Principales opciones del software CAD para impresoras 3D

Introducción

Al igual que con el mecanizado, la forja, la fundición y el estampado, la impresión 3D comienza en el mismo lugar:el diseño de la pieza final. Al igual que la fabricación tradicional, la fabricación aditiva depende de modelos de diseño asistido por computadora (CAD) como componente principal de la producción de la pieza.

Requisitos de un paquete CAD

Si bien la mayoría de los paquetes CAD permitirán la creación de modelos que se utilizarán en la fabricación aditiva, hay algunas características y funciones clave que deben confirmarse antes de seguir adelante con alguna en particular.

El primer aspecto y el más importante es la capacidad de generar modelos 3D. Algunos programas están diseñados específicamente para impresiones, dibujos u otros diseños en 2D y carecen de la capacidad de generar modelos completos. Un paquete CAD apropiado le permitirá modelar superficies 3D de forma paramétrica o directa, lo que permitirá una fácil exportación al archivo de impresión 3D más común, el STL.

La capacidad de exportar diseños CAD nativos a un archivo STL es necesaria para casi todas las impresoras 3D. Los archivos STL (abreviatura de “estereolitografía”) son traducciones / exportaciones de modelos CAD en superficies y planos triangulares, que se interpretan comúnmente en código G, el lenguaje de fabricación asistida por computadora (CAM) más ampliamente adoptado para máquinas herramienta automatizadas. Generar un STL para que coincida con su diseño es vital para el éxito de una impresión 3D, que cubriremos con más detalle a continuación.

Fuera de los requisitos del modelado 3D y la generación de un STL, existen muchos otros "agradables" que se incluyen en algunos paquetes CAD que facilitan la preparación para la fabricación aditiva y permiten un valor agregado adicional. Ejemplos como 3DXpert para SolidWorks, Netfabb para Fusion 360 o 3YOURMIND para Siemens NX son complementos y complementos que eliminan algunos de los pasos de traducción, o incluso permiten la impresión directa en las impresoras desde las propias aplicaciones nativas.

¿Qué es un archivo STL?

El archivo STL (estereolitografía), a veces denominado "Lenguaje de triángulo estándar" o "Lenguaje de teselación estándar", fue creado por 3D Systems en 1987 y se ha adoptado ampliamente como el archivo estándar para modelos para impresoras 3D en toda la industria. Estos archivos son exportaciones de archivos CAD nativos y describen "superficies trianguladas sin formato, no estructuradas por la unidad normal y los vértices (ordenados por la regla de la mano derecha) de los triángulos usando un sistema de coordenadas cartesiano tridimensional" [Wikipedia, "STL (archivo formato) ”, 2019]. En pocas palabras, los STL son una aproximación de modelos CAD en un conjunto de triángulos, que convierten características como splines, p-lines, arcos, extrusiones y barridos en simples y compuestos triangulares.

Conversión de un STL

Si bien cada software CAD tiene diferentes opciones de configuración y características para exportar STL, hay algunas cosas que serán comunes a cada solución y es importante prestar atención a:

• Binario / ASCII:si bien existe una gran diferencia entre la codificación de ambos formatos, fundamentalmente Binario y ASCII son funcionalmente similares, con la advertencia de que los archivos binarios tienden a ser mucho más pequeños y se manejan con menos potencia de procesamiento que la mayoría del software de corte. A menos que se requiera específicamente, generalmente se prefiere Binary debido al tamaño de archivo más pequeño.
• Unidades - La definición del archivo STL no incluye unidades de medida. Al exportar el modelo, preste atención tanto a las unidades del CAD nativo como a las unidades esperadas del software de impresión / corte. La mayoría de los softwares de corte tienen una configuración para las unidades, pero las implementaciones más comunes de forma predeterminada esperan milímetros (mm).
• Resolución - Este será el atributo más variado entre los paquetes CAD, pero en general el objetivo es garantizar que las tolerancias / desviaciones mínimas sean más pequeñas que la característica más fina que la impresora 3D es capaz de producir. Por ejemplo, si la resolución más fina que puede producir la impresora 3D es de 100 micrones, entonces el STL debe tener tolerancias dentro de los 100 micrones para diámetros, ángulos, secciones de teselación, etc.

Habrá otros atributos (p. Ej., El color se puede incluir en los STL), pero es fundamental prestar atención a los puntos anteriores para generar un STL que sea representativo del CAD nativo.

Soluciones CAD de la industria común

Dentro de las industrias de fabricación, ingeniería y diseño, existen numerosos paquetes CAD de uso común; Algunos son específicos de la industria y el caso de uso, pero muchos son comunes entre verticales y aplicaciones. A continuación se muestran solo algunas de las muchas aplicaciones CAD de uso común que suelen utilizar las empresas y las operaciones de fabricación:

SolidWorks

SolidWorks, lanzado en 1995 y adquirido por Dassault en 1997, es uno de los paquetes CAD más frecuentes en ingeniería, fabricación y diseño. Considerado como uno de los paquetes CAD paramétricos más fáciles de aprender disponibles, según el editor, “más de dos millones de ingenieros y diseñadores de más de 165.000 empresas estaban utilizando SolidWorks en 2013”. Además del paquete CAD principal, SolidWorks ofrece numerosos productos y módulos adicionales para simulación, industrias específicas y renderizado / diseño gráfico.

Dassault Systèmes CATIA

CATIA, creado originalmente en 1977 como la propia plataforma de diseño de Dassault Aviation para aplicaciones de defensa / aeroespaciales, es un software a escala empresarial que se utiliza mucho en el diseño de equipos aeroespaciales, automotrices e industriales. Con más de 40 años de herencia, CATIA es una solución PLM madura y con muchas funciones, con soporte integrado de CAD a CAM.

Autodesk Fusion 360

Fusion 360, lanzado inicialmente en 2013 y publicado por Autodesk, es una versión CAD centrada en 3D (en contraste con el AutoCAD clásico de Autodesk) que se diferencia tanto con una versión nativa para Mac OSX y Windows 7/8/10 como con versiones gratuitas disponible para aficionados, estudiantes e instructores. Al igual que la oferta de Dassault, Fusion 360 se beneficia del acceso al resto de la gran cantidad de soluciones y complementos de Autodesk.

Creo

Creo, anteriormente conocido como Wildfire y Pro / E, es una de las primeras soluciones CAD en 3D que está disponible, lanzada en 1987. Publicado por PTC, Creo se basa en el primer sistema de modelado 3D de restricciones (paramétrico) basado en reglas. Hoy, Creo es parte de un conjunto de 10 aplicaciones de PTC que brindan modelado de ensamblajes, FEA, modelado directo / de superficie y funcionalidad de diseño de herramientas.

Siemens NX

Siemens NX, originalmente Unigraphics NX y adquirida por Siemens en 2007, es una solución a escala empresarial que no solo permite el modelado directo y paramétrico, sino también el análisis de ingeniería y la funcionalidad CAM directamente dentro de una solución. Además de la funcionalidad CAD / CAE / CAM / Simulación, NX tiene numerosos paquetes específicos de la industria y del material para habilitar un conjunto de funciones extendido específico para ciertas aplicaciones.

Transformación

Onshape, lanzado en 2015, es una de las pocas ofertas de CAD que se basa completamente en SaaS (Software-as-a-Service), que es un diferenciador clave en un panorama de soluciones principalmente en las instalaciones y con uso intensivo de hardware. Onshape permite el acceso a través del navegador y Android / iOS, y con la colaboración en tiempo real de varios usuarios en un solo diseño en cualquier plataforma compatible.

Conclusión

Para terminar, hay muchas opciones de software CAD en el mercado según la industria, el tamaño de la empresa y las características requeridas, pero casi todas permiten la capacidad de tomar modelos y darles vida a través de la fabricación aditiva y la impresión 3D. Desde aficionados y estudiantes hasta ingenieros mecánicos y de diseño de nivel empresarial, todos pueden aprovechar los beneficios de la fabricación aditiva para producir piezas y ensamblajes reales de forma más rápida y sencilla que nunca.