CAD

Was bedeutet CAD?

CAD steht für Computer-Aided Design. Gemeint ist die softwaregestützte Konstruktion technischer Modelle – je nach Anwendungsfall als 2D-Zeichnung (z. B. technische Ableitungen) oder als 3D-Modell (z. B. Gehäuse und Baugruppen).

In der Elektronik begegnet CAD typischerweise in zwei Welten: als ECAD (Elektronik-CAD) für Schaltplan und Leiterplattenlayout sowie als MCAD (Mechanik-CAD) für Gehäuse, Halterungen und den mechanischen Einbau. Beide Bereiche müssen zusammenpassen, damit ein Produkt später nicht nur „auf dem Papier“, sondern auch in der Fertigung und im Einsatz funktioniert.

Wofür wird CAD eingesetzt?

CAD wird überall dort eingesetzt, wo technische Lösungen nachvollziehbar konstruiert, geprüft und dokumentiert werden müssen. In Entwicklungs- und Fertigungsprojekten rund um Elektronik sind typische Einsatzfelder:

• Leiterplattenentwicklung (ECAD): Schaltpläne erstellen, Bauteile platzieren, Leiterbahnen routen, Designregeln prüfen (z. B. Abstände, Impedanzen, Strompfade).
• Mechanische Konstruktion (MCAD): Gehäuse, Frontplatten, Befestigungen, Kühlkörper- oder Luftführungs-Konzepte als 3D-Modelle auslegen.
• Systemintegration: Kollisionsprüfungen und Einbauraum-Checks (passt die Leiterplatte ins Gehäuse, sind Stecker erreichbar, stimmen Höhen von Bauteilen).
• Fertigungs- und Dokumentationsdaten: Aus CAD entstehen die Daten, die Lieferanten und Fertigung benötigen (z. B. Stücklisten, Zeichnungen, Leiterplatten-Fertigungsdaten).

Wie funktioniert CAD in der Praxis?

In der Praxis ist CAD weniger „eine Datei“, sondern ein durchgängiger Arbeitsablauf mit klaren Ergebnissen und Prüfschritten. Ein vereinfachtes Beispiel aus der Elektronik:

• Aus Anforderungen (Pflichtenheft, Schnittstellen, Einbauraum) wird eine erste Architektur abgeleitet.
• Im ECAD entsteht der Schaltplan. Daraus wird ein Layout aufgebaut: Bauteile werden platziert, Leiterbahnen geführt, und Regeln (z. B. Mindestabstände, Hochstrombereiche, EMV-Aspekte) werden geprüft.
• Parallel oder anschließend wird im MCAD der mechanische Aufbau modelliert, inklusive Gehäuse, Halterungen und thermischer Randbedingungen.
• Abgleich zwischen ECAD und MCAD: Steckerpositionen, Bohrungen, Bauhöhen, Abstände zu Gehäusewänden und ggf. Kühlflächen müssen konsistent sein.
• Zum Abschluss werden aus dem CAD belastbare Fertigungsdaten und Prüfunterlagen erzeugt. Je sauberer diese Daten sind, desto stabiler laufen Prototypen- und Serienprozesse.

Anschaulich betrachtet ist CAD der „digitale Prototyp“: Viele Fehler (z. B. Kollisionen, unklare Toleranzen, fehlende Abstände) lassen sich virtuell finden, bevor sie in der Fertigung Zeit und Kosten verursachen.

Warum ist CAD für Unternehmen relevant?

CAD beeinflusst nicht nur die Konstruktion, sondern sehr direkt Kosten, Zuverlässigkeit und Time-to-Market:

• Weniger Iterationen: Frühzeitige Prüfungen (Designregeln, Kollisionen, Plausibilität) senken das Risiko, dass Prototypen wegen vermeidbarer Fehler nachgearbeitet werden müssen.
• Bessere Fertigbarkeit: CAD-Daten bilden die Basis für eine prozesssichere Fertigung (z. B. klare Fertigungsdaten, konsistente Stücklisten, eindeutige Zeichnungen).
• Qualität und Zuverlässigkeit: Korrekte Abstände, passende Steckverbinder, definierte Toleranzen und thermische Randbedingungen zahlen auf eine stabile Funktion im Feld ein.
• Automatisierung und Digitalisierung: Saubere CAD-Daten erleichtern die Weiterverarbeitung in digitalen Prozessketten (z. B. Datenübergaben, Änderungsstände, Nachverfolgbarkeit).

Im Kontext von Entwicklung und Auftragsfertigung bedeutet das: Je konsistenter CAD-Modelle, Layouts und abgeleitete Fertigungsdaten sind, desto besser lassen sich Übergaben, Änderungen und Serienanläufe planen. Mehr Informationen dazu finden sich im Überblick zur Elektronikentwicklung.