Was CAD-Systeme leisten müssen

Dipl.-Ing. (FH) Erich Stanislowski ist Leiter der Meisterschule Schwäbisch Hall und setzt sich seit vielen Jahren für den gezielten Einsatz neuer Technologien im Schreinerhandwerk ein

Dieser Beitrag zum Thema „CAD im Schreinerhandwerk“ soll nicht nur die technischen Möglichkeiten der angebotenen CAD-Programme aufzeigen, sondern gleichzeitig eine Entscheidungshilfe bei der Suche nach einem geeigneten CAD-System darstellen.

Nicht jeder Betrieb braucht gleich die oberste Ausbaustufe eines CAD-Programms. Eine Einteilung nach Betriebsgrößen, Produkten und Arbeitsfeldern ist deshalb sinnvoll.

Bei der Klassifizierung wurde die Mitarbeiterzahl und der Kundenkreis als erste Grundlage für das Anforderungsprofil eines CAD-Systems gewählt. Die in Tabelle 1 auf Seite 166 aufgeführten Kriterien sind Mindestanforderungen. Erweiterungen dieses Anforderungsprofils oder Optionen für eine Erweiterung müssen vor dem Kauf eines CAD-Systems abgeklärt werden. Durch den Erwerb eines 3D-CAD-Systems können bei richtigem Einsatz Aufträge gewonnen werden, die vorher aus technischen Gründen oft nicht möglich waren (CAD-CAM). So ist die Tabelle 1 vorwiegend als eine zu erweiternde und den betrieblichen Bedürfnissen noch anzupassende Anleitung zu be- trachten.

CAD ist mehr als nur Zeichnen, deshalb wurde das Anforderungsprofil in vier Bereiche unterteilt: Fotorealistische Präsentation, Konstruktion, Stücklisten- und CNC-Anbindung (Bild 1).

Für diese Betriebsgruppe mit eigenen Entwürfen wird der Markt immer enger und eine perfekte Präsentation des Produkts gibt oft den Ausschlag für den Auftrag oder ist die Grundlage für eine gute Zusammenarbeit mit einem Kunden. Die fotorealistische Darstellung sollte hier so bestechend sein, dass eine Unterscheidung von einem tatsächlichen Bild kaum möglich ist. Hier sollte die Darstellung (Bild 2) auch ungewöhnlicher Oberflächen und Materialien wie Lochblech, Glas in allen Farben, Rauhputz oder sandgestrahlte Oberflächen möglich sein! Bei der Ausleuchtung der Räume sollten Lichtquellen benutzt werden können, die weiche Schatten liefern und durch eine gekonnte Ausleuchtung das entworfene Möbel ins „rechte Licht“ setzen. Der Kunde erhält durch den professionell undrealistisch ausgeleuchteten Raum (Beleuchtungsplanung) eine fundierte Beratung mit realistischen Bildern. Einzel- und Designermöbel werden meist nicht in einer Raumszene präsentiert. Bei diesen Möbeln müssen aus Zeitgründen Details wie z. B. Furnierbilder oder perfekte Spiegelungen bei Chromteilen durch einfache Einstellungen problemlos veränderbar sein.

Das Erstellen von Videosequenzen oder der Gang durch einen Raum in Echtzeit sind Optionen, die im Präsentationsbereich enthalten sein sollten. Für die Konstruktion ist die 3D -Darstellung selbstverständlich. Das schwierigste Teil der Produktpalette muss auch dreidimensional darstellbar sein. Freiformobjekte für z. B. Messe- und Ladenbauer müssen im CAD ebenfalls machbar sein. Der fehlerlose Import und Export schwieriger Konturen von und zu anderen Programmen ist ebenfalls eine Grundvoraussetzung.

Durchdringungen bei schwierigen Körpern sollten sowohl bei der fotorealistischen Darstellung wie auch in der Konstruktion keine Probleme bereiten. Die Erstellung von Schnittzeichnungen muss ebenfalls aus der 3D-Zeichnung möglich sein. Durch die CAD-Konstruktion in 3D können Fehlerquellen bei der Zeichnungserstellung wesentlich verringert werden. Passen die Fugen im virtuellen 3D-Raum, so werden die daraus bemaßten Bauteile die richtigen Winkel und Abmessungen für die exakte Fertigung liefern. Für Stücklisten müssen die Daten dem bestehenden Branchenprogramm übergeben werden können oder das System sollte ein eigenes Stücklistenprogramm enthalten. Die CNC-Anbindung für die NC-Program-mierung ist heute bei den meisten CAD-Systemen problemlos. Bei älteren oder nicht gängigen Maschinentypen gibt es aber häufig keine Anbindungsmöglichkeit. Die Übertragung im DXF-Format wird oft erwähnt, sie muss aber auf jeden Fall mit einem schwierigen Teil geprüft werden. Das Zeichnen von 3D-Verbindungselementen ist in der Angebotsphase nicht notwendig und kann auch in der konstruktiven Ausarbeitung eines Möbels weitgehend von Variantenprogrammen abgearbeitet werden. Bei Seiten, Böden und geraden Türen werden also nur die Abmessungen aus dem exakt gezeichneten CAD übernommen; das dazugehörige hinterlegte CNC-Programm kommt als Variantenprogramm über die Stückliste an die CNC-Maschine. Somit müssen nur noch komplizierte CNC-Teile wie Thekenelemente, schräge Türen oder nicht rechtwinklige Korpusteile über das CAD-System an die CNC-Maschine übergeben werden. Bei der 5-Achsbearbeitung an einer CNC- Maschine müssen die Möglichkeiten des CAD-Systems ausgetestet werden, häufig werden jedoch spezielle CAD-CAM-Programme für 5-Achsmaschinen angeboten.

Für den individuellen Innenausbau gelten – wie in Tabelle 1 ersichtlich – nahezu die gleichen Mindestanforderungen wie für den Messe- und Ladenbau. Die Perspektive als Handskizze (Bild 5 und 6) ist für die Privatkundschaft sehr sinnvoll. Diese Bilder erhalten durch die unregelmäßige Linienführung eine individuelle Ausstrahlung. Grundlage sind jedoch auch in diesem Fall die in 3D gezeichneten Objekte (Bild 6). Per Knopfdruck werden vom CAD-System die scheinbar „handgefertigten Zeichnungen“ erstellt. Vorteil bei dieser Darstellung ist, dass im CAD nicht so exakt gezeichnet werden muss. Kleine Rundungen oder Fasen werden in der 3D-Zeichnung nicht berücksichtigt. Wichtig ist jedoch bei dieser Darstellung, dass auch die Handcolorierung professionell beherrscht wird. Eine weitere Variante wäre, dass fotorealistische Bilder in einem Grafikprogramm in ein handcoloriertes Bild umgewandelt wird. Bild 6 entstand auf diese Art und Weise durch einen Knopfdruck aus Bild 5. Das Bild hat ebenfalls den Charakter einer individuellen Zeichnung.

Weniger ist manchmal mehr!

Animationen, also Videofilme oder die Begehung eines Raumes in „Echtzeit“, wirken nur bei größeren Objekten! Ladeneinrichtungen, Messestände oder Groß-raumbüros eignen sich besonders für diese Darstellung. Der zusätzliche Aufwand muss im richtigen Verhältnis zum Auftragsvolumen stehen. Oft erhalten die Betriebe fertige Planungen von Architekten, somit entfällt diese Präsentationsmöglichkeit auf das Planungsbüro. In diesem Zusammenhang sollte auch erwähnt werden, dass Planungsaufträge, die den betriebsüblichen Planungsaufwand übersteigen, an professionelle Spezialisten übergeben werden können. Bei einem vorwiegend auf Erfolgsbasis vergebenen Planungsauftrag wird somit das Planungsrisiko auf zwei Schultern verteilt. Die Investitionskosten in hochwertige Hard- und Software für bestechende Präsentationen können eingespart werden. Gleichzeitig erhält man über das Planungsbüro nur für den gewünschten Auftrag die Fachkompetenz eines „Profis“. Die Einarbeitungszeiten in immer neue und noch umfangreichere Software wird dem Spezialisten überlassen.

„Wir sind zu arm, um etwas Billiges zu kaufen“ Nach diesem Motto: In der 3D-Konstruktion sollten individuelle Innenausbaubetriebe nicht sparen! Wie auch in anderen Lebensbereichen sind billige Produkte oft die teureren Investitionen. Sehr häufig sind billige Systeme im Betriebsalltag überfordert oder die Handhabung in der 3D-Konstruktion ist so schwierig, dass dann im herkömmlichen 2D-gezeichnet wird. Der individuelle Innenausbauer sollte sich beim Kauf eines Systems nicht von Bibliotheken beeindrucken lassen, sondern sollte ein 3D-CAD an einem schwierigen Beispiel testen (Bild 3 und 4).

Durch die Einsparung mit kürzeren Planungszeiten wird das vermeintlich teurere CAD-System zum kostengünstigeren System!

3D-Konstruktionen haben – wie schon erwähnt – den Vorteil, dass Planungsfehler (falsche Gehrungen passen nicht, Abmessungen wurden mit Übertragungsfehler im 2D gezeichnet …) einfach ausgeschaltet werden.

Die individuelle 3D-Konstruktion wird nach Erfahrungen des Autors auch in größeren Betrieben oft nicht eingesetzt, obwohl ein 3D-CAD vorhanden ist. Woran liegt das? Das Zeichnen individueller 3D-Objekte erfordert häufig einen hohen Zeitaufwand. Oft können die Objekte in der dreidimensionalen Darstellung nicht bearbeitet werden. Beim Kauf eines 3D-CAD-Systems sollte deshalb unbedingt auf die Bedienerfreundlichkeit und auf den Zeitaufwand für die Erstellung der Planungsunterlagen eines individuellen Möbels geachtet werden.

An einem Rechenbeispiel wird der Faktor „Zeit besonders deutlich:

Die Einsparung von einer Stunde an einer Zeichnung bedeutet bei zwei Zeichnungen pro Woche:

2h x 70 DM x 50 Wochen/Jahr = 7000 DM/Jahr

Die Einsparung von z. B. 3500 DM beim CAD-Kauf ist somit in einem halben Jahr schon aufgebraucht.

Betriebe, die den AV-Mann bezahlen müssen, können auf diese Rechnung nicht verzichten! Betriebe in denen der Chef selbst zeichnet, sollten den Zeitaufwand für die Erstellung einer Zeichnung ebenfalls berücksichtigen, denn was hat der Chef am wenigsten? Zeit!

Bei CAD-Möbeln aus vorgefertigten Bibliotheken (Küchen usw.) muss zudem unbedingt auf die Anpassungsmöglichkeiten der Konstruktionsvorgaben des eigenen Betriebes geachtet werden.

Die Stücklistenanbindung und die CNC-Schnittstelle für die eigene CNC-Maschine, muss als Option auf jeden Fall vorhanden sein!

Bei kleinen Schreinereien ist die Investitionssumme für Hardware, Software und Schulung im Verhältnis zum Auftragsvolumen wesentlich ungünstiger als in der vorgenannten Gruppe. Vorwiegend wird der Betriebsinhaber das CAD-System bedienen. Möbelbibliotheken erleichtern dem Schreinermeister die schnelle Erstellung einer fotorealistischen Präsentation oder einer 3D-Perspektive. Größere individuelle Präsentationen erfordern vom Betriebsinhaber einen höheren, oft unzumutbaren Zeitaufwand. Die perfekte Planung als Dienstleistung zu beziehen liegt hier auf der Hand. Sollte dies jedoch nicht in Frage kommen und der Betriebsinhaber will hochwertigste also auch aufwendigere Präsentationen selbst erstellen, so muss umso mehr auf die bedienerfreundliche Erstellung der Präsentation geachtet werden. Beim Einstieg in ein 3D-CAD-System sollte immer die Ausbaufähigkeit bis zum perfekten, individuellen Präsentationssystem gewährleistet sein. Der Aufwand für die Umschulung in ein anderes System übersteigt bei weitem die Kosten, die bei der Beschaffung eines einfachen Systems eingespart werden. Das gleiche gilt für die Punkte Stückliste und CNC-Anbindung. Die Aussage des CAD-Anbieters „in einem Jahr oder auf der nächsten Messe sind wir soweit“, sollte nicht akzeptiert werden. Selbst wenn ein Modul nicht sofort gebraucht wird, muss die Zukunftssicherheit des Programms und Funktionstüchtigkeit eines Moduls vorher unbedingt getestet werden.

Das Verhältnis Investitionssumme zum Auftragsvolumen gestaltet sich bei dieser Gruppe noch ungünstiger! Trotzdem sollte auch hier der Einstieg in die CAD-Technologie gewagt werden. 3D-Konstruktionen sind wünschenswert, schon mit einfachen Perspektiven wäre dem Kunden gedient. Bei Einbauschränken und Haustüren sowie Küchenpräsentationen für eine Stammkundschaft genügen jedoch oft die Ansichten. Günstige 2D-Systeme gibt es schon ab 500.- DM. Leider gibt es in diesem Preisbereich wenig Systeme die speziell auf den Innenausbauer ausgerichtet sind. Preisgünstige, produktorientierte 3D-Systeme bleiben oft als Alternative für den CAD-Einstieg. Ein Preisvergleich darf aber auch hier nicht das ausschlaggebende Argument sein. Die aufwendigeren Investitionskosten müssen ebenfalls den Einsparungen bei der Bedienung gegenüber gestellt werden.

Verfügt der Betriebsinhaber über ausreichende CAD-Kenntnisse (Schulausbildung usw.…) so kann die Beschaffung eines leistungsfähigen CAD-Systems auch für kleine Betriebe eine lohnende Investition in die Zukunft sein. o

• Eine Frage, die Sie unbedingt vermeiden sollten: Was kann Ihr CAD? Die Antwortn auf diese Frage sind meist unpräzise und sagen wenig über das tatsächliche Leistungsvermögen des Programms aus. Stellen Sie stets eine genau definierte Aufgabe mit einem Schwierigkeitsgrad, der in ihrem Betrieb häufig verlangt wird.

• Lassen Sie sich bei der Vorführung nicht mit Kompromissen abspeisen. Hier macht man immer wieder die Erfahrung, dass die Verkäufer häufig das CAD-System selbst nicht beherrschen! Dies ist oft ein Zeichen für eine Systemschwäche.

• Ist das System modulweise aufgebaut und dadurch auch bis zur höchsten Ausbaustufe erweiterbar?

• Alle Systembausteine des Programms sollten möglichst aus einem Hause kommen. Achten Sie darauf, dass nicht „mehrere“ CAD-Systeme gelernt werden müssen, um letztlich „ein“ Programm zu beherrschen. Der Einarbeitungsaufwand multipliziert sich dadurch mit dem Faktor 2 oder 3.

• Schauen Sie auf die Uhr: Wieviel Zeit wird für eine von Ihnen gewünschte Konstruktion benötigt? Machen Sie den Zeitvergleich mit dem Konkurrenzprodukt.

• Kann auch im 3-dimensionalen Raum konstruiert werden?

• Sind für die Erstellung anspruchsvoller Präsentationen alle gewünschten Oberflächenarten, Materialien und Optionen enthalten (z. B. Lochblech, Spezialplatten, sandgestrahlte Gläser, farbiges Licht, verschiedene Lichtquellen, Furnierbilder einfach zu verändern usw.)?

• Die Anschaffungskosten müssen präzise aufgeschlüsselt werden. Oft werden nur die Preise der Basispakete ohne genaue Leistungsangaben genannt.

• Der Preis darf nicht das ausschlaggebende Argument sein( siehe dazu: oben aufgeführtes Berechnungsbeispiel).

• Das Systemhaus sollte auf Erfahrung verweisen können und bereits längere Zeit CAD-Systeme erfolgreich verkaufen.

• Eine Referenzliste ist selbstverständlich!

• Alle Anbindungen an Branchenpakete oder CNC-Programmiersysteme dürfen nicht nir mündlich zugesichert werden. Ein realer Test oder eine Referenz sollte „vor dem Kauf“ unbedingt eingefordert werden.

• Planen Sie mit dem zukünftigen Partner das Schulungskonzept. Rechnen Sie die Schulungskosten in Ihre Finanzplanungen unbedingt mit ein.

Die Schulung im Betrieb ist immer problematisch! Termindruck, betriebliche Störungen verhindern ein konzentriertes Lernen. Die Schulungstage sollten in gewissen Abständen, jedoch innerhalb eines definierten Zeitraumes absolviert werden, da sonst die Motivation verloren gehen könnte. An der Schulung zu sparen, wäre an der falschen Stellegespart, weil die Investition nicht von der ersten Minute an genutzt werden kann. Nur bei einem sofortigen Einsatz kann die Neuinvestition gewinnbringend eingesetzt werden.