Modelado CAD avanzado para fabricación

El modelado de diseño asistido por computadora, o CAD, se refiere al proceso de usar modelos virtuales para probar y refinar el diseño de piezas antes de que comience la producción física. Los modelos CAD en 3D son idénticos al producto final tanto en dimensiones como en detalles, lo que puede ayudar a los ingenieros a optimizar las piezas para el diseño y la fabricación de manera rentable. Los modelos CAD en 3D se utilizan para fabricar prototipos de forma aditiva, por ejemplo, mientras que los modelos CAD en 2D se pueden utilizar para crear representaciones fotorrealistas y visualizaciones de piezas y componentes.

Las herramientas de modelado CAD pueden proporcionar a los equipos de fabricación una serie de beneficios, como una mayor productividad y una validación de diseño más eficiente, pero el software tradicionalmente ha requerido capacitación especializada y años de experiencia en el terreno para usarlo de manera efectiva. Hasta hace poco, la mayoría de los materiales de capacitación de software CAD estaban dirigidos a nuevos usuarios, lo que dejaba a los especialistas interesados ​​en desarrollar sus habilidades sin los recursos para hacerlo.

Si bien esto ha comenzado a cambiar en los últimos años, las ventajas que pueden brindar las herramientas y técnicas de modelado CAD más avanzadas son significativas, y los equipos de fabricación harían bien en incorporarlas en las prácticas de producción. Esto es lo que los diseñadores y gerentes de productos deben saber.

Técnicas avanzadas de modelado CAD

Dos técnicas clave para mejorar la eficiencia y la eficacia del modelado CAD son el modelado maestro y el diseño basado en ecuaciones.

El modelado maestro, también conocido como diseño de arriba hacia abajo o modelado de esqueleto, es la forma más limpia de diseñar ensamblajes. Esto se debe a que todos los componentes están vinculados paramétricamente:cada ensamblaje contiene una pieza maestra, de la cual las piezas secundarias heredan su geometría, lo que brinda a los ingenieros una forma de controlar las piezas posteriores más fácilmente.

Considere este ejemplo:si un diseñador necesita aumentar o disminuir el tamaño de un bolígrafo o un mouse de computadora, tendrá que ajustar cada uno de los componentes del producto individualmente, un proceso que crea múltiples oportunidades de error. Sin embargo, el modelado maestro permite al diseñador realizar cambios solo en la pieza maestra, que luego traduce automáticamente los cambios a los otros componentes dentro del ensamblaje. Esto ayuda a mantener ordenados los modelos de piezas y los componentes, y mejora radicalmente la eficiencia de las modificaciones de diseño.

El diseño basado en ecuaciones, por otro lado, es una técnica que permite a los ingenieros crear y modelar geometrías de piezas que se alinean con restricciones o relaciones basadas en ecuaciones dentro del ensamblaje de piezas. Muchos sistemas incorporan relaciones y proporciones dinámicas que cambian en respuesta a ciertas características geométricas; El diseño basado en ecuaciones proporciona un medio útil para conectar la geometría y el rendimiento de la pieza.

Las boquillas de fluido dinámico son un ejemplo de diseño basado en ecuaciones en la práctica. Estas boquillas modifican su diámetro de salida en respuesta a los cambios en el diámetro de entrada o la presión; en esencia, los valores de diámetro o presión determinan cómo el diseño puede lograr el rendimiento deseado de la pieza.

Consideraciones clave para el modelado CAD avanzado

Además de las ventajas específicas del modelado maestro y el diseño basado en ecuaciones, el software de modelado CAD brinda una variedad de beneficios a los fabricantes. La precisión de los modelos CAD permite diseños más limpios y menos oportunidades de error al tiempo que facilita a los ingenieros diseñar lo que realmente tienen en mente, en lugar de estar limitados por la habilidad o los recursos. Los modelos CAD también son más fáciles de mantener y editar en comparación con el antiguo paradigma de dibujar dibujos en papel, ya que no están sujetos al desgaste de sus contrapartes físicas y se pueden entender fácilmente cuando se comparten con otros diseñadores.

El modelado CAD tiene algunas limitaciones, siendo la principal el tiempo y la energía necesarios para aprender a usar el software de manera efectiva. Históricamente, no ha habido muchos recursos disponibles para aprender técnicas avanzadas de modelado CAD y familiarizarse con la gama completa de capacidades del software requería muchas horas de práctica.

También hay muy pocos recursos de "código abierto" disponibles para enseñar estas funciones avanzadas, aunque algunas empresas de software, como Fusion360, han comenzado a ofrecer tutoriales en los últimos años. Otra limitación es que los sistemas CAD tradicionales generalmente no pueden crear formas, formas y texturas orgánicas. Sin embargo, existe una clase separada de software diseñada para crear formas orgánicas y complejas.

Aprovechar al máximo el modelado CAD

En última instancia, el modelado CAD, si bien es difícil de aprender y lleva mucho tiempo, ayuda a los diseñadores y gerentes de productos de varias maneras clave. Los modelos CAD en 3D ayudan a que la gestión de conjuntos complejos (algunos de los cuales pueden incluir cientos de piezas relacionadas) sea un proceso mucho más sencillo. Permiten un diseño de piezas más limpio, más organizado y más comprensible, lo que a su vez permite que los equipos de productos prueben y optimicen los componentes antes de que comience la producción.

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