Konstruktion CAD in Lübz, Konstruktionen CAD in Lübz, Mecklenburg-Vorpommern

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CAD

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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Für andere Bedeutungen der Abkürzung, siehe CAD (Begriffsklärung)
Ein virtuelles Bauteil in räumlicher (3D) Ansicht (CAD-Programm CATIA)
Arbeitsschritte mit CAD in Zeitraffer im CAD-Programm NX

CAD (von engl. computer-aided design [kəmˈpjuːtə ˈeɪdɪd dɪˈzaɪn], zu Deutsch rechnerunterstütztes Zeichnen, rechnerunterstützter Entwurf oder rechnerunterstützte Konstruktion) bezeichnet ursprünglich die Verwendung eines Computers als Hilfsmittel beim technischen Zeichnen. Die mit Hilfe des Computers angefertigte Zeichnung wird auf dem Bildschirm sichtbar gemacht und kann auf Papier ausgegeben werden.

Inzwischen ist in fast allen CAD-Anwendungen die dritte Dimension (3D) hinzugekommen. Damit bezeichnet CAD auch die Bildung eines virtuellen Modells dreidimensionaler Objekte mit Hilfe eines Computers. Von diesem können die üblichen technischen Zeichnungen abgeleitet und ausgegeben werden. Ein besonderer Vorteil ist, vom bereits virtuell bestehenden dreidimensionalen Objekt eine beliebige räumliche Abbildung zu erzeugen. Durch die mit erfassten Materialeigenschaften können rechnerunterstützte technische Berechnungen (zum Beispiel mit Finite-Elemente-Programmen) unmittelbar anschließen.

CAD hat das Zeichenbrett und viele Routine-Tätigkeiten verdrängt. Betroffen sind alle Zweige der Technik: Architektur, Bauingenieurwesen, Maschinenbau, Elektrotechnik und all deren Fachrichtungen und gegenseitige Kombinationen bis hin zur Zahntechnik. Fertigungsmaschinen für technische Objekte können direkt vom Computer aus angesteuert werden.

CAD wird als Grafikdesign auch dort angewendet, wo ausschließlich Bildhaftes herzustellen ist.

Inhaltsverzeichnis

Am Anfang war CAD lediglich ein Hilfsmittel zum technischen Zeichnen. Der Zusatz 2D wurde erst nötig, als technische Objekte mit Computerhilfe nicht mehr nur gezeichnet, sondern als virtuelle dreidimensionale Körper (3D) behandelt werden konnten.

Mit Hilfe eines sogenannten 2D-CAD-Systems werden genau wie beim Zeichnen von Hand Ansichten und Schnitte in der Regel räumlich ausgedehnter Körper erstellt. Die Zeichnungen werden zuerst auf dem Bildschirm sichtbar gemacht und dann auf Papier geplottet oder gedruckt.

Die vormals von Hand gezeichnete Linie ist auch das Grundelement in einem CAD-System. Daraus bestehen die “vorgefertigten” Basis-Objekte des Systems: Gerade, Kreis, Ellipse, Polylinie, Polygon oder Spline. Die interne Darstellung dieser Objekte ist vektororientiert, das heißt, dass nur ihre Parameter gespeichert werden (zum Beispiel die beiden Endpunkte einer Geraden oder der Mittelpunkt und der Radius eines Kreises). Auf diese Weise ist der Speicherbedarf im Computer klein (Gegenteil: Pixelgraphik). Das Objekt wird aus den wenigen Daten erst bei der Ausgabe erstellt.

Man fügt den Objekten noch wählbare Attribute wie Farbe, Linientyp und Linienbreite hinzu. Mit der Möglichkeit, die Objekte mit sogenannten Werkzeugen zu bearbeiten und die virtuelle Zeichnung zu bemaßen und zu beschriften, sind fast alle Tätigkeiten auf Papier auch im CAD-System ausführbar.[1]

Werkzeuge ermöglichen und erleichtern zum Beispiel das Erzeugen, Positionieren, Ändern und Löschen von Objekten, Zeichnen von Hilfslinien, Finden von ausgezeichneten Punkten der Objekte (zum Beispiel End- und Mittelpunkte von Linien, Mittelpunkte von Kreisen usf.), Zeichnen von Lotrechten, Tangenten und Äquidistanten zu Objekt-Linien und das Schraffieren geschlossener Linienzüge. Die vollständige Bemaßung wird erstellt, nachdem lediglich deren Endpunkte (zum Beispiel ein Längenmaß) oder das Objekt (zum Beispiel ein Bogen für dessen Radius) ausgewählt wurden. Die Genauigkeit der Abmessungen ist ein Vielfaches von denen in einer klassischen Zeichnung. Indirekt erzeugte Maße müssen nicht aufwändig errechnet werden, sie lassen sich aus der CAD-Zeichnung ablesen.

Sich wiederholende Objekte können gleich von Anfang an “in Serie” erzeugt werden. Objekt-Gruppen lassen sich als Ganzes verändern, zum Beispiel strecken oder stauchen oder auch nur proportional vergrößern oder verkleinern.

Ein organisatorisches Hilfsmittel ist die Anfertigung der Zeichnung in Teilen auf verschiedenen Ebenen (Layertechnik). Das entspricht der Anfertigung einer klassischen Zeichnung auf mehren transparenten Papieren, die übereinander gelegt das Ganze darstellen.

Darstellungen von Norm- und Wiederholteilen können in einer Bibliothek abgelegt und von dort wieder bezogen und eingefügt werden. Teilbereiche lassen sich vergrößert darstellen (Zoom), so dass eine geringe Bildschirmauflösung (1600×1200 Pixel sind für CAD-Anwendungen eine geringe Auflösung) nicht hinderlich ist.

Moderne CAD-Systeme haben auch Schnittstellen zur Erweiterung der Funktionalität mittels Makros.

Durch Zeichnen von Linien im Raum lassen sich Körper andeuten. Solche Linien bezeichnen zum Beispiel die Kanten eines Quaders. Ein Körper ist aber erst dann ausreichend simuliert, wenn er ein Volumen und Oberflächen, beides mit diversen physikalischen Eigenschaften hat. Solche mangelhaften Modelle werden im Unterschied zu genügenden Modellen gelegentlich als 2½D-Modelle bezeichnet.

Eine ebenfalls saloppe, aber anschaulichere Kennzeichnung eines Körpers mit nur 2½ anstatt 3 Dimensionen bezieht sich auf dessen Einfachheit. Es handelt sich um Körper, deren Entstehung man sich durch Ausdehnung ebener Konturen in die dritte Dimension vorstellen kann. Macht man ein dünnes Blatt (ist in Näherung eine Ebene) immer dicker, so erhält man zunächst ein Brett und zuletzt eine Säule, also Körper, in denen alle zur Ausgangsfläche parallelen Schnitte gleich aussehen. Als CAD-Werkzeug heißt dieses Vorgehen Extrusion.[2]

Eine Vorstufe zur Extrusion (ist ein 3D-Werkzeug) ist das Zeichnen mit Höhe.[3] Man erstellt zum Beispiel nicht nur ein Rechteck, sondern einen Quader, der aber lediglich mit Hilfe von zwei parallelen rechteckigen Konturen definiert ist. Sein Inneres und sein Oberfläche sind nicht festgelegt. Der Quader ist leer und hat durchsichtige Wände. Zusätzlich ist das Zeichnen mit Erhebung möglich.[4] Man kann damit ein zweites mit Höhe versehenes Objekt in einer parallelen Ebene zeichnen und erhält auf diese Weise zwei 2½D-Körper, die nicht auf derselben Ebene stehen. Eine von möglichen Steigerungen ist, den 2½D-Körper im Raum drehen zu können.

Beim Zeichnen mit Höhe und Erhebung haben die Objekte lediglich weitere Attribute bekommen. Der Fortschritt vom 2D- zum 2½D-CAD besteht deshalb hauptsächlich aus den Möglichkeiten, die modellierten Körper von einem gewählten Ansichtspunkt aus als räumliche Objekte darzustellen, das heißt zu zeichnen. Beim Quader waren zum Beispiel Linien von einer unteren Ecke zur zugehörigen obere Ecke hinzuzufügen. Linien sind per Definition körperlos, können aber als Drähte aufgefasst werden. Somit nennt man diese einfachste der CAD-Modellierungs-Arten neben Linien- oder Kantenmodell auch Drahtmodell. Um das Vordere vom Hinteren des massiv gemeinten Quaders unterscheiden zu können, musste das rechenintensive Werkzeug Verdeckte Kanten ausblenden entwickelt und zugefügt werden.[5]

Eine Variante zum Erzeugen von Drahtmodellen mittels Höhe und Erhebung ist das Zeichnen in mehreren sich schneidenden Ebenen. Je eine Oberflächen-Kontur eines 2½D-Körpers befindet sich in je einer Zeichenebene. Einfaches Beispiel ist die Darstellung eines Quaders in xy-, xz- und yz-Ebenen im räumlichen kartesischen Koordinatensystem.

Reine 2½D-CAD-Systeme werden heute nicht mehr angeboten, sind aber die Grundstufe in den meisten gängigen 3D-CAD-Systemen. Aus historischer Sicht war die 2½D-CAD-Technik eine Vorstufe zu den 3D-Systemen. Die ihr innewohnenden Begrenzungen ergaben sich vor allem durch die Langsamkeit und geringe Speicherfähigkeit der Computer, weniger durch noch nicht vorhandene aufwändigere Software.

Die mit 3D-CAD gelöste Aufgabe ist wesentlich anspruchsvoller, als in der Ebene (2D-CAD) oder im Raum (2½D-CAD) zu zeichnen. Im Computer wird ein virtuelles Modell eines dreidimensionalen Objektes erzeugt. Außer geometrischen werden auch physikalische Eigenschaften simuliert. Das geometrisch beschriebene sogenannte Volumenmodell wird zum sogenannten Körper-Modell, das zusätzlich physikalische Eigenschaften wie Dichte, Elastizitätskoeffizient, zulässige Verformungs- und Bruchspannung, thermische und elektrische Leitfähigkeit, und thermischen Ausdehnungskoeffizient und andere hat. Es hat eine Oberfläche mit Struktur und optischen Eigenschaften. Ein derart beschriebener Körper lässt sich virtuell wiegen, elastisch, plastisch und thermisch verformen. Seine Geometrie und seine Materialeigenschaften sind die Vorgaben zum Beispiel für ein Finite-Elemente-Programm, mit denen es bezüglich Verformung und Bruch untersucht wird. Man kann ihn beleuchten und seine optischen Eigenschaften dabei erkennen.

Ein Zwischenschritt ist das sogenannte Flächen-Modell. Es wird benutzt, wenn die Oberflächen-Form eines Gegenstandes primär wichtig ist. Bei Automobilen sind es die von der Ästhetik und vom momentanen Geschmack bestimmten ziemlich beliebigen Formen der Karosserie-Bleche, bei Flugzeugen die aus strömungstechnischen Optimierungen stammenden Formen der Flügel- und Rumpf-Bleche, die auch meistens keine mit bekannten Flächen-Gleichungen beschreibbare Formen haben. Das Flächen-Modell ist als Blechmodell vorstellbar, hat aber wie das Drahtmodell auch keine Masse. Seine Objekte sind lediglich geometrische Flächen.[6]

Volumen-Modelle werden in der Regel aus einfachen Grundkörpern (Quader, Pyramide, Zylinder, Kegel, Kugel, Torus) zusammen gesetzt, was durch die Möglichkeit ihrer Booleschen Verknüpfung begünstigt wird.[7] Zum Beispiel kann ein liegendes Dreikant-Prisma mit einem vertikalen Quader vereinigt werden, wenn ein Schornstein aus einem Hausdach herausragen soll. Durch Bewegen einer ebenen Kontur aus der Ebene heraus (auf einer Geraden: Extrusion | auf einem Kreisbogen: Rotation[8]) lassen sich ebenfalls Grundkörper gewinnen (ein Sonderfall ist der Torus: ein Kreis wird auf einem Kreis bewegt).

Modellierungsverfahren (nach steigender Komplexität)
Prinzip Beschreibung
Kantenmodell / Drahtmodell Es werden Körperkanten als "Drahtmodell" durch eine mathematische Beschreibung abgebildet. Bei größeren Flächen bildet ein Drahtgitter die Ansiche einer Fläche. Gedanklich spannt man ein Netz oder etwas Stoff über die Körperkanten bzw. den Stützdraht und erhält so das Flächenmodell.
Flächenmodell Die den Körper begrenzenden Flächen werden durch eine mathematische Beschreibung, zum Beispiel durch NURBS-Flächen, beschrieben. Zusätzlich wird in der Regel noch die Topologie der Flächen mit abgespeichert, das heißt, welche Fläche an welche andere Fläche grenzt.
Volumenmodell Neben den beschreibenden Flächen eines Körpers wird die Information gespeichert, auf welcher Seite der jeweiligen Fläche sich Materie befindet, das heißt die Fläche ist eine Begrenzungsfläche eines Volumens. Die Volumenbeschreibung dient zur Feststellung von Durchdringungen sowie zur Volumenbestimmung eines dargestellten Körpers.
Körpermodell Ein Volumenmodell das zusätzliche Information bezüglich des Werkstoffes und der Oberflächenbeschaffenheit hält. Ein Körpermodell besteht also aus Kanten, Flächen, dem dazugehörigen Volumen und nicht-geometrischen Informationen. Solche Modell sind auch eine Grundlage für physikalische Simulationen (Digital Mock-Up) die in vielen modernen CAD-Paketen als Modul enthalten sind.
Parametrisches Modell Hier werden geometrische Objekte, wie zum Beispiel Punkte, Linien, Kurven, Volumen, Körper und Flächen, mit ihren Bedingungen und Beziehungen zueinander assoziativ durch Parameter beschrieben. Dadurch wird der Charakter eines Modells zu einem neuen zusammengesetzten Parameter gebildet, wodurch das Modell selbst parametrisiert wird. Eine einmal konstruierte Schraube kann so, nur durch Veränderung z. B. des Parameters Gewindedurchmesser sofort beliebig große fertige Schrauben generieren. Das spart enorm Zeit, Speicherplatz und erlaubt zusätzlich effiziente (parametrierte) Normteilbibliotheken. Wesentlich wichtiger aber ist die Parametrierung im Entwicklungs- und Konzeptbereich. Dort ist es dem Konstrukteur sehr schnell möglich, ein Konzept zu modifizieren, ohne das zugrundeliegende Modell stets neu aufbauen zu müssen. Unbedingte Voraussetzung ist dabei eine saubere, fehlerfreie Parametrierung und ein logischer Aufbau der CAD-Modelle in seiner geometrischen Konstruktion durch den Benutzer bzw. Konstrukteur.
Parametrisches Modell mit Konstruktionshistorie Das Konstruktionsobjekt wird durch eine Reihe von Konstruktionsschritten (wie zum Beispiel Vereinen, Schneiden) aus Grundgeometrien wie Quader, Zylinder, Kegel, hergeleitet. Die Reihenfolge der Konstruktionsschritte sowie die geometrischen Parameter der Grundkörper werden gespeichert. Ein wesentlicher Vorteil des history-basierten Modellierens ist die hohe Flexibilität. Durch Änderungen an den einzelnen Konstruktionsschritten kann die Geometrie auch im Nachhinein vielfältig geändert werden, wenn die Konstruktionslogik der Erstellungslogik im CAD-System folgt.

CAD-Programme gibt es für zahlreiche verschiedene Anwendungsfälle und Betriebssysteme. Siehe dazu die Liste von CAD-Programmen und die Liste von EDA-Anwendungen. Anders als bei Officelösungen gibt es im Bereich CAD starke Spezialisierungen. So existieren oftmals nationale Marktführer in Bereichen wie Elektrotechnik, Straßenbau, Vermessung usw.

Mechanische CAD-Lösungen finden sich vor allem in den folgenden Bereichen:

  • Bauwesen
    • Architektur (CAAD)
    • Holzbau
    • Ingenieurbau
    • Historische Rekonstruktion
    • Städtebau
    • Wasserbau
    • Verkehrswegebau
  • Vermessungswesen
  • Produktdesign
  • Holztechnik
  • Maschinenbau
    • Anlagenbau
    • Fahrzeugbau
    • Formen- und Werkzeugbau
      • Verpackungsentwicklung und Stanzformenbau
    • Antriebstechnik
      • Schaltpläne in der Hydraulik
      • Schaltpläne in der Pneumatik
    • Mechanische Simulation,
      siehe auch Finite-Elemente-Methode (FEM/FEA)
  • Schaltpläne in der Elektrotechnik
  • Schiffbau
  • Zahnmedizin
  • Schmuck- und Textilindustrie

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist der Entwurf von elektronischen Schaltungen. Entsprechende Programme werden oft auch unter den Begriffen eCAD und EDA zusammengefasst, insbesondere bei Anwendungen im Leiterplattenentwurf und der Installationstechnik (siehe unten).

Im Prozessverlauf einer elektrotechnischen Entwicklung für Leiterplatten stehen im Mittelpunkt:

  • der Entwurf der Schaltung in Form eines Schaltplans,
  • die Verifizierung der Funktion,
  • die Simulation unter verschiedenen Toleranz-Bedingungen, zum Beispiel mit der Software SPICE,
  • die Erstellung von Gehäuse und Bauteilbibliotheken,
  • die Überführung des Schaltplans in ein Layout (Leiterplatte),
  • die Optimierung der Bauteilplatzierung um Platz zu sparen,
  • die Ableitung von produktionswichtigen Daten wie etwa Stücklisten und Prüfplänen.

Wegen der besonderen Anforderungen haben sich Spezialbereiche mit teilweise stark unterschiedlichen Entwicklungsmethoden gebildet, besonders für den computerbasierten Chipentwurf, d. h. die Entwurfsautomatisierung (EDA) für analoge oder digitale Integrierte Schaltkreise, zum Beispiel ASICs. Damit verwandt ist das Design von programmierbaren Bausteinen wie Gate Arrays, GALs, FPGA und anderen Typen programmierbarer Logik (PLDs) unter Benutzung von zum Beispiel VHDL, Abel.

Auch in der klassischen Installationstechnik finden sich zahlreiche Anwendungsbereiche für Computersoftware. Ob große Hausinstallationen für Industrie oder öffentliche Gebäude oder der Entwurf und die Umsetzung von SPS-basierten Steuerungsanlagen – selbst in diesem Sektor wird heute das individuelle Design der jeweiligen Anlage stark vom Computer unterstützt.

Im Bereich der Mikrosystemtechnik besteht eine besondere Herausforderung darin, Schaltungsdaten mit den mechanischen Produkt-Konstruktionsdaten (CAD) zusammenzuführen und mit solchen Daten direkt Mikrosysteme herzustellen.

Systembedingt können beim Datenaustausch nicht alle Informationen übertragen werden. Während reine Zeichnungselemente heute kein Problem mehr darstellen, ist der Austausch von Schriften, Bemaßungen, Schraffuren und komplexen Gebilden problematisch, da es keine Normen dafür gibt. Selbst auf nationaler Ebene existieren in verschiedenen Industriezweigen stark unterschiedliche Vorgaben, was eine Normierung zusätzlich erschwert.

Die meisten Programme setzen auf ein eigenes Dateiformat. Das erschwert den Datenaustausch zwischen verschiedenen CAD-Programmen, weshalb es Ansätze zur Standardisierung gibt. Als Datenaustauschformat für Zeichnungen und zur Archivierung von Unterlagen wird heute üblicherweise das Format DXF des Weltmarktführers Autodesk verwendet.[9][10]

Es ist zwischen CAD-systemneutralen und CAD-systemspezifischen Datenformaten zu unterscheiden. Wesentliche CAD-systemneutrale Datenformate sind VDAFS, IGES, SAT, IFC und STEP sowie für spezielle Anwendungen die STL-Schnittstelle. Die Datenformate im Einzelnen:

  • Das DXF-Format hat sich als Datenaustauschformat für Zeichnungen weitgehend etabliert, es wird als einziges Format von allen CAD-Systemen unterstützt und ist zum Industriestandard geworden.[11] Manche der CAD-Systeme können DXF-Dateien nur als 2D-Daten lesen und schreiben, dabei gehen häufig CAD-systemspezifische Besonderheiten wie Bemaßungen, Schraffuren usw. verloren oder können im Zielsystem nicht äquivalent dargestellt werden.
  • Das DWF (engl. Design Web Format) wurde ursprünglich von Autodesk für den Datenaustausch per Internet konzipiert, unterstützt alle Elemente von DXF und ist hochkomprimiert. Es konnte sich jedoch nicht durchsetzen. DWF-Dateien waren mit Plugins in Browsern darstellbar.[12]
  • VDA-FS – Datenaustauschformat für Flächen, entwickelt vom Verband Deutscher Automobilbauer (VDA), in der Vergangenheit Quasi-Standard für diesen Bereich;
  • IGES – Datenaustauschformat für 2D-Zeichnungen und 3D-Daten (Flächen), in vielen CAD-Anwendungen als Austauschformat üblich und möglich. Löst aufgrund der besseren Einsetzbarkeit VDAFS mehr und mehr ab, ist umfangreicher und systemunabhängiger als DXF einsetzbar, allerdings nicht so weit verbreitet und mit den gleichen Schwächen.
  • STEP – ein standardisiertes Dateiaustauschformat, welches international entwickelt wurde. STEP gilt als die beste Schnittstelle für Geometriedaten. Wobei auch Informationen wie Farben, Baugruppenstrukturen, Ansichten, Folien und Modellattribute übergeben werden können. Ebenfalls zur Übertragung von Zeichnungsdaten nutzbar (dort aber nicht so mächtig wie im 3D-Bereich). STEP wird nicht von allen CAD-Systemen unterstützt.
  • VRML97-ISO/IEC 14772, wurde ursprünglich als 3D-Standard für das Internet entwickelt. Die meisten 3D-Modellierungswerkzeuge ermöglichen den Im- und Export von VRML-Dateien, wodurch sich das Dateiformat auch als ein Austauschformat von 3D-Modellen etabliert hat. Für den Einsatz als CAD-CAD Austauschformat ist es eher nicht geeignet, wohl aber zur Übergabe an z. B. Animations- und Renderingsoftware.
  • STL - aus Dreiecksflächen aufgebaute Modelle. Wird vorwiegend zur Übergabe an Rapid Prototyping Systeme verwendet.
  • IFC - ein für die Gebäudetechnik entwickelter offener Standard. Es werden keine Zeichnungen, sondern technische Daten und Geometrien übergeben. Entwickelt wurde es vom buildingSMART e.V. (bis April 2010 Industrieallianz für Interoperabilität e.V.). Es ist ein modellbasierter Ansatz für die Optimierung der Planungs-, Ausführungs-, und Bewirtschaftungsprozesse im Bauwesen. Die Industry Foundation Classes - IFC - sind ein offener Standard für Gebäudemodelle. Der IFC Standard ist unter ISO 16739 registriert.

Mit den CAD-systemneutralen Formaten gelingt in der Regel nur die Übertragung von Kanten-, Flächen- und Volumenmodellen. Die Konstruktionshistorie geht in der Regel verloren, damit sind die übertragenen Daten in der Regel für eine Weiterverarbeitung nur bedingt geeignet. CAD-systemspezifische Datenformate ermöglichen die Übertragung der vollständigen CAD-Modelle, sie sind jedoch nur für wenige Systeme verfügbar.

Für die Weitergabe von PCB-Daten zur Erstellung von Belichtungsfilmen für Leiterplatten hat das so genannte Gerber-Format und das neuere Extended Gerber-Format große Bedeutung (siehe Fotografischer Film).

Der Begriff „Computer-Aided Design“ entstand Ende der 50er Jahre im Zuge der Entwicklung des Programmiersystems APT, welches der rechnerunterstützten Programmierung von NC-Maschinen diente.[13]

Am MIT in Boston zeigte Ivan Sutherland 1963 mit seiner Sketchpad-Entwicklung, dass es möglich ist, an einem computergesteuerten Radarschirm interaktiv (Lichtstift, Tastatur) einfache Zeichnungen (englisch Sketch) zu erstellen und zu verändern.

1965 wurden bei Lockheed (Flugzeugbau, USA) die ersten Anläufe für ein kommerzielles CAD-System zur Erstellung technischer Zeichnungen (2D) gestartet. Dieses System, CADAM (Computer-augmented Design and Manufacturing), basierend auf IBM-Großrechnern, speziellen Bildschirmen, und mit hohen Kosten verbunden, wurde später von IBM vermarktet und war, zumindest im Flugzeugbau, Marktführer bis in die 1980er Jahre. Es ist teilweise in CATIA aufgegangen. Daneben wurde eine PC-basierende Version von CADAM mit dem Namen HELIX entwickelt und vertrieben, das aber praktisch vom Markt verschwunden ist.

An der Universität Cambridge, England, wurden Ende der 1960er Jahre die ersten Forschungsarbeiten aufgenommen, die untersuchen sollten, ob es möglich ist, 3D-Grundkörper zu verwenden und diese zur Abbildung komplexerer Zusammenstellungen (z. B. Rohrleitungen im Chemieanlagenbau) zu nutzen. Aus diesen Arbeiten entstand das System PDMS (Plant Design Management System), das heute von der Fa. Aveva, Cambridge, UK, vermarktet wird.

Ebenfalls Ende der 1960er Jahre begann der französische Flugzeughersteller Avions Marcel Dassault (heute Dassault Aviation) ein Grafikprogramm zur Erstellung von Zeichnungen zu programmieren. Daraus entstand das Programm CATIA. Die Mirage war das erste Flugzeug, das damit entwickelt wurde. Damals benötigte ein solches Programm noch die Leistung eines Großrechners.

Um 1974 wurden B-Spline Kurven und Flächen für das CAD eingeführt.[14]

In diesem Artikel oder Abschnitt fehlen folgende wichtige Informationen: Hier fehlt jetzt die gesamte mittlere Datentechnik der 32-bit-Superminirechner und der Workstations (Digital Equipment Corporation, Prime Computer, Data General, Hewlett-Packard, Sun Microsystems, Apollo Computer, Norsk Data, etc.), auf denen so bedeutende CAD-Pakete wie MEDUSA und CADDS bsp. von ComputerVision liefen. Auch ME10, I-DEAS. --Jbergner 08:40, 29. Jan. 2012 (CET)
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Nachdem Anfang der 1980er Jahre die ersten Personal Computer in den Firmen standen, kamen auch CAD-Programme dafür auf den Markt. In dieser Zeit gab es eine Vielzahl von Computerherstellern und Betriebssysteme. AutoCAD war eines der ersten und erfolgreichsten CAD-Systeme, das auf unterschiedlichen Betriebssystemen arbeitete. Um den Datenaustausch zwischen diesen Systemen zu ermöglichen, definierte AutoDesk für sein CAD-System AutoCAD das DXF-Dateiformat als „neutrale“ Export- und Importschnittstelle. 1982 erschien AutoCAD für das Betriebssystem DOS. Das Vorgehen bei der Konstruktion blieb jedoch beinahe gleich wie zuvor mit dem Zeichenbrett. Der Vorteil von 2D-CAD waren sehr saubere Zeichnungen, die einfach wieder geändert werden konnten. Auch war es schneller möglich, verschiedene Versionen eines Bauteils zu zeichnen.

In den 1980er Jahren begann wegen der sinkenden Arbeitsplatzkosten und der besser werdenden Software ein CAD-Boom. In der Industrie wurde die Hoffnung gehegt, mit einem System alle anstehenden Zeichnungs- und Konstruktionsaufgaben lösen zu können. Dieser Ansatz ist aber gescheitert. Heute wird für jede spezielle Planungsaufgabe ein spezielles System mit sehr leistungsfähigen Spezialfunktionen benutzt. Der Schritt zur dritten Dimension wurde durch die immer höhere Leistungsfähigkeit der Hardware dann gegen Ende der 1980er Jahre auch für kleinere Firmen erschwinglich. So konnten virtuelle Körper von allen Seiten begutachtet werden. Ebenso wurde es möglich, Belastungen zu simulieren und Fertigungsprogramme für computergesteuerte Werkzeugmaschinen (CNC) abzuleiten.

Seit Anfang der 2000er Jahre gibt es erste Ansätze, die bis dahin immer noch zwingend notwendige Zeichnung verschwinden zu lassen. In die immer öfter vorhandenen 3D-Modelle werden von der Bemaßung über Farbe und Werkstoff alle notwendigen Angaben für die Fertigung eingebracht. Wird das 3D-Modell um diese zusätzlichen, geometriefremden Eigenschaften erweitert, wird es zum Produktmodell, unterstützt beispielsweise durch das STEP-Datenformat. Die einzelnen einheitlichen Volumenobjekte werden zu Instanzen unterschiedlicher Klassen. Dadurch können Konstruktionsregeln und Verweise zwischen einzelnen Objekten (z. B. Fenster wird in Wand verankert) realisiert werden.

  1. qCad: Grundlegende CAD Konzepte [1].
  2. ISBN 3-8272-5955-X, S. 780.
  3. ISBN 3-8272-5955-X, S. 703.
  4. ISBN 3-8272-5955-X, S. 703
  5. ISBN 3-8272-5955-X, S. 735
  6. ISBN 3-8272-5955-X, S. 753.
  7. ISBN 3-8272-5955-X, S. 777.
  8. ISBN 3-8272-5955-X, S. 781.
  9. Autodesk ist Weltmarktführer bei CAD-Software
  10. Diplomarbeit an der HS Bochum, 3.1.2.1., 3. Absatz
  11. DXF intern
  12. http://www.autodesk.de/adsk/servlet/index?siteID=403786&id=8995333
  13. ISBN 3-446-19176-3, S. 42.
  14. Michael E. Mortenson: Geometric Modeling. 3. Auflage. Industrial Press, New York 2006, S. 10.


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Lübz

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Wappen Deutschlandkarte
53.46305555555612.02833333333350Koordinaten: 53° 28′ N, 12° 2′ O
Basisdaten
Bundesland: Mecklenburg-Vorpommern
Landkreis: Ludwigslust-Parchim
Amt: Eldenburg Lübz
Höhe: 50 m ü. NN
Fläche: 49,12 km²
Einwohner:

6.152 (31. Dez. 2010)[1]

Bevölkerungsdichte: 125 Einwohner je km²
Postleitzahl: 19386
Vorwahl: 038731
Kfz-Kennzeichen: PCH
Gemeindeschlüssel: 13 0 76 089
Stadtgliederung: 6 Ortsteile
Adresse der
Stadtverwaltung:
Am Markt 22
19386 Lübz
Webpräsenz: www.luebz.de
Bürgermeisterin: Gudrun Stein
Lage der Stadt Lübz im Landkreis Ludwigslust-Parchim
Über dieses Bild

Lübz ist eine an der Müritz-Elde-Wasserstraße gelegene Kleinstadt im Landkreis Ludwigslust-Parchim in Mecklenburg-Vorpommern. Sie ist Sitz des Amtes Eldenburg Lübz.

Inhaltsverzeichnis

Die Stadt liegt in den Niederungen beidseits der Müritz-Elde-Wasserstraße. Während es im Stadtgebiet selbst keine größeren Seen gibt, grenzt es im Norden an den Passower See. Die im Osten des Stadtgebietes befindlichen Höhen liegen etwa vierzig Meter über der Stadt bei 103,5 m ü. NHN. Hier befindet sich auch das Waldgebiet Bobziner Tannen östlich von Riederfelde. Östlich von Lübz liegt das bewaldete Naturschutzgebiet Im neuen Teich und im Norden das Naturschutzgebiet Alte Elde bei Kuppentin.

Die Gemeinde liegt etwa 15 Kilometer östlich von Parchim und zirka 15 Kilometer westlich von Plau am See.

  • Bobzin
  • Broock
  • Lübz
  • Riederfelde
  • Ruthen
  • Wessentin
Amtsturm und Museum in der Altstadt

1224 hieß der Ort Lubicz. Der Name veränderte sich in Louize (1274), Lubicz (1317), Lubitze (1328) und Lubisse (1377), danach verkürzt Lubcze (1322) und Luptz (1342) und im 16. Jahrhundert dann Lübz. Der altpolabische Name der Stadt kam vom Personennamen Lubec (Ort des Lubec), also von dem slawischen Ortsgründer. L'uby würde übersetzt heißen geliebt. Lübz ist nicht nur danach die geliebte Stadt.[2]

Im Jahr 1224 wurde Lübz erstmals urkundlich erwähnt. Fünf Jahre später fällt die „Landschaft Ture“, also die Region um das heutige Lübz, bei der Ersten Mecklenburgischen Hauptlandesteilung an die Herrschaft Parchim-Richenberg. Nach der Entmachtung von Pribislaw I. und der Aufteilung der Herrschaft gelangte Nikolaus I. von Werle in den Besitz der Region. Mit Beginn Norddeutschen Markgrafenkrieges im Jahr 1308 wurde die Region von den brandenburgischen Markgrafen besetzt. Die brandenburgischen Markgrafen Otto IV. und sein Sohn Hermann III.) bauen bei der Siedlung Lübz die Eldenburg. In der lübischen Detmar-Chronik heißt es dazu: Des sulven jares weren de marcgreven wol mit ver dusent groten rossen unde mit vele anderen volke in deme lande to wenden unde bueden dat vaste hus de eldeneborch, dat oc lubyze is gheheten.... Während dessen stirbt Hermann III.. Die Brandenburger müssen die Eldenburg Ende des Krieges wieder räumen. Seit 1328 gehört Lübz zum Fürstentum Mecklenburg, dies wird 1348 vom Kaiser Karl IV. bestätigt. 1352 wird der Ort bei der Landesteilung Mecklenburg-Stargard zugeschlagen. Bereits 1471 stirbt die Linie aus und die Stadt kommt zum Herzogtum Mecklenburg. Nach 1456 erhält Lübz das Stadtrecht.

Die Eldenburg wurde im 16. Jahrhundert zum Schloss umgebaut und bis 1634 als ein Witwensitz der herzoglichen Familie genutzt. Hier lebte u. a. die legendäre Herzogin Sophie († 1634), die mit den Bürgern tapfer gegen Wallenstein Widerstand geleistet hatte. Während des Dreißigjährigen Krieges wurde Lübz 1637 von kaiserlichen Truppen geplündert. Lübz wurde immer wieder von Bränden heimgesucht.

Das leerstehende und verfallene Schloss wurde bis auf den Amtsturm ab 1691 abgerissen. Seit dem 17. Oktober 1976 beherbergt der letzte Turm der einstigen Eldenburg das Stadtmuseum.[3] Auf den Gewölben des alten Schlosses wurde ab 1759 ein herzogliches Amtshaus errichtet. 1774 erfolgte der Bau einer Brücke und einer Schleuse. 1836 wurde die Elde zum Schifffahrtsweg aufgebaut und 1846 entstand die Fangschleuse. 1877 wurde die Brauerei gegründet. Einen Bahnanschluss erhielt die Stadt 1885. Aus der Landstadt wurde eine kleine Industriestadt.

Das einstige Großherzogliche Amt (ab 1815), seit 1919 Amt Lübz-Marnitz, wurde 1925 aufgelöst und in das Gebiet des Amtes Parchim einbezogen. 1934 wurde der Hafen gebaut. Während des Zweiten Weltkrieges mussten 52 Frauen aus der Sowjetunion bei der Verlegung von Bahngleisen sowie weitere Zwangsarbeiter in den Heinkel-Flugzeugwerken Zwangsarbeit verrichten. Geplant war gegen Ende des Krieges auch der Aufbau eines KZ-Außenlagers, wofür bereits erste Baracken am Neuen Teich errichtet wurden. Ein Erinnerungszeichen an diese Lager gibt es nicht.

Am 2. Mai 1945 marschierte die US-amerikanische und am 3. Mai die sowjetische Armee in Lübz ein. Das Gebäude der früheren Kreissparkasse (früher Rathaus, heute Supermarkt) war Sitz der sowjetischen Kommandantur. Bürgermeister war 1945 Paul Koch, ihm folgte bis 1950 Paul Graepp.

Ende 1945 erfolgte bereits die erste Bodenreform. 23 Neubauern wurden auf der Gemarkung des Bauhofes angesiedelt. 1952 wurde dann die Landwirtschaftliche Produktionsgenossenschaft (LPG) gegründet. Von 1952 bis 1990 war Lübz Kreisstadt im Bezirk Schwerin. Der Ort hatte 5800 Einwohner.

1960 wurde ein Milchzuckerwerk (Molkerei, Käserei), 1964 das Gemüsekombinat, 1968 der VEB Getreidewirtschaft errichtet, 1972 das Agrochemische Zentrum (ACZ) und 1984 die Mineralwollewerke (nach 1990 zu ISOVER gehörend) gegründet. In den 1960er bis 1980er Jahren wurde ein Neubaugebiet mit 885 Wohnungen in Plattenbauweise errichtet.

Innenstadt und Amtshaus wurden im Rahmen der Städtebauförderung seit 1991 saniert (Brücken, Freiraum Burghügel, Markt).

Am 1. Januar 2009 wurde die bis dahin selbständige Gemeinde Broock mit ihren Ortsteilen Broock und Wessentin nach Lübz eingemeindet.[4] Das Gemeindegebiet vergrößerte sich dadurch von 31,02 km² auf 49,12 km².

Das Wappen wurde am 10. April 1858 von Friedrich Franz II., Großherzog von Mecklenburg-Schwerin festgelegt und unter der Nr. 58 der Wappenrolle von Mecklenburg-Vorpommern registriert.

Blasonierung: „In Gold ein hersehender, gold gekrönter schwarzer Stierkopf mit aufgerissenem roten Maul, silbernen Zähnen, ausgeschlagener roter Zunge, in sieben Spitzen abgerissenem Halsfell und silbernen Hörnern; beseitet von je einem facettierten roten Stern.“

Das Wappen wurde 1992 neu gezeichnet.

Lübz unterhält Städtepartnerschaften zu Halstenbek in Schleswig-Holstein, Hartkirchen in Österreich und Oyama in Japan. Zudem bestehen freundschaftliche Beziehungen zu Valga in Estland.

Amtsturm
Waschhaussteg
Marktplatz
  • Der historische Stadtkern wurde nach 1991 saniert. Zum Kern gehören Marktplatz, Ziegenmarkt, Amtshaus, Rosengarten und die Eldebrücken.
  • Die Stadtkirche ist ein lang gestreckter Backsteinbau mit einem Feldsteinsockel, der um 1570 in der Spätgotik entstand. Die schlichte Kirche, mit viergeteilten spitzbogigen Fenstern zwischen den Strebepfeilern, hat einen Westturm mit sparsamen Schmuckformen im Stil der Renaissance. Innen ist der Saal durch eine flache Holztonne überwölbt. An der Ostwand befinden sich u.a. die Grabmale der Herzogin Sophie († 1634), geb. Gräfin von Schleswig-Holstein mit ihrer Tochter und ihrer Enkelin sowie die Wappenbilder dieser Adelshäuser. Die hölzerne Taufe ist von 1605.
  • Der spätromanische Amtsturm von 1308 ist der einzige Rest von der Eldenburg, die erstmals 1308 erwähnt wurde. Heute beherbergt er das Stadtmuseum.
  • Das herzogliche (1815 großherzogliche) barocke Amtshaus wurde 1759 auf den Fundamenten der mittelalterlichen Eldenburg (später Schloss) errichtet. 1879 erfolgte im Winkel zum Amtshaus ein Anbau. Von 1994 bis 1999 wurden die Gebäude (Architektinnen Bauer & Eifler) und das Umfeld mit Burghügel, Nebengebäude und Treppenturmrampe (Architekt Brendle) saniert und erneuert.
  • Die Mühlenbrücke über die Elde
  • Der neue Waschhaussteg von 1995/96 (Architekt Klaus Brendle) über die Elde
  • Die Schifffahrtsschleuse der Elde ist zu besichtigen
  • Die historische Wassermühle mit ihrer Mühlentechnik befindet sich im 1999 sanierten Gebäude Mühlenstraße 26 (Sparkasse). Das Fachwerk-Wohnhaus stammt von 1759. Das Mühlengebäude ist von 1850. Das eingeschossige Lagerhaus von 1827 war ab 1919 eine Ölmühle.
  • Die Fachwerkhäuser Mühlenstraße 6, 22, 23, 23a; Am Markt 8, 14, 15; Ziegenmarkt 1, 2, 6, 7; Stiftstraße 11; Kreiener Straße 3, 5; Sägemühlenbrücke 1 und die Gründerzeithäuser Am Markt 10/11, 12, 19; Ziegenmarkt 10, Stiftstraße 3/4
  • Das ehemalige Stift mit der Kirche
  • Der 37 Meter hohe Wasserturm aus den Jahren 1912/13 mit Aussichtspunkt, dessen Wasserbehälter 150 m³ fasst.[5]
  • Das Planetarium
  • Brunnen Schirmkinder im Rosengarten von Christian Genschow
  • Kriegerdenkmal 1870/71 (geweiht 1885) für den Amtsgerichtsbezirk Lübz mit Reliefs Wilhelm I. und Friedrich Franz II. von Bildhauer Ludwig Brunow
  • Ehrenhain für die Gefallenen des Ersten Weltkrieges (geweiht 1924) im Naherholungsgebiet Neuer Teich (Der Adler des Denkmales ist seit 1945 verschollen)
  • Gemeinschaftsgrabanlage auf dem Friedhof mit Gedenkstein für 44 namentlich genannte Zwangsarbeiter(innen) aus mehreren Ländern, die bei der Zwangsarbeit ihr Leben verloren
  • Ehrengrab mit Einzelgräbern für Opfer des Faschismus auf dem Friedhof
  • Jüdischer Friedhof in der Schützenstraße
  • Baudenkmale
    Hauptartikel: Liste der Baudenkmale in Lübz

Lübz ist vor allem durch die Mecklenburgische Brauerei Lübz bekannt, in der das überregional verbreitete Lübzer Pils hergestellt wird. Auf den Höhen um die Stadt vor allem im Nordwesten wurden in den letzten Jahren Windkraftanlagen errichtet.

Durch die Stadt Lübz verlaufen die Bundesstraße 191 und die Bahnstrecke Parchim–Neubrandenburg.

  • Heinrich Friedrich Rudolf Gesellius (1833–1912), Geheimer Sanitätsrat in Lübz, Verleihung August 1909.
  • Johan Ludvig von Holstein (1694–1763), Kanzler von Dänemark
  • Paul Warncke (1866–1933), Bildhauer und Schriftsteller
  • Marie Diers (1867–1949), Schriftstellerin
  • Wilhelm Ahrens (1872–1927), Mathematiker
  • Hugo Voss (1875–1968), deutscher Geodät und zoologischer Sammler
  • Paul Schröder (1887–1930), Politiker (DNVP, DVFP)
  • Frieda Haller (1888–1972), Politikerin (SPD)
  • Otto-Heinrich Drechsler (1895–1945), Bürgermeister von Lübeck und Generalkommissar von Lettland
  • Karl Becker (1909–1989), Politiker (SPD)
  • Wolfgang Greese (1926–2001), Schauspieler
  • Fritz Hollenbeck (* 1929), Schauspieler
  • Manfred Knebusch (* 1939), Mathematiker und Hochschullehrer
  • Hanna Gienow (* 1943), Politikerin der CDU (Hamburg)
  • Gerd Wessig (* 1959), Leichtathlet und Olympiasieger
  • Gerald Weiß (* 1960), Leichtathlet
  • Karin Strenz (* 1967), Politikerin (CDU)
  • Christiane Klonz (* 1969), Pianistin und Komponistin
  • René Dettweiler (* 1983), Schwergewichtsboxer
  • Stadt Lübz, Bauamt: Stadterneuerung Lübz, 1991–2002. Lübz 2002
  1. Mecklenburg-Vorpommern Statistisches Amt – Bevölkerungsentwicklung der Kreise und Gemeinden 2010 (PDF; 522 kB) (Hilfe dazu)
  2. ISBN 3-935319-23-1
  3. ISBN 3-422-03081-6, S. 327f.) weiß nichts von einem solchen Superlativ.
  4. StBA: Änderungen bei den Gemeinden Deutschlands, siehe 2009, 1. Liste
  5. Verein Technisches Landesmuseum Mecklenburg-Vorpommern (Hrsg.): Technische Denkmale und Sehenswürdigkeiten in Westmecklenburg, Schwerin 2002


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