Technische Zeichnung: Grundlagen & kostenlose Programme

Die „Technische Zeichnung“ (auch Fertigungszeichnung, Konstruktionszeichnung) wird umgangssprachlich gern als die „Sprache“ der Ingenieure bezeichnet. Hierbei handelt es sich um ein grafisches Dokument, das primär im Maschinen- und Anlagenbau  zum Einsatz kommt. Dieses beinhaltet alle benötigten Informationen zur Herstellung von Einzelteilen oder der Montage von Baugruppen respektive einer kompletten Maschine in schriftlicher Form. 

Inhaltsverzeichnis

1. Technische Zeichnung Definition
2. Geschichte und Anwendungsgebiet
3. Grundlagen des technischen Zeichnens
4. Regeln und Normen im Zeichnungswesen
5. Die Darstellung der technischen Zeichnung (Ansichten)
6. Kostenlose Programme zum technischen Zeichnen
7. Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu technischen Zeichnungen

Technische Zeichnung Definition

Die technische Zeichnung ist Teil der technischen Produktdokumentation. Verwendung findet die sie vorwiegend im Maschinen- und Anlagenbau. Zudem wird eine Art der technischen Zeichnung im Bauwesen verwendet. Hier spricht man allerdings dann von einer Bauzeichnung. 

In DIN 199 des Deutschen Institutes für Normung wird die technische Zeichnung folgendermaßen definiert:

„Eine technische Zeichnung ist eine Zeichnung in der für technische Zwecke erforderlichen Art und Vollständigkeit, z. B. durch Einhaltung von Darstellungsregeln und Maßeintragungen.“ 

Dieses Zitat untermalt die Komplexität des Prozesses, die an die saubere Durchführung einer solchen technischen Zeichnung gefordert wird.

Geschichte und Anwendungsgebiet

Die Grundlagen der Geometrie sind bis ins antike Griechenland auf verschiedene Mathematiker zurückzuführen. Der Beginn des technischen Zeichnens geht dagegen bis ins 15. Jahrhundert zurück. Der Pionier des technischen Zeichnens ist kein Geringerer als Leonardo da Vinci, der seine Erfindungen und Ideen verschriftlichte.

In der jüngeren Geschichte sind häufigere Aufzeichnungen in Bezug auf das technische Zeichnen zu finden. Zum einen wurden zu Beginn des 17. Jahrhunderts Aufzeichnungen eines französischen Flugpioniers gefunden. Zum anderen sind im 19. Jahrhundert Hinweise in verschiedenen niedergeschriebenen Patenten zu finden.

Heutzutage existieren Unmengen an Regeln, Normen, Darstellungsformen, Empfehlungen für Bemaßungen, Schrift oder Strichart. Parallel dazu veränderte sich auch die Art und Vielfalt der Werkzeuge zum Anfertigen einer technischen Zeichnung. Statt Zeichenbrett, Kurvenlineal und Schriftschablone nutzt man computergestütze Zeichenmethode (CAD-Programme, „computer aided design“). 

Der Fortschritt in der heutigen Technik bietet für das technische Zeichnen somit enorme Vorteile. Mithilfe von 3D-CAD-Systemen lassen sich auch dreidimensionale Körper erstellen und endgültige Zeichnungen ableiten.

Grundlagen des technischen Zeichnens

Eine technische Zeichnung ist die zeichnerische Abbildung aller Informationen, die es zur Herstellung eines Bauteils oder einer Baugruppe benötigt. Die Schwierigkeit einer technischen Zeichnung besteht darin, alle Informationen ohne mögliche Missverständnisse zu generieren. Präzision und Eindeutigkeit in den Angaben sind Pflicht, damit der Leser die Konstruktionszeichnung ohne Schwierigkeiten verstehen kann.

Eine solche technische Zeichnung wird üblicherweise aus verschiedenen Ansichten und Blickwinkeln angefertigt, sodass alle relevanten Informationen untergebracht werden können. Dennoch kommt es vor, dass zusätzliche Schnittansichten notwendig sind, um eventuell verdeckte Geometrien von Bauteilen oder Baugruppen sichtbar zu machen. Die technische Zeichnung trennt sich allgemein in den Zeichnungsrand, den Zeichnungsbereich und ein Schriftfeld. Bei Baugruppen bedarf es einer Stückliste, welche idealerweise über dem Schriftfeld angeordnet ist. 

Üblicherweise variiert die Papiergröße für technische Zeichnungen zwischen A4 und A0. Des Weiteren gibt es diverse Maßstäbe, um eine technische Zeichnung zu realisieren. Mit dem Maßstab 2:1 („zwei zu eins“) vergrößert man eine Baugruppe oder ein Bauteil. Zeichnet man dagegen im Maßstab 1:2, wird das zu zeichnende Objekt verkleinert. Das gezeichnete Objekt ist beim Maßstab von 1:2 demnach nur halb so groß wie in der Realität. 

Verschiedene Arten der technischen Zeichnung

Es gibt viele unterschiedliche Arten und Herangehensweisen, eine technische Zeichnung anzufertigen. Diesbezüglich wird besonders im Hinblick auf die Vollständigkeit einer solchen Darstellung unterschieden. Man unterscheidet zwischen Teilzeichnungen und Zusammenbauzeichnungen. Daraus ergeben sich folgende Varianten einer technischen Zeichnung:

• Gesamt-Zeichnung
• Gruppen-Zeichnung
• Einzelteil-Zeichnung
• Rohteil-Zeichnung
• Anordnungs-Plan
• Modell-Zeichnung
• Schema-Zeichnung

Als Gesamt-Zeichnung bezeichnet man die vollständige Darstellung einer Maschine, eines Apparates oder eines Gerätes. Eine Gruppen-Zeichnung stellt die Darstellung einer Bauteilgruppe dar. Im Gegensatz dazu bildet die Einzelteil-Zeichnung ein alleinstehendes Bauteil respektive Einzelteils ab. Die Einzelteil-Zeichnung lässt sich noch mal in verschiedene Zeichnungsarten untergliedern (Rohteil-Zeichnung, Anordnungs-Pläne und Modell-Zeichnungen). Bei einer Schema-Zeichnung handelt es sich um eine nicht maßstabsgetreue, zweidimensionale Zeichnung. Mit ihr wird der logische Aufbau eines Gebäudesystems dargestellt.

Regeln und Normen im Zeichnungswesen

Das Zeichnungsblatt

Das Zeichnungsblatt ist nach DIN 476 in verschiedene Formen eingeteilt. Der Abstand vom Rand der Zeichenfläche zur Zeichnung beträgt 5 mm. Die Maße der DIN-A sind folgende: 

• DIN A0: 841 × 1189 mm
• DIN A1: 594 × 841 mm
• DIN A2: 420 × 594 mm
• DIN A3: 297 × 420 mm
• DIN A4: 210 × 297 mm
• DIN A5: 148 × 210 mm
• DIN A6: 105 × 148 mm

Die Seiten des Zeichenblattes verhalten sich Breite zu Länge wie 1 zu Wurzel 2.

Bemaßung von technischen Zeichnungen

Die Bemaßung bildet eine der wichtigsten Komponenten des technischen Zeichnens. Ohne die richtige und ordentliche Bemaßung sind technische Zeichnungen nicht reproduzierbar. DIN 406-10 und DIN 406-11 beschreiben die Regeln, nach denen man Maße ordnungsgemäß in technische Zeichnungen einfügt.

Mithilfe der Bemaßung wird die Länge, Höhe, Breite und der Durchmesser eines Objektes beschrieben. Durch das richtige Einsetzen von Maßlinien, der Maßzahl, der Maßhilfslinie und den Maßpfeilen wird für ein fachlich korrektes Bemaßen gesorgt. 

• Die Maßlinie beschreibt hierbei die richtige Abmessung. 
• Die Maßzahl bietet den Indikator Maßlinien Größe, meistens in mm, an. 
• Eine Abgrenzung zwischen Zeichnungselement und Maßlinie ermöglicht die Maßhilfslinie. 
• Maßpfeile hingegen zeigen auf die Endpunkte der Maßlinie und geben so das Ende dieser preis. 
• Üblicherweise ist die Richtgröße in mm angegeben und wird, ist das der Fall, auch nicht dazugeschrieben. 

Des Weiteren wird bei der Bemaßung zwischen verschiedenen Einsatzgebieten unterschieden. Funktionsplanung nimmt die Funktionsmaße zur Hilfe. Die Fertigung benötigt dagegen Fertigungsmaße und die Werkstückprüfung erfolgt nach den Prüfmaßen. Außerdem wird zwischen Lagemaß, Formmaß und Grundmaß unterschieden. 

Die Lagemaße geben die genaue Lage der Veränderung an. Die Formmaße sind für die Größe der Aussparung verantwortlich. Mit den Grundmaßen gibt man Höhe, Breite und Tiefe eines Werkstückes an. 

Laut den Regeln der Bemaßung muss selbige außerhalb des Werkstückes erfolgen. 

• Zudem dürfen Maßlinien nicht als Maßhilfslinien verwendet werden. 
• Das heißt auch, dass sie nicht als Verlängerung der Kanten gezeichnet werden dürfen. 
• Maßlinien dürfen sich grundsätzlich nicht schneiden.
• Daher wird geraten, immer mit der kleinsten Maßlinie zu beginnen. 
• Reicht der Platz zwischen zwei Maßlinien nicht aus, dürfen die Maßpfeile von außen angesetzt werden. 
• Sollte die Maßzahl innerhalb der Maßpfeile keinen Platz finden, darf sie ebenfalls außerhalb gesetzt werden.

Die Darstellung der technischen Zeichnung (Ansichten)

Die Gestaltung von Raumbildern beim technischen Zeichnen erfolgt durch unterschiedliche Projektionen. Dabei sind Isometrische Projektion und Dimetrische Projektion, sowie Kavalier- und Kabinett-Projektion die am häufigsten verwendeten. Dabei unterscheiden sich die Projektionen in ihren unterschiedlichen Winkeln der Achsen. 

Isometrische Projektion Projektionsmethode in ISO 5456-3 geregelt Achsenmaßstab beträgt 1 : 1 : 1 Winkel 30°/ 30°
Dimetrische Projektion Projektionsmethode in ISO 5456-3 geregelt Achsenmaßstab beträgt 0,5 : 1 : 1 Maße der X-Achse werden um die Hälfte verkürzt Winkel 7°/42°
Kabinett-Projektion Projektionsmethode in ISO 5456-3 geregelt Achsenmaßstab beträgt 0,5 : 1 : 1 Winkel der X-Achse 45°
Kavalier-Projektion Projektionsmethode in ISO 5456-3 geregelt Achsenmaßstab beträgt 1 : 1 : 1 Winkel der X-Achse 45°

Technische Zeichnungen bedienen sich verschiedener Linienarten, welche jeweils für unterschiedliche Aufgaben zuständig sind.  

• Breite Volllinien stellen sichtbare Kanten, Rändel oder das Ende der nutzbaren Gewindelänge dar
• Schmale Volllinien stellen Maßlinien, Maßhilfslinien, Lichtkanten oder Biegekanten dar
• Bei Strichlinien handelt es sich um verdeckte Kanten
• Schmale Strichpunktlinien dienen der Darstellung von Symmetrielinien, Lochkreise, Teilkreise oder Bewegungslinie
• Breite Strichpunktlinien sorgen für Schnittebene und die Kennzeichnung von Behandlungen 
• Strichzweitpunktlinien haben die Funktionsweise, den Umriss angrenzender Teile und Grenzstellung zu verdeutlichen 
• Freihandlinien begrenzen unterbrochene Werkstücke

Zum Thema der Darstellung einer technischen Zeichnung gehören auch die unterschiedlichen Schnitte, die benötigt werden. Hierbei wird zwischen drei verschiedenen Schnitten, dem Vollschnitt, Halbschnitt und Teilschnitt, unterschieden. Bei einem Vollschnitt denkt man sich die vordere Hälfte des Werkstückes herausgeschnitten. Bei einem Halbschnitt dagegen wird das untere Viertel herausgeschnitten. Im Falle, dass nur bestimmte Teile benötigt werden, wird ein Teilschnitt angewendet.

Fertigung, Vervielfältigung, Speicherung und Wiedergabe

Vor dem Computer als digitales Hilfsmittel wurden technische Zeichnungen händisch auf Papier gefertigt. Mithilfe von Abpausen wurde die Darstellung vervielfältigt. Daher mussten die Originale stets sorgfältig aufbewahrt werden. 

Heutzutage geschieht dieser Prozess mit Unterstützung von CAD-Programmen. Dadurch sind die technischen Zeichnungen nun digital verfügbar und können außerdem ausgedruckt werden. Theoretisch kann man also komplett auf Papier verzichten. Fertigungsmaschinen werden direkt per CAD- und CAM-Software angesteuert. Zudem können unterschiedliche Ansichten einer Zeichnung direkt im Programm erstellt, betrachtet und danach, sofern gewünscht, drucken werden. 

Dateiformate wie DXF, IFC oder DWG kommen bei der Archivierung von Zeichnungen zum Einsatz. Mikrofilme dienen der Langzeitarchivierung. Über mehrere Jahrhunderte kann dies mit digitalen Möglichkeiten nicht gewährleistet werden.

Kostenlose Programme für technische Zeichnungen

SketchUp Free

SketchUp Free ist ein unter Einschränkungen kostenloses browserbasiertes Online-Programm. Es lassen sich sowohl 2D- als auch 3D-Modelle erstellen und speichern. 

Zum Verwenden der Software müssen sie sich ein Konto anlegen. Dafür gibt es drei verschiedene Möglichkeiten: die Versionen Free, Shop und Pro, die alle unterschiedliche Funktionen bieten. Die Bedienung des Programms ist sehr benutzerfreundlich, alle wichtigen Funktionen sind schnell zu finden. 

• Datenexport: DXF und PNG
• Datenimport 3D: 3DS, DAE, DEM, DWG, DXF, KMZ, STL
• Datenimport 2D: DWG, DXF, JPG, PNG

Das Programm ist alles in allem einfach zu bedienen und eignet sich hervorragend für einfache Konstruktionen. Die Erstellung einer echten technischen Zeichnung ist leider nur in der kostenpflichtigen Version möglich.

Hier geht es zum kostenlosen technische Zeichnung Programm.

FreeCAD - 2D/3D Konstruktionssoftware

Das CAD-Programm FreeCAD ist ein parametrisches 3D-Konstruktionsprogramm. Es wurde für die Anwendung in Architektur, Anlagenbau, Maschinenbau, Produktionsdesign entwickelt. Auch 2D-Konstruktionen können erstellt werden.

Funktionen wie Abmessungen, Passungen, Toleranzen und Oberflächenbeschaffenheit sind verfügbar. Mithilfe des Programms können technische Zeichnungen schnell und einfach erstellt werden. Das Programm ist ein kostenloses Open-Source-Projekt und für Windows, Mac und auch Linux verfügbar.

Alles in allem ist FreeCAD ein benutzerfreundliches Programm, das durch Add-ons erweitert werden kann. Es können Formate wie STEP, IGES, STL, SVG, DXF, OBJ, IFC und DAE bearbeitet werden.

Hier geht es zum kostenlosen Programm zum Anfertigen von technischen Zeichnungen.

nanoCAD 5

NanoCAD 5 ist ein kostenloses 2D-Zeichenprogramm für das technische Zeichnen. Die Benutzeroberfläche und Bedienung basiert auf der für 2D-Zeichenprogramme üblichen Punkt+Klick-Methode. Das Programm eignet sich für einfache Zeichnungen. Für professionelle Projekte sollten Sie jedoch die kostenpflichtige Variante nanoCAD Pro kaufen.

Hier geht es zum kostenlosen technische Zeichnung Programm.

TurboCAD 2D – 2D CAD Zeichenprogramm

TurboCAD 2D ist ein beliebtes Programm für Konstruktionen und Zeichnungen. Es ist nicht nur für Maschinenbauingenieure, sondern auch für Architekten und andere Fachleute geeignet. 

Mithilfe von TurboCAD 2D ist es möglich, Montagezeichnungen, Einzelteilzeichnungen, Fertigungszeichnungen, Zusammenbauzeichnungen, etc. zu erstellen. Das Programm ist durch kostenlose Registrierung erhältlich. Da es sich um ein reines 2D-Zeichenprogramm handelt, müssen Sie die Linien und geometrischen Formen selbst zeichnen. 

TurboCAD 2D ist ein exzellentes Programm für 2D-Zeichnungen. Um mehr Funktionen zu erhalten, können Sie die kostenpflichtige Version erwerben. Ein kleiner Nachteil der kostenlosen Version sind die hauseigenen Formate, in denen Sie ihre Projekte speichern und importieren. Dennoch ist es möglich, die Zeichnungen als PDF zu drucken. 

Hier geht es zum kostenlosen technische Zeichnung Programm.

QCAD – 2D Zeichenprogramm

QCAD ist ein Open-Source-Zeichen- und Skizzenprogramm. Um anständige technische Zeichnungen zu erstellen, erfordert die ungewohnte Bedienung etwas Übung. 

QCAD ist ein kostenloses Programm. Sie können Konstruktionen auf verschiedenen Ebenen erstellen, sodass Sie die Konstruktion besser strukturieren können. Leider ist es nicht möglich, parametrische 3D-Konstruktionen zu erstellen und man ist gezwungen, isometrische Ansichten selbst zu erstellen.

Mit QCAD ist es möglich, erstellte Porjekte in verschiedenen Formate zu erstellen. Zu diesen Formaten zählen unter anderem DXF R15, SVG (Import), PDF (Export), BMP, JPEG, TIFF, ICO, PPM, XPM, und XBM.

Für 2D-Zeichnungen ist QCAD hervorragend geeignet.

Hier geht es zum kostenlosen technische Zeichnung Programm.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu technischen Zeichnungen

Was ist eine technische Zeichnung?

Eine technische Zeichnung ist eine grafische Darstellung, die vorzugsweise im Maschinen- und Anlagenbau zu finden ist. Umgangssprachlich wird sie als “Sprache der Ingenieure” bezeichnet. Technische Zeichnungen beinhalten alle nötigen Informationen, die zur Erstellung oder Montage einer Maschine benötigt werden.

Wie erstellt man technische Zeichnungen?

Eine technische Zeichnung kann sowohl händisch (analog) als auch digital am Computer mithilfe eines CAD-Programmes gefertigt werden. Dadurch können die Zeichnungen direkt in 2D und 3D-Formaten erstellt werden. Außerdem ist eine Transformation von 3D in 2D möglich. Neben vielen kostenpflichtigen Tools gibt es auch einige gute, kostenlose Programme zum Anfertigen einer technischen Zeichnung.

Wo werden technische Zeichnungen angewendet?

Technische Zeichnungen werden vor allem im Maschinen- und Anlagenbau angewendet. Zudem gibt es auch im Bauwesen eine Form der technischen Zeichnung (Bauzeichnung). Verschiedene Berufsgruppen wie etwa Architekten, Bauzeichner, Ingenieure, Konstrukteure und Technische Zeichner nutzen technische Zeichnungen für ihre Arbeit.

Gibt es kostenlose Programme für technische Zeichnungen?

Auf dem Markt gibt es verschiedene kostenlose Programme für technische Zeichnungen. Beispielsweise SketchUp Free, FreeCAD - 2D/3D Konstruktionssoftware, nanoCAD5, TurboCAD 2D – 2D CAD Zeichenprogramm oder QCAD – 2D Zeichenprogramm.