Computergestütztes Design (CAD), auch bekannt als computergestütztes Design und (CADD) entwerfend, sind der Gebrauch der Computertechnologie für den Prozess des Designs und der Designdokumentation. Computer das Geholfene Zeichnen beschreibt den Prozess des Zeichnens mit einem Computer. CADD Software versorgt den Benutzer mit Eingangswerkzeugen zum Zweck, Designprozesse zu rationalisieren; das Zeichnen, Dokumentation und Fertigungsverfahren. CADD Produktion ist häufig in der Form von elektronischen Dateien für den Druck oder die Fertigungsoperationen. CADD Software verwendet entweder Vektoren hat Grafik gestützt, um die Gegenstände des traditionellen Zeichnens zu zeichnen, oder kann auch Rastergrafik erzeugen, das gesamte Äußere von bestimmten Gegenständen zeigend.

CAD schließt häufig mehr ein als gerade Gestalten. Als im Handbuch von technischen und Technikzeichnungen muss die Produktion des CAD Information, wie Materialien, Prozesse, Dimensionen und Toleranz gemäß der anwendungsspezifischen Vereinbarung befördern.

CAD kann an Designkurven und Zahlen im zweidimensionalen (2.) Raum gewöhnt sein; oder Kurven, Oberflächen und Festkörper im dreidimensionalen (3D) Raum.

CAD ist eine wichtige Industriekunst, die umfassend in vielen Anwendungen, einschließlich selbstfahrenden, Schiffsbaus, und Raumfahrtindustrien, industrieller und architektonischer Planung, prosthetics, und noch viele verwendet ist. CAD wird auch weit verwendet, um Computerzeichentrickfilm für spezielle Effekten im Kino zu erzeugen, inserierend, und den technischen Handbüchern. Die moderne Allgegenwart und Macht von Computern bedeuten, dass sogar Parfüm-Flaschen und Shampoo-Automaten mit Techniken entworfen werden, die von von Ingenieuren der 1960er Jahre unerhört sind. Wegen seiner enormen Wirtschaftswichtigkeit ist CAD eine größere treibende Kraft für die Forschung in der rechenbetonten Geometrie, Computergrafik (sowohl Hardware als auch Software), und getrennten Differenzialgeometrie gewesen.

Das Design von geometrischen Modellen für Gegenstand-Gestalten wird gelegentlich insbesondere computergestütztes geometrisches Design (CAGD) genannt.

Im CAD sind viele Befehle verfügbar, um grundlegende geometrische Gestalten zu ziehen. Beispiele schließen KREIS, VIELECK, KREISBOGEN, ELLIPSE, und mehr ein.

Übersicht

Der Anfang in den 1980er Jahren computergestützter Designprogramme hat das Bedürfnis nach Zeichnern bedeutsam besonders im kleinen zu mitte-großen Gesellschaften reduziert. Ihr affordability und Fähigkeit, auf Personalcomputern zu laufen, haben auch Ingenieuren erlaubt, ihre eigene Zeichnen-Arbeit zu tun, das Bedürfnis nach kompletten Abteilungen beseitigend. In der heutigen Welt erfahren viele Studenten in Universitäten manuelle Zeichnen-Techniken nicht, weil sie nicht erforderlich sind, so zu tun. Die Tage der Handzeichnung für Endzeichnungen sind alle, aber zu Ende. Universitäten verlangen nicht mehr, dass der Gebrauch von Gradbögen und Kompassen Zeichnungen schafft, stattdessen gibt es mehrere Klassen, die sich auf den Gebrauch der CAD-Software wie Creo, früher Pro Engineer, IEAS-FRAU, Fester Rand, Feste Arbeiten, Bricscad, GstarCAD und AutoCAD konzentrieren. Jedoch ist die Fähigkeit, die Geometrie hinter dem Zeichnen eine Skizze zu machen und zu verstehen, noch für jeden CAD-Maschinenbediener lebenswichtig.

Aktuelle computergestützte Designsoftwarepakete erstrecken sich von 2. Vektor-basierten Zeichnen-Systemen bis feste 3D- und Oberflächenmodellierer. Moderne CAD-Pakete können auch oft Folgen in drei Dimensionen erlauben, Betrachtung eines bestimmten Gegenstands von jedem gewünschten Winkel, sogar von innen dem Hinausschauen erlaubend. Eine CAD-Software ist zum dynamischen mathematischen Modellieren fähig, in welchem Fall es als CADD — computergestütztes Design und das Zeichnen auf den Markt gebracht werden kann.

CAD wird im Design von Werkzeugen und Maschinerie und im Zeichnen und Design aller Typen von Gebäuden, von kleinen Wohntypen (Häuser) zu den größten kommerziellen und industriellen Strukturen (Krankenhäuser und Fabriken) verwendet.

CAD wird für die ausführliche Technik von 3D-Modellen und/oder 2. Zeichnungen von physischen Bestandteilen hauptsächlich verwendet, aber es wird auch während des Technikprozesses aus der Konzeption und dem Lay-Out von Produkten, durch die Kraft und dynamische Analyse von Bauteilen zur Definition von Produktionsmethoden von Bestandteilen verwendet. Es kann auch an Designgegenstände gewöhnt sein.

CAD ist eine besonders wichtige Technologie im Rahmen computergestützter Technologien, mit Vorteilen wie niedrigere Produktentwicklungskosten und ein sehr verkürzter Designzyklus geworden. CAD ermöglicht Entwerfern zum Lay-Out, und entwickeln Sie Arbeit am Schirm, drucken Sie es aus und sparen Sie es für das Zukunft-Redigieren, Zeit auf ihren Zeichnungen sparend.

Gebrauch

Computergestütztes Design ist eines der vielen Werkzeuge, die von Ingenieuren und Entwerfern verwendet sind, und wird auf viele Weisen abhängig vom Beruf des Benutzers und dem Typ der fraglichen Software verwendet.

CAD ist ein Teil der ganzen Tätigkeit von Digital Product Development (DPD) innerhalb der Prozesse von Product Lifecycle Management (PLM), und weil solcher zusammen mit anderen Werkzeugen verwendet wird, die entweder integrierte Module oder eigenständige Produkte sind wie:

• Computergestützte Technik (CAE) und Begrenzte Element-Analyse (FEA)
• Computergestützte Herstellung (CAM) einschließlich Instruktionen zu Maschinen von Computer Numerical Control (CNC)
• Foto realistische Übergabe
• Dokumentenmanagement und das Revisionskontrollverwenden Product Data Management (PDM).

CAD wird auch für die genaue Entwicklung von Foto-Simulationen verwendet, die häufig in der Vorbereitung von Umweltauswirkungsberichten erforderlich sind, in denen computergestützte Designs von beabsichtigten Gebäuden in Fotographien von vorhandenen Umgebungen überlagert sind, um zu vertreten, wem dieser Schauplatz ähnlich sein wird, waren die vorgeschlagenen Möglichkeiten, die erlaubt sind, gebaut zu werden. Die potenzielle Verstopfung von Ansicht-Gängen und Schattenstudien wird auch oft durch den Gebrauch des CAD analysiert.

auch bewiesen hat, ist CAD für Ingenieure ebenso nützlich gewesen. Mit vier Eigenschaften, die Geschichte, Eigenschaften, parameterization, und hohe Einschränkungen (Zhang) sind. Die Baugeschichte kann verwendet werden, um sich in die persönlichen Eigenschaften des Modells und Arbeit am einzelnen Gebiet aber nicht dem ganzen Modell (zhang) umzusehen. Rahmen und Einschränkungen können verwendet werden, um die Größe, Gestalt und die verschiedenen modellierenden Elemente zu bestimmen. Die Eigenschaften im CAD-System können für die Vielfalt von Werkzeugen für das Maß wie Zugbelastung, Ertrag-Kraft, auch seine Betonung und Beanspruchung verwendet werden, und wie das Element in bestimmten Temperaturen betroffen wird.

Typen

Es gibt mehrere verschiedene Typen des CAD, jeder, den Maschinenbediener verlangend, verschieden darüber zu denken, wie man sie verwendet und ihre virtuellen Bestandteile auf eine verschiedene Weise für jeden entwirft.

Es gibt viele Erzeuger des niedrigeren Endes 2. Systeme einschließlich mehrerer freier und offener Quellprogramme. Diese stellen eine Annäherung an den Zeichnungsprozess ohne die ganze Aufregung über die Skala und das Stellen auf der Zeichnungsplatte zur Verfügung, die das Handzeichnen begleitet hat, da diese, wie erforderlich, während der Entwicklung des endgültigen Entwurfs angepasst werden können.

3D wireframe ist grundsätzlich eine Erweiterung des 2. Zeichnens (nicht häufig verwendet heute). Jede Linie muss in die Zeichnung manuell eingefügt werden. Das Endprodukt hat keine Masseneigenschaften, die damit vereinigt sind, und kann Eigenschaften nicht haben, die direkt dazu wie Löcher hinzugefügt sind. Der Maschinenbediener nähert sich diesen auf eine ähnliche Mode zu den 2. Systemen, obwohl viele 3D-Systeme erlauben, das wireframe Modell zu verwenden, um die Endtechnikzeichnungsansichten zu machen.

"Stumme" 3D-Festkörper werden in einem Weg geschaffen, der Manipulationen von echten Weltgegenständen (nicht häufig analog ist, verwendet heute). Grundlegende dreidimensionale geometrische Formen (Prismen, Zylinder, Bereiche, und so weiter) ließen feste Volumina oder abgezogen von ihnen hinzufügen, als ob sich versammelnd oder wirkliche Gegenstände schneidend. Zweidimensionale geplante Ansichten können von den Modellen leicht erzeugt werden. Grundlegende 3D-Festkörper schließen Werkzeuge nicht gewöhnlich ein, um Bewegung von Bestandteilen leicht zu erlauben, Grenzen zu ihrer Bewegung festzulegen, oder Einmischung zwischen Bestandteilen zu identifizieren.

Das feste parametrische 3D-Modellieren verlangt, dass der Maschinenbediener verwendet, was "Designabsicht" genannt wird. Die Gegenstände und geschaffenen Eigenschaften sind regulierbar. Irgendwelche zukünftigen Modifizierungen werden einfach, schwierig, oder fast je nachdem unmöglich sein, wie der ursprüngliche Teil geschaffen wurde. Man muss daran als seiend eine "vollkommene" Weltdarstellung des Bestandteils denken. Wenn eine Eigenschaft beabsichtigt war, um vom Zentrum des Teils gelegen zu werden, muss der Maschinenbediener es vom Zentrum des Modells, nicht, vielleicht, von einem günstigeren Rand oder einem willkürlichen Punkt ausfindig machen, wie er gekonnt hat, als er "stumme" Festkörper verwendet hat. Parametrische Festkörper verlangen, dass der Maschinenbediener die Folgen seiner Handlungen sorgfältig denkt.

Einige Softwarepakete stellen die Fähigkeit zur Verfügung, parametrische und nichtparametrische Geometrie ohne das Bedürfnis zu editieren, die Designabsicht-Geschichte der Geometrie durch den Gebrauch der direkten modellierenden Funktionalität zu verstehen oder aufzumachen. Diese Fähigkeit kann auch die zusätzliche Fähigkeit einschließen, die richtigen Beziehungen zwischen der ausgewählten Geometrie abzuleiten (z.B, tangency, Konzentrizität), der das Redigieren weniger Zeit und intensive Arbeit bearbeiten lässt, während er noch den Ingenieur von der Last befreit, die Modelle zu verstehen. Ähnliche werden gestützte Systeme der Nichtgeschichte Ausführliche Modellierer oder Direkte CAD-Modellierer genannt.

Spitzenendsysteme bieten die Fähigkeiten an, sich mehr organisch, Ästhetik und ergonomische Eigenschaften in Designs zu vereinigen. Das Oberflächenmodellieren von Freeform wird häufig mit Festkörpern verbunden, um dem Entwerfer zu erlauben, Produkte zu schaffen, die die menschliche Form und Sehvoraussetzungen passen sowie sie mit der Maschine verbinden.

Technologie

Ursprünglich wurde die Software für Computergestützte Designsysteme mit Computersprachen wie Fortran entwickelt, aber mit der Förderung von objektorientierten Programmierverfahren hat sich das radikal geändert. Typische moderne parametrische Eigenschaft hat Modellierer gestützt, und Freeform-Oberflächensysteme werden um mehrere Schlüssel C Module mit ihrem eigenen APIs gebaut. Ein CAD-System, kann wie aufgebaut, von der Wechselwirkung einer grafischen Benutzerschnittstelle (GUI) mit der NURBS Geometrie und/oder Grenzdarstellung (B-rep) Daten über einen geometrischen modellierenden Kern gesehen werden. Ein Geometrie-Einschränkungsmotor kann auch verwendet werden, um die assoziativen Beziehungen zwischen der Geometrie, wie Wireframe-Geometrie in einer Skizze oder Bestandteile in einem Zusammenbau zu führen.

Unerwartete Fähigkeiten zu diesen assoziativen Beziehungen haben zu einer neuen Form von genanntem digitalem prototyping von prototyping geführt. Im Gegensatz zu physischen Prototypen, die Produktionszeit mit dem Design zur Folge haben. Das hat gesagt, CAD-Modelle können durch einen Computer erzeugt werden, nachdem der physische Prototyp mit einem industriellen CT Abtastung der Maschine gescannt worden ist. Abhängig von der Natur des Geschäfts können digitale oder physische Prototypen gemäß spezifischen Bedürfnissen am Anfang gewählt werden.

Heute bestehen CAD-Systeme für alle Hauptplattformen (Windows, Linux, UNIX und Mac OS X); einige Pakete unterstützen sogar vielfache Plattformen.

In diesem Augenblick ist keine spezielle Hardware für den grössten Teil der CAD-Software erforderlich. Jedoch können einige CAD-Systeme grafisch und rechenbetont intensive Aufgaben tun, so kann eine moderne Grafikkarte, hohe Geschwindigkeit (und vielleicht vielfach) Zentraleinheiten und große Beträge des RAM empfohlen werden.

Die Schnittstelle der menschlichen Maschine ist allgemein über eine Computermaus, aber kann auch über einen Kugelschreiber und das Digitalisieren des Grafikblocks sein. Die Manipulation der Ansicht vom Modell auf dem Schirm wird auch manchmal mit dem Gebrauch eines Spacemouse/SpaceBall getan. Einige Systeme unterstützen auch stereoskopische Brille, für das 3D-Modell anzusehen.

Geschichte

Entwerfer haben lange Computer für ihre Berechnungen verwendet. Anfängliche Entwicklungen wurden in den 1960er Jahren innerhalb des Flugzeuges und der Automobilindustrien im Gebiet des 3D-Oberflächenaufbaus und der NC-Programmierung, des grössten Teiles davon unabhängig von einander und häufig nicht öffentlich veröffentlicht bis viel später ausgeführt. Etwas von der mathematischen Beschreibungsarbeit an Kurven wurde am Anfang der 1940er Jahre von Robert Issac Newton von Pawtucket, Rhode Island entwickelt. Robert A. Heinlein in seinem 1957-Roman Die Tür in den Sommer hat die Möglichkeit eines robotic das Einziehen von Dan vorgeschlagen. Jedoch wahrscheinlich wurde die wichtigste Arbeit an polynomischen Kurven und geformter Oberfläche von Pierre Bézier (Renault), Paul de Casteljau (Citroen), Waschbären von Steven Anson (MIT, Ford), James Ferguson (Boeing), Carl de Boor (GM), Birkhoff (GM) und Garibedian (GM) in den 1960er Jahren und W. Gordon (GM) und R. Riesenfeld in den 1970er Jahren getan.

Es wird behauptet, dass ein Wendepunkt die Entwicklung des SKETCHPAD Systems an MIT 1963 durch Ivan Sutherland war (wer später eine Grafiktechnologiegesellschaft mit Dr David Evans geschaffen hat). Das unterscheidende Merkmal von SKETCHPAD war, dass er dem Entwerfer erlaubt hat, mit seinem Computer grafisch aufeinander zu wirken: Das Design kann in den Computer gefüttert werden, indem es auf einen CRT-Monitor mit einem leichten Kugelschreiber gestützt wird. Effektiv war es ein Prototyp der grafischen Benutzerschnittstelle, eine unentbehrliche Eigenschaft des modernen CAD.

Die ersten kommerziellen Anwendungen des CAD waren in großen Gesellschaften in den Automobil- und Raumfahrtindustrien, sowie in der Elektronik. Nur große Vereinigungen konnten die Computer gewähren, die dazu fähig sind, die Berechnungen durchzuführen. Bemerkenswerte Firmenprojekte waren an GM (Dr Patrick J.Hanratty) mit DAC-1 (Design, das durch den Computer vermehrt ist) 1964; Projekte von Lockheed; Glocke GRAFISCHER 1 und an Renault (Bézier) - UNISURF 1971-Autokörperdesign und Bearbeitung.

Eines der einflussreichsten Ereignisse in der Entwicklung des CAD war die Gründung von MCS (Manufacturing and Consulting Services Inc.) 1971 durch Dr P. J. Hanratty, der dem System ADAM (das Automatisierte Zeichnen Und die Fertigung) geschrieben hat, aber wichtiger Code Gesellschaften wie McDonnell Douglas (Unigraphics), Computervision (CADDS), Calma, Gerber, Autotrol und Control Data geliefert hat.

Da Computer erschwinglicher geworden sind, haben sich die Anwendungsgebiete allmählich ausgebreitet. Die Entwicklung der CAD-Software für persönliche Tischcomputer war der Impuls für fast die universale Anwendung in allen Gebieten des Aufbaus.

Andere Stichpunkte würden in den 1960er Jahren und 1970er Jahren das Fundament von CAD-Systemen Vereinigte Computerwissenschaft, Zwischengraph, IBM, Zwischengraph IGDS 1974 sein (der zu Systemen von Bentley MicroStation 1984 geführt hat)

CAD-Durchführungen haben sich drastisch seitdem entwickelt. Am Anfang, mit dem 3D in den 1970er Jahren, wurde es normalerweise auf das Produzieren von handentworfenen Zeichnungen ähnlichen Zeichnungen beschränkt. Fortschritte in der Programmierung und Computerhardware, das namentlich feste Modellieren in den 1980er Jahren, haben mehr vielseitige Anwendungen von Computern in Designtätigkeiten erlaubt.

Schlüsselprodukte für 1981 waren die festen modellierenden Pakete - Romulus (ShapeData) und Uni-fest (Unigraphics), der auf PADL-2 und der Ausgabe des Oberflächenmodellierers CATIA (Dassault Systemes) gestützt ist. Autoschreibtisch war gegründeter 1982 durch John Walker, der zum 2. System AutoCAD geführt hat. Der folgende Meilenstein war die Ausgabe von Pro/ENGINEER 1988, der größeren Gebrauch von Eigenschaft-basierten modellierenden Methoden und parametrische Verbindung der Rahmen von Eigenschaften verkündet hat. Auch wichtig zur Entwicklung des CAD war die Entwicklung der B-rep festen modellierenden Kerne (Motoren, um geometrisch und topologisch konsequente 3D-Gegenstände zu manipulieren) Parafest (ShapeData) und ACIS (Spatial Technology Inc.) am Ende der 1980er Jahre und der 1990er Jahre, beide zu beginnen, die durch die Arbeit von Ian Braid begeistert sind. Das hat zur Ausgabe von Paketen des mittleren Bereichs wie SolidWorks 1995, Fester Rand (dann Zwischengraph) 1996 und Autoschreibtisch-Erfinder 1999 geführt.

Siehe auch

• Computergestütztes Industriedesign
• CAD-Standards
• Vergleich von CAD-Redakteuren für AEC (Architektur, Technik und Aufbau)
• Vergleich der Freien EDA Software (Elektronische Designautomation)
• 3D-Computergrafik-Software
• Zusätzliches Produktionsdateiformat
• Vergleich der 3D-Computergrafik-Software
• Digitalarchitektur
• Elektronische Designautomation
• Integrierung der Funktionalität
• ISO 128
• Modell hat Definition gestützt
• Molekulare Designsoftware