INSTITUTO TECNOLOGICO DE APIZACO

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Diseño asistido por computadora

Conceptos de CAD, CAE, CAM, CIM

Eliezer Aldana Martinez

INTRODUCCIÓN Computer-aided design (CAD) es el uso de programas computacionales para crear representaciones gráficas de objetos físicos ya sea en segunda o tercera dimensión (2D o 3D). El software CAD puede ser especializado para usos y aplicaciones específicas. CAD es ampliamente utilizado para la animación computacional  y efectos especiales en películas, publicidad y productos de diferentes industrias, donde el software realiza cálculos para determinar una forma y tamaño óptimo para una variedad de productos y aplicaciones de diseño industrial. 

En diseño industrial y de productos, CAD es utilizado principalmente para la creación de modelos de superficie o sólidos en 3D, o bien, dibujos de componentes físicos basados en vectores en 2D. Sin embargo, CAD también se utiliza en los procesos de ingeniería desde el diseño conceptual y hasta el layout de productos, a través de fuerza y análisis dinámico de ensambles hasta la definición de métodos de manufactura. Esto le permite al ingeniero analizar interactiva y automáticamente las variantes de diseño, para encontrar el diseño óptimo para manufactura mientras se minimiza el uso de prototipos físicos.

DEFINICIONES CAD:Computer-aided design (CAD) es el uso de programas computacionales

para crear representaciones gráficas de objetos físicos ya sea en segunda o tercera dimensión (2D o 3D). Se pueden dividir básicamente en programas de dibujo 2D y de modelado 3D. Las herramientas de dibujo en 2D se basan en entidades geométricas vectoriales como puntos, líneas, arcos y polígonos, con las que se puede operar a través de una interfaz gráfica. Los modeladores en 3D añaden superficies y sólidos.

CAE:Ingeniería asistida por computadora (CAE) es el uso de software computacional para simular desempeño y así poder hacer mejoras a los diseños de productos o bien apoyar a la resolución de problemas de ingeniería para una amplia gama de industrias.  Esto incluye la simulación, validación y optimización de productos, procesos y herramientas de manufactura. Un proceso típico de CAE incluyen pasos de pre-procesado, solución y post-procesado. En la fase de pre-procesado, los ingenieros modelan la geometría y las propiedades físicas del diseño, así como el ambiente en forma de cargas y restricciones aplicadas. En la fase de post-procesado, los resultados se presentan al ingeniero para su revisión.

DEFINICIONES CAM: Manufactura Asistida por Computadora (CAM) comunmente se refiere

al uso de aplicaciones de software computacional de control numérico (NC) para crear instrucciones detalladas (G-code) que conducen las máquinas de herramientas  para manufactura de partes controladas numéricamente por computadora (CNC). Los fabricantes de diferentes industrias dependenden de las capacidades de CAM para producer partes de alta calidad. puede incluir el uso de aplicaciones computacionales para definir planes de manufactura para el diseño de herramientas, diseño asistido por computadora (CAD) para la preparación de modelos, programación NC, programación de la inspección de la máquina de medición (CMM), simulación de máquinas de herramientas o post-procesamiento. El plan es entonces ejecutado en un ambiente de producción, como control numérico directo (DNC), administración de herramientas, maquinado CNC, o ejecución de CCM.

CIM: La manufactura integrada por computador (CIM) cubre varios aspectos de la industria, que van desde el diseño, la ingeniería, la manufactura hasta la logística, el almacenamiento y la distribución de los productos. El objetivo de esta tecnología es incrementar la capacidad de manufacturar piezas, productos terminados o semielaborados usando el mismo grupo de máquinas. Para ello se requiere que las herramientas utilizadas sean flexibles y capaces de modificar su programación adaptándose a los nuevos requerimientos del mercado.

TENDENCIAS DEL CAD ACTUALES FUTURAS

En la actualidad la información se da en forma globalizada, se vive en alta competitividad y no se conoce los limites del avance de la tecnología, por eso es necesario aumentar la capacidad productiva y el rendimiento de los equipos de diseñoCapacidades de diseño 3D en forma más rápida y en aplicaciones directas (visualización, renderización, secciones, vistas auxiliares, operaciones booleanas, etc.).

• Ensamble de piezas (unión de piezas bajo ciertas condiciones de posición).

• Asociatividad de los dibujos elaborados en 2D y 3D.

• Desarrollo de piezas y sistemas virtuales (permite en muchos casos eliminar los prototipos físicos).

• Diseño compartido a través de redes (Intranet e Internet).

• Ingeniería concurrente (trabajo con objetos virtuales en todas las etapas del proyecto).

• Arquitectura abierta del software (posibilidad de personalizar y generar programas complementarios).

• Ingeniería inversa (obtener un modelo CAD a partir del palpado de una pieza real).

Los softwares CAD están tendiendo a integrarse con los sistemas CAE/CAM (ingeniería y manufactura asistida por computadora) de manera que formen parte de la automatización integrada en los procesos industriales y pasan a convertirse en un medio de gestión de acceso y control de la información.

Uno de los últimos avances significativos en los sistemas CAD/CAM es la introducción del diseño paramétrico y del diseño variacional, que permiten tener una base de datos única, de manera que toda la información de las piezas está constituida por una descripción informática unívoca y cualquier modificación que se introduzca conlleva una actualización en la base de datos.

Utilización de la cuarta dimensión espacio y tiempo (movimiento, animación y sonido).

Desarrollo de aplicaciones con entornos orientados a objetos.

Nombre Características Hardware Inventor Es un paquete de modelado

paramétrico de sólidos en 3D.diseño de ingeniería mecánica, análisis de elementos finitos, simulación de movimiento, gestión de datos, sistemas enrutados y diseño de moldes, así como mejoras de productividad de CAD.

64-bit Microsoft® Windows® 7 (SP1), Windows 8 or Windows 8.1 ¹ ²Intel® Xeon® E3 or Core i7 or equivalent, 3.0 GHz or greater ³

12 GB RAM ⁴

Microsoft® Direct3D 11® or capable graphics card or higher ⁵

SolidWorks SolidWorks es un software CAD para modelado mecánico en 3D El programa permite modelar piezas y conjuntos y extraer de ellos tanto planos técnicos como otro tipo de información necesaria para la producción. Es un programa que funciona con base en las nuevas técnicas de modelado con sistemas CAD. El proceso consiste en trasvasar la idea mental del diseñador al sistema CAD, "construyendo virtualmente" la pieza o conjunto. Posteriormente todas las extracciones (planos y ficheros de intercambio) se realizan de manera bastante automatizada.

Windows 8 64 bitsRAM 8 GB o más.Espacio en disco 5 GB o másProcesador Intel o AMD compatibles con SSE2. Se recomienda un sistema operativo de 64 bits.

Catia es un programa informático de diseño, fabricación e ingeniería asistida por computadora Provee una arquitectura abierta para el desarrollo de aplicaciones o para personalizar el programa. Las interfaces de programación de aplicaciones, CAA2 (o CAAV5), se pueden programar en Visual Basic y C++.

Espacio en disco: mí nimo 4 GB.256 MB de RAM es lo mí nimo que necesita, se recomienda 512 MB.Se requiere placa de red pero no conexión de internet.Se requiere placa de video de por lo menos 64 Mb para las operaciones mí nimas, recomendado 128 mb.Procesador de 32 bits hasta el R17

Creo Elements/Pro antes conocido como Pro/ENGINEER, es un producto de diseño, fabricación e ingeniería asistida por computadoraEs un software de diseño paramétrico.

Los equipos con XP, Vista o versiones más recientes de Windows son capaces de ejecutar Pro/Engineer, siempre que cumplan los requisitos minimos de hardware necesarios. La computadora debe tener como mínimo 256 MB de RAM, pero es recomendable 1 GB. El espacio recomendado en el disco duro es de 3 GB, con un adicional de 2 GB de espacio para el intercambio, pero un equipo con sólo 2 GB de espacio en el disco duro y 500 MB de espacio para el intercambio cumple los requisitos mínimos. Se recomienda un procesador de 2,4 GHz. La velocidad mínima requerida del procesador es significativamente inferior, de apenas de 500 MHz

Solid Edge Solid Edge es un sistema de diseño mecánico líder en la industria con herramientas excepecionales para crear y administrar prototipos digitales en 3D. Con un modelado superior y flujos de trabajo de proceso, un enfoque único en las necesidades específicas de la industria, Solid Edge guía proyectos a una solución de diseño precisa y sin errores. Las herramientas de modelado y ensamble de Solid Edge le permiten a tu equipo de ingeniería desarrollar fácilmente un rango completo de productos, desde partes individuales hasta ensambles que contienen miles de componentes.

Windows 7 Enterprise, Ultimate, or Professional (32-bit or 64-bit) with Service Pack 1Windows 8 Pro or Enterprise (32-bit or 64-bit)64-bit (x64) processorWindows 7 operating system8 GB RAM or moreTrue Color (32-bit) or 16 million colors (24-bit)Screen Resolution: 1280 x 1024 or higher, widescreen format