Was ist CAD?

CAD ist die Abkürzung für Computer-Aided Design, zu Deutsch computergestütztes Entwerfen oder Konstruieren. Der Begriff bezeichnet sowohl die Methodik als auch die Software, mit der technische Zeichnungen und dreidimensionale Modelle am Computer erstellt werden. Im 3D-Druck ist CAD der erste Schritt der digitalen Fertigungskette, an dessen Ende das physische Bauteil steht.

Funktionsweise

CAD-Software ermöglicht die präzise Konstruktion geometrischer Formen im virtuellen Raum. Der Anwender erstellt Grundkörper, kombiniert sie durch boolesche Operationen und formt komplexe Geometrien. Parametrische CAD-Systeme speichern die Konstruktionshistorie, sodass Änderungen an früheren Schritten automatisch alle folgenden anpassen. Maße, Toleranzen und Materialeigenschaften werden digital definiert.

CAD-Methoden

Verschiedene Konstruktionsansätze kommen in CAD-Software zum Einsatz:

Parametrisches Modellieren mit Skizzen und Features
Direktmodellierung für schnelle Änderungen
Freiformflächen-Modellierung für organische Formen
Polygonmodellierung für künstlerische Objekte
Sculpting für detaillierte Figuren und Charaktere
Reverse Engineering aus Scandaten

Software für den 3D-Druck

Für die Erstellung druckbarer Modelle existieren zahlreiche Programme. Professionelle Lösungen wie Fusion 360, SolidWorks und Inventor bieten umfassende Funktionen für technische Konstruktion. Kostenlose Alternativen wie FreeCAD, Tinkercad und Blender ermöglichen den Einstieg. Spezialisierte Programme wie ZBrush und Meshmixer eignen sich für organische Formen und Figuren.

Anforderungen für den 3D-Druck

CAD-Modelle für den 3D-Druck müssen bestimmte Kriterien erfüllen. Die Geometrie muss wasserdicht sein, also eine geschlossene Hülle ohne Löcher bilden. Wandstärken müssen ausreichend dimensioniert sein. Überhänge sollten für die gewählte Drucktechnologie geeignet sein. Der Export erfolgt typischerweise als STL-Datei mit angemessener Auflösung.

Vom CAD-Modell zum Druck

Der Workflow vom CAD-Modell zum fertigen Druck durchläuft mehrere Stationen. Das konstruierte Modell wird als STL oder 3MF exportiert. Der Slicer importiert die Datei, positioniert sie auf der virtuellen Bauplattform und fügt Stützstrukturen hinzu. Nach der Parametrierung wird die Druckdatei erzeugt und an den Drucker übertragen. Das physische Bauteil entsteht schichtweise aus dem digitalen Entwurf.