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CAD im Unterricht?

CAD - computer-aided design          

Die Abkürzung CAD steht für „Computer-aided Design“.

Konkret bedeutet die Arbeit mit einer CAD-Software, dass einzelne Schritte im Konstruktionsprozess nicht mehr mit der Hand durchgeführt, sondern vom Computer übernommen werden. Mithilfe einer CAD-Software können Schritte von der Konzeptentwicklung bis zur Übergabe an die Fertigungsabteilung direkt am Computer erledigt werden -sowohl in 2D, beispielsweise beim Erstellen eines Stadtplans, als auch in 3D wie bei der Planung ganzer Gebäudekomplexe.

CAD-Software hat die Konstruktion in den letzten 30 Jahren komplett verändert. Das Reißbrett, an dem ein Konstrukteur früher mühevoll Modellentwürfe entwickelte, und der Technische Zeichner, der sie ins Reine zeichnete, gehören der Vergangenheit an.

Vorteile einer CAD-Software


Das computergestützte Design macht die Konstruktion, sei es die von Autos, Maschinen oder Gebäuden, deutlich effizienter und weniger fehleranfällig. 

Die wichtigsten Vorteile von CAD sind:


    ▪    Zeitersparnis bei der Erstellung von fertigungsgerechten Zeichnungen:
         Mit einer CAD-Software sind Änderungen auf einer Zeichnung deutlich
         schneller geändert und dokumentiert (gemäß DIN ISO 9001).

    ▪    Fehlerminimierung: Fehler bei Konstruktionen werden minimiert.

    ▪    Kostenersparnis: Die gesamte Prozesskette in der Konstruktion läuft durch
         den Einsatz einer CAD-Software deutlich schneller und dadurch auch
         kostensparender ab.

    ▪    Lean Production: Die realistischen Entwürfe erlauben eine schlankere
         Produktion, weil Optimierungspotenzial bereits in der Zeichnung und nicht
         erst am fertigen Modell erkannt wird.

    ▪    Einfache Dokumentation: Wichtige Abmessungen, Stücklisten und
          Konstruktionsdaten werden direkt am PC erfasst und dokumentiert.

    ▪    Erleichterte Wiederverwendbarkeit: Bewährte Arbeiten können ohne großen
          Aufwand wiederverwendet und weiterentwickelt werden.

Übersicht zum Lehrgang
Hinweise zum Unterricht

Bekannte kostenpflichtige CAD-Programme sind Solidworks, Solid Edge, AutoCAD, Catia und Siemens NX.



Nachteile der CAD-Software


  • • Die Hardware und die Vollversion einer kostenpflichtigen CAD-Software sind kostspielig.

  • • Intensiver Schulungsaufwand:
    Mitarbeiter, die erstmals mit CAD arbeiten, brauchen eine umfangreiche Einführung - und das in Abständen immer wieder, wenn die Software verändert wird.

 








Im Unterricht sollte deshalb auf kostenlose Software zurückgegriffen werden, die dazu dienen kann, in einfache Grundprinzipien von CAD einzuführen:

Einführung in  FreeCAD

CAD lernen war bisher noch nie so einfach und effektiv, wie mit der Open Source CAD Software-Suite FreeCAD, die jetzt in der aktualisierten Version 0.19.1 für Windows PC, MacOS und Linux vorliegt.


Unter Verwendung veröffentlichter YouTube-Anleitungen habe ich versucht, einfache Übungen für Schüler in Klasse 9 und 10 zu erstellen.

weiter zu FreeCAD

TINKERCAD ermöglicht einen einfachen Einstieg in CAD:

  • • Das Programm muss nicht installiert werden, sondern steht online bereit
  • • Um damit zu arbeiten muss man sich registrieren
  • • Für Schüler ist nur der Beitritt zu einer Klasse  vorgesehen, die von der Lehrkraft eingerichtet wird.
  • • So können Schüler 3D-Druck-Designs auf die Schnelle schaffen, und sich mit einigen Grundlagen des 3D-CAD-Modellierens vertraut machen. 
  • • Wenn ein 3-Drucker zur Verfügung steht, können die erstellten Entwürfe als Körper ausgedruckt werden.
Bei TINKERCAD anmelden

TinkerCAD versteht sich darauf einen einfachen Einstieg in CAD zu bieten, ohne dass erste Designversuche darunter leiden müssen.
Du kannst mit einer Reihe von „Primitives“ – vordefinierten Formen – starten, die du in deine Designfläche ziehen kannst. Die Größe und Position der Objekte lassen sich durch sogenannten „Drag Handles“ (das heißt Ziehpunkte) oder durch Texteingabe anpassen. 

Mithilfe der raffinierten Formgeneratoren lassen sich mit wenig Aufwand komplexe Designs herstellen und die Eigenschaften vieler Bauteile, wie z.B. Zahnrädern oder Treppen, werden durch Makros wiedergegeben. 

Da man sich jedoch nicht den Kopf über die Feinheiten, etwa der Boole’scher Operationen, zerbrechen muss, eignet sich TinkerCad auch besonders für Einsteiger.

Zudem lassen sich bei TinkerCad seit Kurzem auch Objekte durch Codeblöcke entwerfen. Dies erlaubt dir das Anfertigen von technisch parametrischen Modellen und es kommt nicht mehr nur darauf an wie gut jemand mit Maus und Tastatur umgehen kann.