Parametrische CAD-Software 2026: Geometriekerne und Lizenzen

1973, Cambridge. Der Doktorand Ian Braid entwickelte unter der Leitung von Charles Lang ein Programm namens BUILD. Die Fragestellung war technisch, aber fundamental: Wie kann ein Computer nicht nur das Drahtgittermodell eines Objekts erfassen, sondern dessen inneres Volumen, Masseeigenschaften und geschlossene Begrenzungen berechnen? Ein Jahr später, 1974, gründeten Lang, Braid, Alan Grayer und Peter Veenman ein Unternehmen: Shape Data. Das 1978 vorgestellte Romulus wurde zu einem der ersten kommerziellen Volumenmodellierungs-Kerne der Industriegeschichte.^[1]

Dieselbe Frage bestimmt bis heute moderne Entwicklungsarbeitsplätze. Ob beim Modellieren eines Trägers in SolidWorks, beim Drehen einer Baugruppe im Webbrowser über Onshape oder beim Anpassen von Skizzenmaßen in FreeCAD: Unter der sichtbaren Oberfläche rechnet ein Geometriekern, der direkt von diesem Cambridge-Durchbruch abstammt.

Parametrisches CAD ist ein rechnergestützter Konstruktionsansatz, bei dem Geometrien nicht durch starre Koordinaten, sondern durch benannte Parameter, Formeln und geometrische Abhängigkeiten definiert werden. Ändert sich ein Zahlenwert, berechnet das System das Modell entlang dieser Beziehungskette neu. Diese Definition beschreibt kein isoliertes Programm, sondern ein Konstruktionsprinzip. Es zeigt sich als Feature-Baum in SolidWorks, als Gleichungssystem in SolveSpace, als algorithmischer Graph in Grasshopper oder als Python-gestützte Werkbank in FreeCAD.

Das Leitmotiv dieses Vergleichs lautet: gleicher Motor, anderer Vertrag. Im Jahr 2026 stellen wir sechs leistungsfähige CAD-Lösungen nach Geometriekern, Lizenzmodell, Preisgestaltung und Einsatzprofil gegenüber. Doch zuvor müssen Konstrukteure trennen, wo „parametrische Konstruktion“ aufhört und der „Geometriekern“ beginnt.

Dieser technische Leitfaden ist Teil unseres umfassenden Portals 3D CAD Software & Konstruktionsleitfaden. Türkische Leser finden das Original unter 3D CAD Programları ve Mekanik Tasarım Rehberi.

Was parametrisches CAD in der Praxis bedeutet

Parametrisches CAD speichert Maßketten und Lagebeziehungen als Regelwerk ab und rechnet den Festkörper neu durch, sobald Parameter variiert werden. In der klassischen 2D-Zeichnung ist eine Linienlänge lediglich ein statischer Messwert; im parametrischen Modell ist sie eine dynamische Variable, die über geometrische Bedingungen mit Nachbarelementen verknüpft ist.

In der industriellen Konstruktion greifen drei parametrische Ansätze ineinander:

• Historienbasierte Modellierung (history-based): Das Bauteil wird als chronologische Baumstruktur gespeicherter Operationen geführt. Skizzen, Extrusionen, Taschen, Fasen und Muster bauen aufeinander auf; die Änderung eines frühen Schritts stößt die Neuberechnung aller Folgeelemente an. Fusion und SolidWorks stehen für diesen klassischen Pfad.
• Zwangsbedingungsbasierte Modellierung (constraint-based): Die Geometrie wird durch simultane Gleichungen für Abstände, Winkel, Tangentialität und Symmetrie bestimmt. Der integrierte Gleichungslöser (Solver) ermittelt die exakte Raumlage, die alle Kriterien erfüllt. SolveSpace basiert primär auf dieser Solver-Architektur.
• NURBS und visuelle Programmierung: Kurven und analytische Freiformflächen basieren auf Non-Uniform Rational B-Splines; visuelle Editoren wie Grasshopper steuern diese Geometrien über Logiknetzwerke. Rhino gilt hier als Industriestandard.

Ergänzend kommt die direkte Modellierung (direct modeling) hinzu. Sie verschiebt oder modifiziert Flächen ohne zwingenden Rückgriff auf einen linearen Verlaufsbaum. Obwohl isoliert nicht-parametrisch, kombinieren moderne CAD-Plattformen direkte Eingriffe mit parametrischen Basiselementen. Ob ein CAD-System als parametrisch einzustufen ist, entscheidet nicht der Name des Geometriekerns, sondern die Leistungsfähigkeit der übergeordneten Zwangsbedingungs- und Beziehungsschicht.

Geometriekerne: Das Rechenwerk unter der Benutzeroberfläche

Ein Geometriekern ist die mathematische Softwarekomponente, die Festkörper- und Flächengeometrien innerhalb einer CAD-Umgebung berechnet. Er verwaltet die Boundary-Representation-Topologie (B-Rep)—also Kanten, Knoten und Flächen—sowie die zugrunde liegenden analytischen Geometrien und Freiformflächen. Die grafische Oberfläche, der Strukturbaum und das Dokumentenmanagement setzen als übergeordnete Schichten auf diesem Rechenkern auf.

Konstruktiv wichtig: Ein Geometriekern ist nicht identisch mit einem 2D/3D-Zwangsbedingungslöser (Constraint Solver). Der Kern beantwortet topologische Anfragen: wo Körper kollidieren, welche Stetigkeit Flächen aufweisen und wie das Volumen beschaffen ist. Der Solver dagegen löst Beziehungsgleichungen auf: ob Kanten parallel stehen oder Kreise konzentrisch bleiben. In SOLIDWORKS berechnet Parasolid die Geometrie, während D-Cubed die Maße auflöst. Bei Fusion arbeiten ShapeManager und Skizzensolver ebenfalls arbeitsteilig.

Im Jahr 2026 dominieren fünf Geometriekern-Familien den Markt:

Nach Angaben von Siemens unterstützt Parasolid mehr als 900 Modellierfunktionen und wird von über 200 unabhängigen Softwareanbietern eingesetzt. Über das XT-Format sichert der Kern die Interoperabilität zwischen mehr als 350 Industrieanwendungen.^[2] Branchendokumentationen weisen für Mitte 2026 die Version 39.0 als stabilen Referenzstand aus.^[3] Dieser Markt verdeutlicht, dass Geometriekerne das unsichtbare Rückgrat globaler CAD-Verträge bilden.

ACIS, seit über drei Jahrzehnten von Spatial gepflegt, bildet die Basis für über 350 kommerzielle Softwareprodukte mit mehr als drei Millionen Lizenzen weltweit.^[5] Autodesk spaltete den ShapeManager im November 2001 von ACIS 7.0 ab und führte ihn mit Inventor 5.3 im Februar 2002 ein.^[6] Offizielle Entwicklerpublikationen von Autodesk bestätigen, dass Fusion zur Geometrieberechnung den Autodesk Shape Manager (ASM) aufruft.^[7]

Open CASCADE Technology stellt das quelloffene Fundament für Freiform- und B-Rep-Berechnungen bereit. Die im Jahr 2026 aktuelle Version 8.0.1 unterliegt der LGPL-2.1-Lizenz mit Ausnahmeregelung.^[8] FreeCAD baut seine Modellierungswerkzeuge direkt auf OCCT auf.^[21] Rhinoceros hingegen stützt sich auf McNeels eigene mathematische Flächenbibliothek und das quelloffene openNURBS-Toolkit zum standardisierten Lesen und Schreiben von .3dm-Geometrien.^[14][20]

Auf einen Blick: Sechs CAD-Lösungen im Jahr 2026

Die nachfolgende Tabelle fasst den verifizierten Stand vom 14. November 2026 anhand offizieller Herstellerangaben und technischer Dokumentationen zusammen. Preisangaben verstehen sich als Standard-Nettolistenpreise ohne individuelle Rabattstaffeln.

Pfad Eins: Der Feature-Baum und zwei unterschiedliche Verträge

Die historienbasierte Modellierung verwaltet Geometrien als geordnete Kette von Bearbeitungsschritten. Fusion und SOLIDWORKS verkörpern diese Herangehensweise. Trotz ähnlicher Benutzerführung nutzen sie grundverschiedene Geometriekerne: Fusion rechnet mit Autodesk ShapeManager, während SOLIDWORKS auf Siemens Parasolid aufbaut. Selbst Programme, die denselben Kern teilen—wie SOLIDWORKS und Onshape—können Dateien nicht mit vollem Bearbeitungsverlauf austauschen. Kernkompatibilität bedeutet keineswegs Dateikompatibilität.

Autodesk Fusion: Vier Ingenieurdisziplinen in einem Dokument

Autodesk Fusion bündelt mechanische Konstruktion, CAM-Fertigung, FEM-Simulation und Elektroniklayout in einer synchronisierten Cloud-Umgebung. Die im Oktober 2026 veröffentlichte Version 2706.1.17 bildet die aktuelle Basis.^[17] Geometrische Körper werden durch den Autodesk ShapeManager (ASM) erzeugt.^[7]

Fusions großer Vorteil liegt in der Beseitigung von Schnittstellenverlusten: Geometrie, Werkzeugwege, Leiterplatten und Wärmesimulationen teilen sich denselben Datensatz. Kommerziell arbeitet das Modell über Jahresabonnements, ergänzt durch eingeschränkte Maker-Lizenzen.^[17] Die Kehrseite: Eine stabile Internetanbindung ist essenziell, und fortgeschrittene Fertigungs- oder Berechnungsmodule erfordern separate Zusatzabonnements.

SOLIDWORKS: Die Tragkraft des Industriestandards

Dassault Systèmes SOLIDWORKS ist der Standard für mechanische Baugruppenkonstruktionen im Windows-Umfeld; Version 2026 erschien im November 2025.^[18] Als Geometriekern dient Siemens Parasolid. Dass ein Dassault-Kernprodukt die Engine des Wettbewerbers lizenziert, ist ein bemerkenswertes Industriephänomen, das die Stabilität des Systems jedoch seit Jahrzehnten sichert.^[4][3]

Die Stärken liegen in der Verarbeitung riesiger Baugruppen, der ausgereiften Zeichnungsableitung und der engen Verzahnung mit industriellen Zulieferern. Nachteile sind die starre Bindung an das Windows-Betriebssystem und die intransparente Preisgestaltung über Händlernetze.^[18]

Erster Wendepunkt: SOLIDWORKS und Onshape teilen denselben Geometriekern: Parasolid. Doch identische Kerne garantieren kein identisches Dateiformat. SOLIDWORKS speichert binäre SLDPRT-Dateien; Onshape führt eine relationale Datenbankstruktur in der Cloud. Wer glaubt, Modelle samt Feature-Historie verlustfrei zwischen beiden Systemen zu übergeben, verwechselt die Rechenengine mit dem Datenmodell. Gleicher Motor, anderer Vertrag.

Pfad Zwei: Der Zwangsbedingungs-Löser als Kernkompetenz

Die zwangsbedingungsbasierte Konstruktion formuliert Modelle als simultanes mathematisches Gleichungssystem; der Solver berechnet die Positionen, die alle Randbedingungen erfüllen. SolveSpace demonstriert diesen Ansatz in minimalistischer Reinform. Als portable Binärdatei ohne Installationsroutine enthält das Programm einen eigenständigen symbolischen Gleichungslöser.^[12][13][22]

SolveSpace 3.3 erschien am 20. Oktober 2026 unter der GPLv3-Lizenz für Windows, Linux und macOS.^[13] Das Repertoire umfasst 2D-Skizzen, Abstands- und Winkelbedingungen, Extrusionen, Drehungen, Baugruppenbeziehungen, Freiheitsgrad-Analysen (DOF) sowie die Bewegungssimulation ebener Mechanismen.^[12]

Die Grenzen sind klar definiert: SolveSpace bietet keine 3D-Kantenverrundungen oder -fasen; komplexe Boolesche Operationen an Freiformflächen können scheitern; FEM- oder CAM-Module fehlen.^[19] Dafür liefert das Tool präzise DXF-, STEP-, STL- und G-Code-Dateien für Laserzuschnitt und einfache Fräsarbeiten.^[12]

Zweiter Wendepunkt: Das wertvollste Gut von SolveSpace ist nicht das Zeichenfenster, sondern der Solver. Der mathematische Gleichungslöser wurde von Entwicklern isoliert und in externe Projekte integriert—darunter die Assembly3-Workbench in FreeCAD und das CAD-Sketcher-Plugin für Blender.^[19] Die Konstruktionslogik des Programms entfaltet ihren Nutzen weit über die eigene Anwendung hinaus.

Pfad Drei: NURBS-Kurven und visuelle Programmierung

NURBS-Modellierung definiert Kanten und Flächen mathematisch exakt über Kontrollpunkte, Knotenvektoren und Gewichtungen. Statt Rundungen durch Polygone anzunähern, bleibt die Geometrie analytisch erhalten. Rhinoceros verkörpert diesen Ansatz auf Desktop-Systemen seit Jahrzehnten.^[14]

Rhino 9 wird als zeitlich unbegrenzte Kauflizenz (995 $ kommerziell, 195 $ Ausbildung) vertrieben—ohne wiederkehrenden Abo-Zwang.^[14] Es läuft auf Windows und macOS; über das .3dm-Format und das openNURBS-Toolkit lässt sich die Geometrie nahtlos in andere Systeme überführen.^[14][20] Rhino 9 bietet erweiterte SubD-Werkzeuge und schnellere Direct3D-Darstellung.

Grasshopper ist die in Rhino integrierte visuelle Programmierumgebung. Konstrukteure verbinden Funktionsblöcke auf einer Arbeitsfläche, um Geometrien dynamisch durch Formeln und Algorithmen zu steuern.^[15] Grasshopper ist seit Version 6 Standardbestandteil; mit Rhino 9 debütiert Grasshopper 2.^[15][14] Grasshopper ist jedoch kein eigenständiger Geometriekern, sondern eine algorithmische Steuerungsschicht über Rhinos NURBS-Engine.

Dritter Wendepunkt: Parametrischer Entwurf und parametrisches CAD sind grundverschieden. Mit Grasshopper lassen sich Tausende Lamellen einer Fassade anhand des Sonnenstands mathematisch anordnen. Das ist jedoch keine mechanische Baugruppenkonstruktion mit Passungen und Gewindebohrungen. Rhino liefert mathematische Präzision, Grasshopper funktionale Flexibilität. Beide dominieren im Formenbau, ersetzen aber kein klassisches Maschinenbau-CAD.^[14][15]

Pfad Vier: Open Source und digitale Datensouveränität

Quelloffenes parametrisches CAD bietet eine vollständig überprüfbare Softwarearchitektur von den Geometriealgorithmen bis zur Oberfläche. FreeCAD ist das führende Open-Source-CAD-Projekt für vollwertige B-Rep-Volumenkörper. Seine mathematische Basis bildet Open CASCADE Technology; das Programm wird unter der LGPL-2.1-or-later bereitgestellt.^[11][21]

FreeCAD 1.0 erschien am 18. November 2024 mit einem neuen Algorithmus zur Entschärfung des Topological Naming Problems (TNP). Die Entwicklungsdokumentation betont sachlich, dass dieser Schritt Baugruppen stabilisiert, die vollständige Beseitigung des Problems aber weitere Zyklen beansprucht.^[9] Zudem wurde eine integrierte Baugruppen-Werkbank auf Basis des Ondsel-Solvers fest in den Kern übernommen.^[9]

Im Oktober 2026 stellte FreeCAD auf ein neues Versionsschema um: Am 18. Oktober 2026 wurde Version 26.3 Release Candidate 2 angekündigt.^[10] „FreeCAD 1.0“ bleibt die stabile Produktionsbasis, während 26.3 den fortlaufenden Entwicklungszweig markiert.

Vierter Wendepunkt: Kostenlos bedeutet nicht bedingungslos. Die LGPL erlaubt die freie kommerzielle Nutzung im Unternehmen; wer jedoch veränderte Bibliotheken weitergibt, muss Quelltexte offenlegen.^[11] Zudem unterliegen Drittanbieter-Erweiterungen oft eigenen Lizenzen. Der strategische Nutzen bleibt dennoch unübertroffen: Selbst wenn Sponsoren aussteigen, verbleiben Code und Datenformate dauerhaft in der Hand der Anwender.

FreeCADs Stärke ist die Python-Schnittstelle. Konstrukteure können Arbeitsbereiche für PartDesign, CAM, FEM und BIM kombinieren, Routineaufgaben automatisieren oder über freecadcmd kopflose Server-Berechnungen anstoßen.^[9] Schwächen zeigen sich bei extrem großen Baugruppen und der automatisierten Zeichnungserstellung.

Pfad Fünf: Cloud-CAD und Datenhoheit

Cloud-natives CAD verlagert die Geometrieberechnung vollständig auf Rechenzentren und verwaltet Modelle als relationale Datenbankeinträge statt als lokale Dateikopien. Onshape setzt dieses Prinzip konsequent um: Es läuft im Browser, benötigt keinen manuellen Speichervorgang und dokumentiert jeden Konstruktionsschritt lückenlos im Revisionsverlauf.^[16][3]

Als Geometriekern nutzt Onshape Siemens Parasolid. Siemens hebt Onshape als Vorzeige-Cloudanwendung für Parasolid hervor.^[2][3] Die technische Innovation von Onshape liegt daher nicht in neuartiger Festkörpermathematik, sondern in der cloudbasierten Mehrbenutzer-Architektur mit integrierter Versionsverwaltung.

Die Preisstruktur gliedert sich in: Free (0 $), Standard (1.500 $/Nutzer/Jahr) und Professional (2.500 $/Nutzer/Jahr).^[16] Im kostenlosen Free-Plan sind alle erstellten Dokumente öffentlich für jeden einsehbar und kopierbar. Null Euro Lizenzkosten bedeuten hier den vollständigen Verzicht auf Vertraulichkeit. Für Open-Hardware-Projekte ideal, für kommerzielle Kundenaufträge indiskutabel.

Fünfter Wendepunkt: Beim Cloud-CAD sind nicht die Softwaregebühren der entscheidende Faktor, sondern Datensouveränität und Compliance. Für regulierte Bereiche existiert Onshape Government auf AWS GovCloud unter strengen US-Exportkontrollen (ITAR/EAR).^[16] Unternehmen mit strengen Geheimhaltungsauflagen müssen die Datenhaltung vorab vertraglich prüfen. Gleicher Motor, anderer Vertrag: Hier entscheidet der Speicherort.

Vergleichsmatrix: Das richtige Werkzeug für jede Aufgabe

Entscheidungsmatrix nach Anwenderprofil

Statt eines pauschalen Testsiegers ordnet die folgende Matrix konkreten Anforderungen die passenden Primär- und Sekundärwerkzeuge zu.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Ist parametrisches CAD identisch mit parametrischem Design?

Nein. Parametrisches CAD beschreibt eine Softwarekategorie für mechanische Volumenkörper. Parametrischer Entwurf (Design) ist ein weiter gefasster Konstruktionsansatz, der Maße und Geometrieregeln funktional verknüpft. Rhino mit Grasshopper ist eine mächtige parametrische Entwurfsumgebung, aber kein klassisches Maschinenbau-CAD mit chronologischem Feature-Baum.

Welcher Geometriekern ist technisch überlegen?

Das hängt vom Einsatzzweck ab. Siemens Parasolid bietet das größte kommerzielle Ökosystem und robuste Festkörperfunktionen; ShapeManager sichert die interne Konsistenz bei Autodesk; Open CASCADE Technology liefert maximale Transparenz und offene STEP-Pipelines; Spatial ACIS blickt auf über dreißig Jahre industrielle Erfahrung zurück.^[2][5][8]

Kann FreeCAD native SOLIDWORKS-Dateien öffnen?

Ein direkter Import von SLDPRT- oder SLDASM-Dateien mit vollständigem, editierbarem Feature-Baum ist technisch nicht möglich. Der Austausch erfolgt über neutrale Formate wie STEP (z. B. AP242) oder IGES. Diese übertragen die exakte Geometrie, nicht aber den internen Berechnungsverlauf.

Darf Onshape Free kommerziell genutzt werden?

Nein. Die kostenlose Version ist streng auf nicht-kommerzielle, schulische und Open-Source-Zwecke beschränkt. Alle gespeicherten Dokumente sind öffentlich einsehbar und kopierbar.^[16] Für vertrauliche Kundenprojekte ist mindestens der Standard-Tarif erforderlich.

Ist Rhinoceros ein rein parametrisches CAD-Programm?

Rhinos Kernfunktionen basieren auf der direkten Modellierung analytischer NURBS-Flächen. Parametrische Fähigkeiten werden durch das integrierte Grasshopper bereitgestellt. Grasshopper erzeugt komplexe Beziehungsgraphen, ersetzt jedoch nicht den sequenziellen Strukturbaum klassischer Maschinenbauprogramme wie SOLIDWORKS.^[14][15]

Fazit: Wer öffnet Ihre Daten in zehn Jahren?

Die 1973 in Cambridge formulierte Herausforderung bleibt aktuell: Wie beschreibt Software einen realen Festkörper? Parasolid und ACIS sind die bewährten Antworten der Industrie; OCCT ist die Antwort der Open-Source-Welt; ShapeManager stützt Autodesks Ökosystem; und openNURBS definiert die Sprache für Freiformflächen. Jedes der sechs untersuchten Programme nutzt einen Geometriekern und ein Beziehungssystem. Der entscheidende Unterschied liegt im Vertrag, der über dem Motor steht.

Treffen Sie Ihre CAD-Entscheidung daher nicht nur nach Bedienkomfort. Beantworten Sie vorab zwei strategische Fragen: In welchem Dateiformat können Sie Ihre Modelle in zehn Jahren noch verlustfrei öffnen, und wer bestimmt über die Vertraulichkeit Ihrer Daten? Die Antworten darauf wiegen schwerer als jedes Datenblatt.

Quellen und Nachweise

1. Wikipedia — Shape Data und Romulus Modeling Kernel. Historie des Romulus B-Rep-Geometriekerns.
2. Siemens — Parasolid Geometric Modeling Kernel. Technische Spezifikationen, XT-Format und OEM-Ökosystem.
3. Wikipedia — Parasolid. Versionsübersicht v39.0 und Anwendungsregister.
4. Siemens PLM Blog. Analyse der Geometriekern-Integration im Maschinenbau-CAD.
5. Spatial — 3D ACIS Modeler. Entwicklungsgeschichte und B-Rep-Architektur.
6. Wikipedia — Autodesk ShapeManager. Entstehungsgeschichte aus ACIS 7.0 im November 2001.
7. Autodesk Fusion Blog. Dokumentation des Autodesk ShapeManager (ASM) Kerns.
8. Open CASCADE Technology (OCCT). Versionshinweise zu Version 8.0.1 und LGPL-2.1-Lizenz.
9. FreeCAD 1.0 Release Notes. Topologische Namensauflösung (TNP) und Baugruppen-Werkbank.
10. FreeCAD Blog — Version 26.3 Release Candidate 2. Einführung des neuen Versionsschemas.
11. FreeCAD License. Volltext der GNU Lesser General Public License v2.1 mit Ausnahmen.
12. SolveSpace — Feature Documentation. Zwangsbedingungen, Solver-Funktionen und Export-Schnittstellen.
13. SolveSpace — Version 3.3 Release. Veröffentlichungshinweise zur eigenständigen GPLv3-Anwendung.
14. Robert McNeel & Associates — Rhino 9. Lizenzmodell, SubD-Modellierung und Flächenfunktionen.
15. Wikipedia — Grasshopper 3D. Algorithmische Geometrieberechnung und visuelle Knotenlogik.
16. PTC Onshape — Tarife & Preise. Lizenzstufen, Regeln für öffentliche Arbeitsbereiche und Cloud-PDM.
17. Wikipedia — Autodesk Fusion. Versionshistorie, Fachmodule und Lizenzbestimmungen.
18. Wikipedia — Dassault Systèmes SOLIDWORKS. SOLIDWORKS 2026 Release und Windows-Systemvoraussetzungen.
19. LWN.net — A Survey of Open-Source CAD Systems. Untersuchung von Zwangsbedingungs-Solvern im Open-Source-Bereich.
20. openNURBS Developer Guide. Standards für den offenen Lese- und Schreibzugriff auf .3dm-Dateien.
21. FreeCAD Documentation — OpenCASCADE Integration. B-Rep-Topologieverarbeitung in FreeCAD.
22. SolveSpace Source Repository. Mathematische Implementierung des symbolischen Solvers.