Die CAD-Konzeptmodellierung im Bauraum beziehungsweise Package dient in der Frühphase der Entwicklung dazu, technische Konzepte dreidimensional zu visualisieren und deren Einbaubarkeit sowie Schnittstellen frühzeitig abzusichern. Sie ermöglicht das schnelle Erstellen und Anpassen von digitalen Volumenmodellen zur Beurteilung von Bauraumkonflikten, Positionierungsoptionen und Montagezugänglichkeit. Dabei werden Varianten von Komponenten oder Systemen entwickelt, um eine optimale Integration hinsichtlich Funktion, Ergonomie, Servicefreundlichkeit und Gewicht zu gewährleisten. Diese Phase ist entscheidend, um strukturelle, funktionale und thermische Randbedingungen systematisch zu berücksichtigen und eine ausgewogene Architektur zu erreichen. Die CAD-Konzeptmodellierung legt damit den Grundstein für eine robuste, gewichtsoptimierte und fertigungsgerechte Produktentwicklung.

Die CAD-Konzeptkonstruktion im ganzheitlichen Leichtbau dient in der Frühphase der Produktentwicklung dazu, möglichst früh digitale Lösungsvarianten mit minimalem Gewicht und maximaler Funktionalität zu entwerfen. Sie vereint systemische, strukturelle und materialbezogene Leichtbauprinzipien in einem integrierten Konstruktionsansatz, der bereits Schnittstellen, Wirkflächen und Massenverteilungen berücksichtigt. Durch die frühzeitige Einbindung von FEM-Analysen, Werkstoffmodellen und Herstellprozessen lassen sich potenzielle Gewichtstreiber und -risiken identifizieren und gezielt vermeiden. Dies ermöglicht ein schnelles Konvergieren auf gewichtsoptimierte, fertigungsgerechte Entwürfe mit hoher Entwicklungsreife. Die CAD-Konzeptkonstruktion bildet damit die Grundlage für ein effektives Massemanagement und eine nachhaltige Umsetzung ambitionierter Leichtbauziele.

Die CAD-Prototypenkonstruktion ist ein digital gestützter Konstruktionsprozess zur Entwicklung realitätsnaher, funktionsfähiger Bauteil- oder Systemmodelle, die für Tests, Validierungen und Versuchsaufbauten genutzt werden. Im Unterschied zur Konzeptkonstruktion liegt der Fokus hier auf hoher Detailtiefe, vollständiger Geometrie und fertigungsgerechter Auslegung inklusive aller notwendigen Toleranzen, Schnittstellen und Montagepunkte. Sie dient der virtuellen Vorbereitung physischer Prototypen und hilft, durch frühzeitige Erkennung konstruktiver Schwachstellen Zeit und Kosten zu sparen. Besonders im Leichtbau ist die CAD-Prototypenkonstruktion wichtig, um Maßnahmen zur Gewichtseinsparung gezielt abzusichern und Bauteile für FEM-Analysen und Crash-Simulationen vorzubereiten. Zudem bildet sie die Brücke zur Industrialisierung, da sie den Übergang zu Fertigungszeichnungen, Werkzeugkonstruktion und digitalem Zwilling unterstützt.

Die CAD-Konstruktion für Blechumformung ist ein spezialisierter Entwicklungsprozess, bei dem Bauteile so gestaltet werden, dass sie effizient und werkstoffgerecht durch Umformverfahren wie Tiefziehen, Biegen oder Prägen hergestellt werden können. Dabei werden die spezifischen Eigenschaften des Blechmaterials, wie Fließverhalten, Rückfederung und Mindestbiegeradien, bereits in der virtuellen Modellierung berücksichtigt. Die CAD-Modelle dienen nicht nur als Geometrievorlage, sondern auch als Grundlage für Simulationsanalysen zur Umformbarkeit und Prozesssicherheit. Ziel ist es, funktionale, fertigungsgerechte und möglichst leichte Bauteile zu realisieren, die sich wirtschaftlich herstellen lassen. Durch enge Verzahnung von Konstruktion, Simulation und Fertigungsvorgaben wird eine hohe Bauteilqualität bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz erreicht.

Die CAD-Konstruktion für Gussbauteile umfasst die digitale Modellierung von Bauteilen, die später im Gießverfahren gefertigt werden. Dabei müssen spezielle gießtechnische Anforderungen wie Formschrägen, Wandstärkentoleranzen, Speiserpositionierung und Entformbarkeit bereits in der Entwurfsphase berücksichtigt werden. Ziel ist es, eine geometrisch und funktional optimierte Form zu schaffen, die sowohl den Belastungen standhält als auch die Gusstechnologie wirtschaftlich umsetzbar macht. Besonders wichtig ist die Integration von FEM-Voranalysen, um kritische Bereiche hinsichtlich Festigkeit, Steifigkeit und thermischen Verhalten frühzeitig zu erkennen. Durch die CAD-Modellierung kann die gesamte Prozesskette – von der Werkzeugauslegung bis zur Erstbemusterung – effizient vorbereitet und gesteuert werden.

Die CAD-Konstruktion für Strangpressprofile und Fließpressbauteile umfasst die geometrische Auslegung und digitale Modellierung von Bauteilen, die durch kontinuierliche oder stempelbasierte Umformverfahren hergestellt werden. Dabei werden funktionsgerechte Querschnittsgeometrien entwickelt, die sowohl werkstoff- als auch fertigungsgerecht auf das jeweilige Verfahren abgestimmt sind. Besonderes Augenmerk liegt auf der gleichmäßigen Wandstärkenverteilung, der Minimierung von Materialanhäufungen und der optimalen Ausrichtung auf Lastpfade. Die CAD-Modelle dienen nicht nur als Basis für FEM-Analysen zur Bauteilbewertung, sondern auch zur Absicherung der Herstellbarkeit und zur Kommunikation mit Werkzeug- und Fertigungspartnern. Ziel ist es, ein leichtbaugerechtes Bauteildesign zu realisieren, das durch hohe Strukturfestigkeit bei minimalem Materialeinsatz überzeugt.

Die CAD-Konstruktion für Schweißkonstruktionen beschreibt die digitale Entwicklung von Baugruppen, die durch Schweißen verbunden werden, wobei die besonderen Anforderungen an Fügestellen, Verzüge und Fertigungstoleranzen bereits im virtuellen Modell berücksichtigt werden. Ziel ist es, tragfähige und fertigungsgerechte Strukturen zu entwerfen, die sowohl stabil als auch wirtschaftlich herstellbar sind. Dabei werden Schweißnähte, Spannungsflüsse und Bauteildicken unter Berücksichtigung von Materialeigenschaften und Fertigungsprozessen gezielt positioniert und gestaltet. Die Konstruktion erfolgt in 3D, um Bauraum, Montierbarkeit und Schweißfolgen realitätsnah abzubilden und Kollisionsprüfungen frühzeitig durchzuführen. Durch diese Vorgehensweise können Leichtbaupotenziale durch funktionsgerechte Materialverteilung, gezielte Lastpfadführung und optimierte Geometrien effizient genutzt werden.

CAD-Konzeptkonstruktion im Rahmen der generischen KI-basierten Modellgenerierung beschreibt den Einsatz künstlicher Intelligenz zur automatisierten Entwicklung und Bewertung erster Konstruktionsentwürfe auf Basis vorgegebener Rahmenbedingungen. Dabei werden geometrische Modelle generativ erzeugt, die funktionale Anforderungen, Bauraumvorgaben sowie fertigungstechnische Randbedingungen berücksichtigen. Die KI unterstützt durch intelligente Vorschlagslogik und Vergleichbarkeit eine hohe Variantenvielfalt und beschleunigt so den Konzeptfindungsprozess signifikant. Durch die Anbindung an Simulationstools lassen sich generierte Konzepte direkt auf Leichtbaukriterien wie Masse, Steifigkeit oder Spannung hin analysieren. So entsteht ein datengetriebener, iterativer Entwicklungsprozess, der das Potenzial für ganzheitlich optimierte und gleichzeitig massenoptimierte Konstruktionslösungen eröffnet.

Fertigungsorientierte CAD-Konstruktion bezeichnet den Konstruktionsprozess, bei dem Bauteile und Baugruppen so ausgelegt werden, dass sie wirtschaftlich, sicher und zuverlässig herstellbar sind. Dabei werden bereits im digitalen Modell Fertigungsprozesse, Toleranzen, Werkzeuge, Fügeverfahren und Materialeigenschaften berücksichtigt. Ziel ist es, Kollisionen, aufwendige Nacharbeiten oder kostspielige Fertigungsschritte zu vermeiden und gleichzeitig eine hohe Produktqualität sicherzustellen. Die Konstruktion erfolgt unter enger Abstimmung mit der Fertigung, um Montagefreundlichkeit, Automatisierungspotenzial und Stückkosten zu optimieren. Besonders im Leichtbau ist diese Herangehensweise entscheidend, da nur so komplexe, gewichtsoptimierte Strukturen effizient realisiert werden können.