INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS
CAD, CAM Y CAE
Términos
CAM
CAE
CAD
Diseño Asistido por Computadora
(Computer-Aided Design)
Ingeniería Asistida por Computadora
(Computer Aided Engineering)
Fabricación Asistida por Computadora
(Computer-Aided Manufacturing)
2.1 - El Proceso Clásico de Diseño
Definición de diseño
actividad técnica y creativa encaminada a
idear objetos útiles y/o estéticos que pueden llegar a producirse en serie.
Pasos del proceso de diseño
- Definición:
Especificar las propiedades y características relevantes.
2. Modelado:
Es el paso más importante. Consiste en crear un modelado de sistema, elemento, proceso a diseñar, que represente y satisfaga las necesidades y especificaciones requeridas. Se debe basar en modelos existentes.
3. Dibujo de detalle:
Construcción de planos que representen gráficamente objetos o estructuras que se deseen realizar.
4. Elaboración de prototipos:
Fabricación de prototipos que permiten hacer pruebas para detectar posibles errores en el modelo antes de producir en serie. No tiene que estar completamente finalizado, ya que se pueden validar partes específicas.
5. Pruebas:
Son pruebas específicas en determinados campos de aplicación que se realizan para validar el prototipo. Si todo sale bien, se puede empezar la producción en serie. Si no, Toca volver al paso de modelado.
6. Documentación:
Después del proceso de validación, se debe documentar el trabajo para poder abordar la construcción del sistema sin tener que buscar otra información.
Es un proceso iterativo cíclico. A veces será necesario volver a pasos anteriores o recomenzar el proceso si se detectan fallos o errores.
Proceso donde se traza la concepción de una figura u objeto.
Representación gráfica de una idea, ente, objeto, etc.
2.2 - Tipos y aplicaciones de los sistemas CAD
7. Fabricación:
Después de realizar la debida documentación, se puede empezar con la fabricación en serie.
El sistema CAD puede acelerar y facilitar el proceso de diseño
El sistema CAM ayuda a la fabricación de piezas diseñadas por medio de herramientas informáticas.
El sistema CAE se utiliza cuando se usan las herramientas informáticas para ayudar a las tareas de análisis de algunos procesos de ingeniería.
El sistema CAD es casi siempre indispensable para realizar CAM o CAE, ya que un diseño o modelado es necesario para fabricar o analizar objetos.
-CAD/CAM
-CAD/CAE
-Sistemas CAD (general)
Estos sistemas se pueden emplear en casi todos los campos de ingeniería
Los sistemas CAD son tan importantes que los niveles de producción industrial de hoy en día serían imposibles sin ellos
Y también en otras profesiones como dibujo técnico, arquitectura, física, química, biología, medicina, etc.
2.3 - Historia de las aplicaciones CAD
50's
60's
70's
80's
Sistema de defensa de área SAGE (Semi Automatic Ground Enviroment) del ejercito de EEUU y el MIT.
Aparece en el MIT el término "diseño asistido por ordenador" en un proyecto llamado "Computer - aided design project"
Se comienza a trabajar el diseño de piezas, fundamentalmente con curvas y superficies, por medio de la utilización de sistemas informáticos.
A las industrias automovilística, naval y aeronáutica les resultaba crucial trabajar con estas herramientas.
El MIT desarrolla el sistema Sketchpad
es la base de lo que se conoce como sistemas gráficos interactivos por ordenador.
En 1958, en la compañía Citroen se desarrolla un método recursivo para el diseño de curvas y supperficies basado en el uso de polinomios de Bernstein.
Los primeros productos CAD empiezan a comercializarse, sobretodo en entornos corporativos
Se desarrolla principalmente en la industria aeronáutica y automovilística.
Los precios de estos primeros sistemas eran exorbitantes (aprox. 1M USD)
Empieza la difusión global de los sistemas CAD
AutoCAD es creado en 1882
Software de dibujo técnico a un precio más asequibles.
Aunque la primera versión no fue exitosa, los versiones posteriores convirtieron a autoCAD en el programa CAD por excelencia hasta la actualidad.
Actualidad
Los avances tecnológicos permitió la dotación de los programas CAD con mejor resolución, realismo e interactividad, permitiendo realizar acciones rápidas.
Las herramientas CAD son indispensables en la ingeniería moderna
2.4. Elementos de un sistema CAD
es un sistema software que aborda la automatización global
del proceso de diseño de un determinado tipo de objeto o ente.
Su éxito depende en permitir la reducción del tiempo invertido en el ciclo de diseño y/o aumentar la calidad del resultado final
Es esencial tener una buena representación del modelo
Simplificar la generación de documentación y dibujos de detalle
Permite utilizar métodos numéricos para realizar simulaciones y posiblemente sustituir el prototipo
Es importante porque se modifica y mejora el ciclo de diseño al emplear un sistema CAD
Funciones generales de un sistema CAD
definición interactiva del objeto.
visualización múltiple.
cálculo de propiedades y simulación.
modificación del modelo.
generación de planos y documentación.
conexión con CAM.
Componentes generales de un sistema CAD
Modelo: Es la representación comunicacional del objeto, idea o actividad que se está diseñando o estudiando.
Subsistema de edición: Permite la creación y edición del modelo, bien a nivel geométrico o bien especificando propiedades abstractas del mismo
Las propiedades que añadamos determinan la usabilidad y los limites del sistema.
El modelo es el elemento central del sistema CAD
EL modelado geométrico ocupa la representación de objetos mediante una composición geométrica.
Subsistema de visualización: Genera imágenes del modelo
Subsistema de cálculo: Calcula las propiedades del modelo y la realización de simulaciones sobre él.
Subsistema de documentación: Genera la documentación del modelo.
Base de datos CAD: Da soporte para almacenar de forma permanente la información de los diferentes objetos diseñados.