Was ist CAD und wo wird es eingesetzt?

Was ist CAD und wo wird es eingesetzt?

CAD steht für Computer-Aided Design. Ein CAD-System ist im Grunde nichts anderes als eine Kombination aus Software und Hardware – sozusagen wie eine Art Computer oder Workstation – die Ingenieure bei der Entwicklung von Produkten und Systemen unterstützt. Eingesetzt werden kann CAD dabei in der Entwicklung, Bearbeitung, Analyse oder Optimierung eines Designs. Mit CAD können Kurven und Formen in zwei Dimensionen (2D), sowie Kurven, Oberflächen und Gegenstände in drei Dimensionen (3D) entworfen werden. Letzteres wird auch als 3D-CAD bezeichnet.

 

CAD kann in jeder beliebigen Branche eingesetzt werden und findet vor allen Dingen in der Entwicklung Elektronik- und Mechanik-basierter Produkte und Systeme der Fertigungsindustrie Verwendung. Hierzu zählen Automotive, EDV, Kommunikation, Verbrauchsgüter, Medizin, Rüstungsindustrie sowie Luft- und Raumfahrt.

 

Wofür wird CAD bei der Entwicklung elektronischer Systeme eingesetzt?

Electronic CAD, auch als EDA (Entwurfsautomatisierung elektronischer Systeme, engl.: Electronic Design Automation) bekannt, ist eine Art Software-Tool, das hauptsächlich zur Entwicklung von Systemen auf Basis elektronischer Komponenten dient. EDA-Systeme sind heutzutage von sehr vielen Herstellern erhältlich und eignen sich, je nach Budget und Anforderung, für zahlreiche Anwendungen: Angefangen bei der Entwicklung von Systemen auf der Basis von Leiterplatten, bis hin zur Entwicklung und Auswertung hochgradig technologischer integrierter Halbleiterschaltungen. Ein Beispiel für ein Software-Tool zur Entwicklung von PCBs ist DesignSpark PCB: Es zeichnet sich durch seine Vielzahl elektronischer und mechanischer Komponenten aus und kann kostenlos von RS Components heruntergeladen werden.

 

Was ist 3D-Modellierung?

In der graphischen 3D-Datenverarbeitung beschreibt 3D-Modellierung den gesamten Prozess der Entwicklung einer mathematischen Darstellungsform einer beliebigen dreidimensionalen Oberfläche eines Gegenstands mithilfe von 3D-CAD Software. Dieses 3D-Modell kann dann über einen Prozess namens 3D-Rendering als zweidimensionale Abbildung dargestellt werden. 3D-Rendering wird unter anderem weitläufig in Computerspielen eingesetzt, um eine möglichst realistische Spielerfahrung zu erhalten. Ebenfalls zum Einsatz kommt es beim CGI-Verfahren (3D-Computergrafik, engl: Computer Generated Imagery), einem beliebten Hilfsmittel Hollywoods. 3D-Modelle können dank der neuartigen 3D-Drucker selbstverständlich auch in physischer Form reproduziert werden.

 

 

 

Ist 3D-CAD wichtig für Elektronikingenieure?

Die oberste Maxime von Elektronikentwicklern lautet oftmals, so viel Raum wie nur möglich in x- und in y-Richtung einzusparen sowie alle für ihr System erforderlichen Komponenten auf der kleinstmöglichen Leiterplatte unterzubringen und zugleich thermische Einschränkungen zu beachten. Zu diesen Komponenten zählen neben Integrierten Schaltkreisen (sogenannte ICs), darunter Mikrocontroller, Speicher und ähnliche Basislogik-Geräte, auch passive Komponenten, wie Kondensatoren, Magneten oder Stromversorgungsmodule, und elektromechanische Bauteile, wie zum Beispiel Steckverbinder und Schalter. Das Hinzufügen weiterer Komponenten, wie zum Beispiel Extra-Konnektivität oder ein Kühlkörper aus thermischen Gründen, könnte die Ausmaße in der dritten Dimension (in z-Richtung) und somit auch das Gesamtprofil erheblich verändern.

Während es bei der einfachen 2D-Ansicht eines PCB Layouts nur sehr schwer zu erkennen ist, inwiefern der Luftstrom behindert werden kann, bietet die 3D-Ansicht ein wesentlich klareres Bild davon, wie Leiterplatte, Bauteile, Stecker und Gehäuse zusammenpassen. Die Fähigkeit, derartige Probleme bereits in einem frühen Stadium der Entwicklungsarbeiten zu erkennen und zu beheben – anstatt abzuwarten, bis das Problem bei dem fertigen Produkt auftritt – trägt ganz erheblich dazu bei, Projektvorlaufzeiten auf ein absolutes Minimum zu reduzieren.

 

Wie steht es um Elektronik- und Mechanik-basierte Designs?

Heutzutage erfordern neue Produkte einen eleganteren und attraktiveren Look als ein simples Standard-Gehäuse. Immer mehr elektronische Systeme müssen sich neben beweglichen mechanischen Teilen arrangieren und werden daher von Größe und Form dieser Subsysteme eingeschränkt. Dank der Möglichkeit einer interaktiven, visuellen Abbildung des Designs zu einem möglichst frühen Zeitpunkt der Entwicklungsphase, ist es wesentlich einfacher zu erkennen, inwiefern das Design in ästhetischer und mechanischer Hinsicht funktioniert: somit können Probleme im Hinblick auf Größe oder Platzierung von Benutzerschnittstellen erkannt werden, die im schematischen 2D-Modus in dieser Form nicht zu sehen sind.

 

 

 

 

 

Was bietet RS in Sachen 3D-Modellierung?

Das im Jahre 2010 freigegebene Bauteilverzeichnis von RS Components, heute bekannt unter dem Namen ModelSource, bietet Ingenieuren auf der ganzen Welt Zugang zu einer Vielzahl von 2D- und 3D-Modellen. Diese Modelle sind in den verschiedensten Dateiformaten erhältlich, darunter SolidWorks, AutoDesk und TurboCAD, und können absolut kostenlos heruntergeladen werden. Die 3D-Modelle decken alle Schlüsseltechnologien ab, darunter Elektronik, Elektromechanik, Mechanik und Pneumatik sowie Automatisierungs- und Steuerungstechnik.

ModelSource bietet Zugang zu mehr als 34.000 3D-Modellen elektromechanischer Bauteile von über 50 Herstellern. RS aktualisiert ModelSource fortlaufend und stellt jeden Monat 1000 weitere Modelle sowohl von neuen, als auch von bestehenden Zulieferern zur Verfügung. Zu den führenden Herstellern im 3D-Segment zählen Molex, 3M, TE Connectivity, Harting und FCI im Bereich für allgemeine Elektronik, sowie Siemens, Schneider und SMC für Automation und Steuerung.

 

RS’ 3D-Seite finden Sie unter /web/generalDisplay.html?id=3D-CAD: Hier steht Ihnen neben einen 3D-CAD Tutorial-Video auch die Sektion Häufig gestellte Fragen über 3D-CAD, sowie Features über 3D-CAD Datei-Formate zur Verfügung.