La computadora de diseño asistido o CAD (en inglés, diseño asistido por computadora o CAD ) incluye todo el software y las tecnologías de modelado geométrico para diseñar, probar virtualmente - usando una computadora y simulación técnica digital - y para producir productos manufacturados y las herramientas para hacer ellos.
CAD y CAD (diseño asistido por computadora), que a menudo se confunden, CAD no publica principalmente el dibujo. Es una herramienta informática muchas veces vinculada a una profesión, que opera en el llamado lenguaje de objetos y que permite la organización virtual de funciones técnicas. Esto permite entonces la simulación del comportamiento del objeto diseñado, siendo automática e incidental la posible edición de un plano o diagrama. En CAD, una línea es una línea y el software no permite la interpretación técnica del conjunto.
Cualquier sistema técnico es la asociación de funciones. La disposición de estas funciones, sus interacciones, cualquier incompatibilidad son parte del conocimiento del ingeniero . Cuando el sistema se ve afectado por demasiados parámetros, se vuelve difícil controlar todo. El CAD permite diseñar sistemas cuya complejidad excede la capacidad del ser humano como en micro o nanoelectrónica . El diseño virtual permite la apreciación global del comportamiento del objeto creado incluso antes de que exista. En CAD, no dibujamos, construimos virtualmente un objeto capaz de reaccionar en su espacio no real según las leyes que rige el software . El resultado, llamado modelo digital, constituye entonces un prototipo evolutivo real .
Cada comercio puede tener una herramienta CAD. En mecánica, podemos diseñar una pieza donde cada forma satisfaga una necesidad de funcionamiento, así como un mecanismo que agrupe varias piezas. En electrónica, podemos ensamblar componentes (resistencias, condensadores, elementos de lógica, etc.) que se pueden simular: podemos por ejemplo “construir” un nuevo microprocesador agrupando varios millones de transistores (3.1 para el Pentium ). En cierto modo, la DTP forma parte de este conjunto de herramientas de asistencia al diseño (creación de documentos).
El CAD despegó en los años 75-90, cuando el costo de montar un puesto se acercó al costo anual de un diseñador. La configuración fue un poco tediosa al principio debido a la necesidad de hacerse cargo de los planes existentes. En esta ocasión notamos que estadísticamente casi el 10% de las cotizaciones de los planos existentes eran inexactas, que las referencias de los planos existían por duplicado, que una sola referencia podía corresponder a varios planos ligeramente diferentes, etc. Al final, la mayor fiabilidad de la información resultó ser un importante argumento adicional para decidir generalizar el CAD.
El diseño asistido por computadora se encuentra en la intersección de muchos campos: dibujo por computadora, computación científica, programación de restricciones. A los sistemas CAD se les pueden añadir funcionalidades periféricas, como el MFN que permite tener en cuenta las ecuaciones de la termodinámica para estudiar el comportamiento del sistema modelado.
Después de años de la presencia exclusiva de este software en estaciones de trabajo que utilizan sistemas operativos y arquitecturas de hardware propietarias ( Sun , IBM , Computervision , HP , Apollo , SGI , antes Silicon Graphics ...), era necesario el desarrollo de computadoras individuales (Windows o Mac) lo suficientemente potente como para realizar funciones muy pesadas en el cálculo numérico:
- modelado numérico; - simulación mecánica y cálculo de materiales; - representación gráfica ; - dibujo en planta; - manipulación de objetos 3D; - gestión de grandes montajes.Esto ha convertido al CAD en una aplicación importante de la informática.
Su importancia estratégica lleva a la utilización de modelos que permitan la comunicación de información entre máquinas, mediante estándares como IGES , para no depender ni de un solo tipo de hardware, ni (demasiado) de un solo software. Además, muchos proyectos CAD involucran a subcontratistas dispersos y es importante que las representaciones sean perfectamente compatibles para permitir la colaboración y el trabajo remoto. Esto es lo que se hizo para la modificación de la arquitectura del CNIT en 1987.
Rápidamente nos damos cuenta de la importancia del CAD en cualquier entorno urbano, compuesto por objetos que todos sin excepción han sido diseñados antes de ser fabricados un día .
El campo de la mecánica es históricamente uno de los primeros en adquirir software CAD en la década de 1960. Estos permiten al diseñador expresar y modelar una gran cantidad de restricciones (funcionalidades, materiales , capacidad de ensamblaje, fabricación, etc.) durante la fase de diseño de un ensamblaje mecánico. El software correspondiente se utiliza durante una o más fases de desarrollo (por ejemplo: especificaciones de producto / proceso, bocetos, dimensionamiento, análisis cinemáticos, análisis dinámicos, preparación para la fabricación, etc.).
El software moderno permite un diseño directo en tres dimensiones y es especialmente interesante por las funcionalidades propuestas: hoy una pieza de chapa se modela directamente doblando virtualmente una chapa, se coloca un agujero con un simple clic sin tener que pensar en la elección de formas de volumen - en el sentido matemático - adoptar para modelar su intención tecnológica. Si el primer software ofrecía un historial fijo (no es posible retocar las formas ya definidas), las últimas versiones que utilizan el diseño paramétrico permiten todas las modificaciones.
Este progreso funcional y ergonómico se debe principalmente a cambios en los modelos de producto / proceso subyacentes, de acuerdo con la siguiente progresión temporal [Año de los sistemas pioneros - Año de los sistemas totalmente popularizados]:
y recientemente:
Este software no solo ayuda en la creación de piezas mecánicas , o en la implementación de su fabricación, sino también en la simulación de su comportamiento , y por tanto en la validación de las soluciones adoptadas.
Una vez finalizada la creación, la ejecución automática de planos, respetando las convenciones de representación y visualmente correctas es sencilla. El cambio al modo 2D ya no es responsabilidad del diseñador, a diferencia del dibujo asistido por computadora que requiere dominar ambos, y al mismo tiempo, el contenido (lo que queremos representar) y la forma (la línea en el plano), conceptos. que son independientes del software. La realización de planos técnicos que permitan la comprensión de la operación sigue siendo siempre más laboriosa.
El dimensionamiento funcional y la calificación según el principio de independencia son ahora más fáciles con las herramientas de software en diseño paramétrico . Lo que se pensó durante el diseño de la pieza se refleja en la dimensión correcta durante el dibujo automático. Este trabajo es adicional para el técnico que usa una herramienta de dibujo asistido por computadora (CAD).
Software CADEjemplos de software CAD para mecánica:
También existen productos para el diseño de circuitos electrónicos o microprocesadores . El diseño de un circuito electrónico presenta dos dificultades:
Estas herramientas informáticas a menudo se denominan paquetes de software, porque su uso incluye fases independientes: entrada esquemática del circuito (el modelo de representación), simulación (modelo matemático), colocación de componentes y enrutamiento (pistas conductoras).
Software de electrónicaEjemplos de software de electrónica (ensambladores de componentes):
El diseño asistido a veces puede ir incluso más allá al ofrecer una ayuda para la creación de "caras" como con el software "Front-Designer" o "Front Panel Designer".
El software de diseño permite la creación de planos de cableado eléctrico para los campos de la industria, distribución de energía, automoción, aeronáutica, etc.
El software CAD permite al diseñador asumir la responsabilidad total del proyecto utilizando la misma herramienta (elaboración de planos, enlaces entre componentes y planos, bloques de terminales y conectores, nomenclaturas, distribución de componentes, mazos de cables, etc.).
El software de CAD eléctrico también facilita los intercambios entre los oficios necesarios para colaborar en ciertos proyectos, como la construcción. Los planos arquitectónicos producidos en formatos estándar son luego importados y utilizados como base por software especializado, particularmente en diagramas de distribución eléctrica. Este tipo de software no pretende producir esquemas de funcionamiento sino que permite al usuario crear instalaciones eléctricas domésticas o terciarias y visualizar las dependencias entre dispositivos (interruptores ↔ lámparas, etc.), los equipos necesarios para el proyecto (dispositivos, cableado, conductos , etc.) así como el contenido detallado de cada conducto o caja de conexiones.
En esta área existen dos modos de diseño:
Ejemplos de software en modo objeto:
Ejemplos de software en modo simbólico:
Ejemplos de software de electromagnetismo:
El modelado 3D del distrito de La Défense fue realizado por la EPAD y la empresa CCS utilizando un software de modelado 3D capaz de federar y registrar fuentes de información 3D heterogéneas (catastro, IGN, comunidades, empresas de autopistas, empresas de obras públicas, fotogrametría aérea, topógrafos, DDE, etc.) en un modelo 3D coherente estructurado por barrios, con una precisión de 1 cm .
Algunas marcas, como IKEA , ofrecen una herramienta para diseñar tus muebles, y así establecer un presupuesto más preciso y un pedido más rápido.
… De la confección (por ejemplo Modaris de Lectra , Accumark de Gerber Technologie, etc.), una profesión que presenta la particularidad de la gestión de tallas…
El software CAD ahora está reemplazando gradualmente al yeso en el trabajo diario de los ortopedistas-ortopedistas . De hecho, el modelo de yeso del paciente es reemplazado por técnicas de modelado 3D (utilizando, por ejemplo, una cámara o un escáner 3D adecuado para ortopedia). A continuación, la forma 3D obtenida se modifica mediante software CAD para diseñar el dispositivo ortopédico adaptado al paciente (corsé, prótesis, etc.).
… Jardines e incluso la visualización espacial de moléculas ( Rasmol ). Luego usan el acrónimo de CAD al que a menudo se agrega un calificador (como en CAD electrónico o CAD molecular ), lo que demuestra el éxito de esta terminología.