive Kommunikation ihrer Ideen mit Kunden und die Zusammenarbeit mit Kollegen. 2D-Zeichnungen können für Laien oft schwer zu verstehen sein, aber ein 3D-CAD-Rendering gibt eine realistische Darstellung dessen, was der Konstrukteur im Sinn hat.
Einfachere Simulationen und Iterationen
Architekten und Konstrukteure verwenden 3D-CAD-Programme, um Designtheorien und Werkstoffe zu testen. Die Auswirkungen der Kombination verschiedener Werkstoffe und Komponenten können simuliert werden. Die Auswirkungen verschiedener Umweltbedingungen auf Produkte, Systeme und Strukturen können durch 3D-Modellierung digital nachgebildet werden.
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Mit der cloudbasierten 3DEXPERIENCE Plattform erhalten Sie Zugang zu einer Reihe von Anwendungen, mit denen Sie Projekte konstruieren, simulieren, kommunizieren und gemeinsam bearbeiten können.
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Umweltschonende Konstruktion und Fertigung: die Auswirkungen moderner 3D-CAD-Software
Dank der Entwicklung moderner 3D-CAD-Software können Industrie und Konstrukteure bessere, langlebigere und umweltfreundlichere Produkte und Strukturen entwickeln. 3D-CAD-Software ermöglicht die Entwicklung von Qualitätsprodukten, ohne dabei Werkstoffe für Prototypen verschwenden zu müssen. Fertigungsprozesse können mithilfe von 3D-CAD-gerenderten Modellen optimiert werden, um Abfall und Verschwendung weiter zu reduzieren.
Die Auswirkungen von 3D-CAD-Tools zeigen sich in jedem Aspekt unseres Lebens. So wird 3D-CAD-Software verwendet, um die Gebäude zu entwerfen, in denen wir leben und arbeiten, sowie die Fahrzeuge, die wir fahren und die Produkte, die wir nutzen. Führende Unternehmen der Branche wie Dassault Systèmes setzen immer wieder neue Maßstäbe für die Leistungsfähigkeit von CAD-Software.
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Warum sollten Sie sich für Lösungen von Dassault Systèmes für Ihre 3D-CAD-Softwareanforderungen entscheiden?
Pionier in der Entwicklung von CAD-Software
Dassault Systèmes verfügt über mehr als 40 Jahre Erfahrung in der Konstruktionsbranche und kann auf eine Firmengeschichte zurückblicken, die bis ins Jahr 1982 zurückreicht. Damit zählt Dassault Systèmes zu den absoluten Pionieren der CAD-Softwareentwicklung.
Dassault Systèmes bietet Lösungen für 3D-Design, Digital Mock-Up (DMU) und Product Lifecycle Management (PLM). Mit der innovativen 3DEXPERIENCE können Hersteller die Konstruktion und Produktion von Produkten neu erfinden.
Professionelle Konstrukteure benötigen die bestmögliche CAD-Software, um ihre Visionen in die Realität umzusetzen. Wenn erfahrene Ingenieure, Architekten, Zeichner und Konstrukteure nach CAD-Lösungen suchen, dann entscheiden sie sich für Dassault Systèmes.
Die Leistungsstärke der 3DEXPERIENCE
Die innovative 3DEXPERIENCE Plattform unterscheidet sich von anderen auf dem Markt. Diese einzigartige Plattform enthält alle CAD-Konstruktionswerkzeuge von Dassault Systèmes und erleichtert allen Beteiligten die effektive Zusammenarbeit. Da es nur eine einzige Plattform für sämtliche Vorgänge gibt, wird die Effizienz gesteigert. Designs können unabhängig vom jeweiligen Standort sicher und nahtlos zwischen verschiedenen Teams ausgetauscht werden.
Dassault Systèmes bietet robuste und zuverlässige Cloud-Computing-Software. Sie benötigen nicht unbedingt ein besonders leistungsfähiges System. Mit den browserbasierten Komplettlösungen von Dassault Systèmes können Sie von jedem Ort der Welt und mit jedem beliebigen Gerät arbeiten.
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Den Weg zur 3D-CAD-Softwarekompetenz erforschen
Dassault Systèmes ist auf die Entwicklung von Softwarelösungen spezialisiert, mit denen die Konstruktion, Simulation, Fertigung, Vermarktung und Nutzung von Produkten und Dienstleistungen grundlegend vereinfacht wird.
CATIA – neue Möglichkeiten im Bereich der CAD-Software
Die 1982 erstmals veröffentlichte CATIA-Lösung von Dassault Systèmes ist eines der am häufigsten verwendeten CAD-Systeme im Rahmen der Produktkonstruktion. Mit CATIA können Konstrukteure den gesamten Produktentwicklungsprozess steuern, von den ersten konzeptionellen Designs über die Konstruktionsphase bis hin zur endgültigen Fertigungsphase.
Die in CATIA integrierte Suite von Konstruktionswerkzeugen kann für jede Spezialisierung angepasst werden. Experten aus der Luft- und Raumfahrtindustrie vertrauen auf CATIA für Konstruktionen, deren Schwerpunkt auf Verdrahtung und Verbundwerkstoffe liegt. CATIA enthält auch ein Toolset für Oberflächen der Klasse A, das den Industriestandard für Automobilhersteller darstellt.
Mit der Einführung von CATIA Mechanical Designer und CATIA Sheet Metal Designer hat sich CATIA noch weiter spezialisiert und entwickelt. Diese browserbasierten Modellierungslösungen werden von der cloudbasierten 3DEXPERIENCE Plattform unterstützt, mit der multidisziplinäre Teams in Echtzeit zusammenarbeiten können. Beide CAD-Programme bieten den Benutzern eine einzigartige Flexibilität und Skalierbarkeit.
Die hochpräzise und zuverlässige 3D-Geometrie, die mit CATIA Mechanical Designer und CATIA Sheet Metal Designer erzeugt wird, macht sie zu einer beliebten Wahl für Konstrukteure jeglicher Erfahrungsstufe, vom Studierenden bis zum Profi.
SOLIDWORKS – die nächste Evolutionsstufe für CAD
Das CAD-Programm SOLIDWORKS wurde 1995 veröffentlicht und war die erste mit Windows kompatible 3D-Modellierungssoftware. Dies war ein wichtiges Ereignis in der Entwicklung der CAD-Software. Innerhalb eines Jahrzehnts wurde SOLIDWORKS von mehr als zwei Millionen Konstrukteuren und Ingenieuren in mehr als 165.000 Unternehmen auf der ganzen Welt verwendet.
Mit der SOLIDWORKS-Software können Benutzer komplexe 2D-Zeichnungen und 3D-Modelle erstellen. Mit der Komponente Finite-Elemente-Analyse können Konstrukteure genaue Analysen und Simulationen unter realen Bedingungen durchführen. Es ist nicht überraschend, dass SOLIDWORKS weithin als eines der besten Modellierungsprogramme auf dem Markt gilt.
Das SOLIDWORKS Cloud Angebot von Dassault Systèmes umfasst komplette Konstruktionslösungen mit Freiform- und parametrischen Konstruktionsfunktionen. Über die 3DEXPERIENCE Plattform können Projekte einfach und sicher geteilt werden.
Das SOLIDWORKS Cloud Angebot enthält sowohl 3D Creator als auch 3D Sculptor. Diese beiden Tools sind intuitiv und leistungsstark und können die Produktentwicklung erheblich beschleunigen.
Häufig gestellte Fragen
CAD steht für "Computer Aided Design" und bezeichnet den Einsatz von Computertechnologie zur Unterstützung des Designs und der Erstellung von technischen Zeichnungen. Bei Dassault Systèmes bieten wir leistungsstarke CAD-Softwarelösungen wie SOLIDWORKS und CATIA, die Ingenieuren, Architekten und anderen Fachleuten helfen, präzise Entwürfe und Modelle zu erstellen.
Unsere CAD-Software minimiert die Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler durch präzise Konstruktionswerkzeuge, automatische Fehlerprüfung und die Möglichkeit, Entwürfe vor der Fertigstellung virtuell zu testen.
Ja, die 3DEXPERIENCE Plattform ermöglicht die Zusammenarbeit in Echtzeit. Diese cloud-basierte Lösung ermöglicht es Teams, unabhängig von ihrem Standort gemeinsam an Projekten zu arbeiten, Änderungen nachzuverfolgen und effizient zu kommunizieren.
Unsere CAD-Software fördert Innovation, indem sie Designern und Ingenieuren leistungsstarke Werkzeuge zur Verfügung stellt, um komplexe und kreative Lösungen zu entwickeln. Die 3DEXPERIENCE Plattform und Programme wie SOLIDWORKS und CATIA ermöglichen schnelle und effiziente Prototypenerstellung und -tests, sodass neue Ideen schneller umgesetzt werden können.
Die CAD-Software von Dassault Systèmes bietet mehrere Vorteile gegenüber manuellen Zeichnungen:
- Zeitersparnis: Unsere Lösungen wie DraftSight ermöglichen es, Entwürfe schneller zu erstellen und zu ändern.
- Präzision: Mit SOLIDWORKS und CATIA können Benutzer extrem genaue Zeichnungen und Modelle erstellen.
- Kollaboration: Die 3DEXPERIENCE Plattform ermöglicht eine nahtlose Zusammenarbeit in Echtzeit.
- Flexibilität: Änderungen und Iterationen können schnell und einfach vorgenommen werden, ohne den gesamten Entwurf neu zeichnen zu müssen.
Dassault Systèmes bietet verschiedene Arten von CAD-Software an:
- 2D-CAD: DraftSight für einfache technische Zeichnungen und Pläne.
- 3D-CAD: SOLIDWORKS und CATIA für die Erstellung dreidimensionaler Modelle.
- BIM (Building Information Modeling): Lösungen zur detaillierten Informationserfassung und -verwaltung in der Bau- und Architekturbranche.
Unsere CAD-Software wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter:
- Architektur und Bauwesen
- Automobilindustrie
- Luft- und Raumfahrt
- Gesundheitswesen
- Fertigung
- Elektronik und Konsumgüter
- Zeichnen und Skizzieren: Erstellung technischer Zeichnungen und Skizzen.
- Modellierung: Erstellung detaillierter 3D-Modelle von Produkten oder Strukturen.
- Simulation: Durchführung von Simulationen zur Analyse und Optimierung von Entwürfen.
- Rendering: Erzeugung fotorealistischer Bilder von Modellen.
- Dokumentation: Erstellung umfassender technischer Dokumentationen und Spezifikationen.