Comprensión del CAD:ventajas clave y aplicaciones de creación rápida de prototipos

CAD es un término que significa Diseño Asistido por Computadora. Es el proceso de utilizar software informático para crear modelos tridimensionales de productos propuestos. Muchas industrias utilizan este tipo de software para crear borradores y modelos. Se puede utilizar para diseñar tanto dibujos bidimensionales como modelos tridimensionales con medidas precisas.

Si está leyendo este artículo, probablemente esté buscando conocer los beneficios del CAD sobre el dibujo manual y/o su importancia en la creación rápida de prototipos y la fabricación asistida por ordenador. Es importante comprender el papel crucial del CAD en el diseño y cómo está simplificando el flujo de trabajo de desarrollo de productos, especialmente en esta era en la que el trabajo remoto se está convirtiendo en la nueva normalidad.

¿Qué es el diseño asistido por ordenador (CAD)?

El origen del software de diseño asistido por ordenador se remonta a 1963, cuando Ivan Sutherland desarrolló Sketchpad y el Dr. Patrick J. Hanratty introdujo el dibujo y mecanizado automatizados (ADAM) en 1971.

Desde entonces, el software de diseño e ingeniería asistido por computadora ha recorrido un largo camino y se ha vuelto más avanzado a medida que el sistema informático mejora al introducir un conjunto automatizado de funciones y herramientas de diseño que hacen que el flujo de trabajo del diseño sea fácil y agradable. Antes del desarrollo de CAD, los diseñadores utilizaban lápices, reglas, compases, tableros de dibujo, escuadras, etc. para crear dibujos en 2D.

CAD es una abreviatura de Diseño Asistido por Computadora, que es el uso de software para el modelado 2D y 3D de productos y estructuras en ingeniería, arquitectura y diseño de productos industriales. Es más que un reemplazo para los bocetos con lápiz y papel, ya que ha brindado un nivel completamente nuevo de posibilidades para ingenieros, diseñadores, técnicos y arquitectos.

¿Qué ventajas tiene CAD sobre el dibujo manual?

CAD ofrece una serie de ventajas sobre los dibujos manuales que lo convierten en una herramienta esencial en el mercado del diseño actual. Estas ventajas ayudan al ingeniero o diseñador de productos contemporáneo de varias maneras.

1. Productividad

Los programas CAD evolucionan continuamente al agregar varias herramientas y funciones que aumentan la productividad del proceso de diseño. Estas herramientas ayudan a reducir el tiempo de desarrollo del producto, lo que a su vez reduce los costos de producción y reduce los errores al dejar menos margen para errores, lo que también mejora la calidad del producto.

Con el dibujo manual, si fuera necesario realizar cambios, los bocetos deben desecharse y comenzar completamente desde cero. Los dibujos digitales se pueden editar muy fácilmente utilizando un programa de diseño CAD y se puede realizar una cantidad infinita de variaciones modificadas sin tener que volver a dibujarlos desde el principio. Diferentes diseñadores pueden dibujar diferentes partes de un solo modelo por separado y ensamblarlas en CAD.

Y casi todos los sistemas CAD tienen un conjunto de componentes estándar (por ejemplo, sujetadores como pernos, tornillos, tuercas, etc.) entre los cuales los diseñadores pueden elegir el tamaño adecuado y ensamblarlo. Se pueden generar dibujos 2D, vistas en sección, dibujos detallados y vistas auxiliares a partir de modelos 3D en la convención estándar preferida.

2. Precisión

El dibujo manual no es competente con el dibujo CAD para crear dibujos técnicos precisos. Los programas CAD tienen características y herramientas desarrolladas según convenciones y estándares de diseño y dibujo, lo que ayuda a los diseñadores a reducir los porcentajes de error. Y las características complejas de diseño que serían extremadamente difíciles con un dibujo manual se pueden hacer mucho más fáciles en CAD.

3. Legibilidad

A veces, los dibujos manuales pueden resultar confusos, lo que no ocurre con los dibujos CAD. Incluso si el modelo es muy complejo y tiene muchas piezas y características, los programas CAD tienen que ocultar y mostrar herramientas para eliminar piezas temporalmente sin importancia y centrarse en los detalles específicos del resto, lo que no es totalmente posible con el dibujo a lápiz y papel.

Además, la disponibilidad de vistas isométricas y en sección 3D en los diseños CAD mejora la visibilidad y la comprensión, ya que hacen posible el giro y el corte respectivamente, lo que nuevamente requiere mucho tiempo en el diseño manual.

4. Presentación

Es fácil influir en su cliente y compañeros de trabajo presentando su diseño con modelos virtuales sin tener que fabricar un prototipo, ya que puede simular movimientos, mostrar partes internas seccionando y mostrarlo desde diferentes lados. Incluso puedes comunicar fácilmente la función y la estética de tu diseño a un profano sin experiencia en ingeniería con un modelo 3D renderizado en el que diferentes partes tienen diferentes colores.

5. Operaciones posteriores

 Además de crear dibujos, el software CAD tiene la capacidad de realizar cálculos y análisis de ingeniería con ecuaciones matemáticas. Por ejemplo, el diseñador del producto puede calcular las propiedades geométricas (área, volumen, centro de gravedad, etc.) y las propiedades de masa (masa, densidad) del modelo, normalmente con un solo clic en programas CAD.

Además, muchos programas CAD admiten el estudio y la simulación del movimiento, el modelado paramétrico, el análisis estructural, térmico, de fluidos, etc. de elementos finitos que ayudan a los diseñadores a analizar y mejorar la resistencia, la funcionalidad y otras propiedades de su modelo antes de la fabricación.

Compartir y colaborar

Otra gran ventaja del dibujo CAD sobre el dibujo manual es que un diseñador puede hacer un modelo y enviárselo a otro incluso si está en el lado opuesto del mundo. El receptor puede ver el historial del modelo, ver exactamente cómo está diseñado y editarlo.  Esto es demasiado difícil con el dibujo manual.

La mayoría de los sistemas CAD facilitan continuamente la colaboración para el trabajo remoto mediante la adopción de herramientas de gestión de datos automatizadas y para compartir en la nube que permiten a los ingenieros editar el mismo diseño simultáneamente en tiempo real desde cualquier lugar y en cualquier dispositivo.

6. Documentación

Después del modelado, las dimensiones y medidas lineales y angulares de piezas, conjuntos y subconjuntos, y listas de materiales se registran digitalmente y se guardan para referencia y uso futuros. En el caso del dibujo manual tradicional, el papel del boceto debe guardarse en un estante, ya que es propenso a dañarse y deteriorarse.

Aplicaciones industriales de CAD

Hoy en día, los paquetes de software CAD comerciales son una herramienta de diseño imprescindible en fábricas, oficinas de diseño y académicos, ya que ahorran tiempo y garantizan una buena colaboración y una integración perfecta con otros sistemas de producción asistidos por computadora como CAM.

Muchas industrias; incluidas fábricas, arquitectura, oficinas de diseño de productos, etc. utilizan CAD para optimizar el flujo de trabajo de diseño y la entrega del producto final. CAD mejora la colaboración dentro de la empresa y entre industrias y trabajos de ingeniería simultáneos.

CAD y CAM (fabricación asistida por ordenador)

Además de crear modelos tal como se imagina, CAD se utiliza junto con la fabricación digitalizada en un proceso llamado CAD/CAM. Cuando se combina con CAM, CAD ayuda en todas las fases de producción de un producto, incluida la planificación, programación, gestión de producción y control de calidad del proceso y la producción.

En CAD/CAM, los procesos de diseño y producción se combinan, ya que el archivo de salida electrónico del software CAD se utiliza en los procesos de producción de piezas. Esto permite realizar cambios en cualquier parte del flujo de trabajo y reduce el tiempo necesario para pasar de las materias primas a los productos terminados.

El software CAD permite realizar simulaciones estructurales, térmicas, de vibración, de movimiento en estado estable y transitorias para investigar y diagnosticar problemas. Esto ayuda a realizar pequeños cambios al iterar los parámetros de diseño y ver mejoras.

CAD en fabricación y creación rápida de prototipos

En la creación rápida de prototipos, los diseñadores pueden dar vida física a su imaginación e ideas innovadoras desde la primera vez sin tener que realizar múltiples iteraciones. Esto brinda una oportunidad increíble para comunicar sus ideas con colegas, clientes o incluso usuarios finales de manera visual y con experiencia práctica y obtener comentarios y pruebas de conceptos de diseño.

La creación rápida de prototipos minimiza el tiempo y el desperdicio y promueve el proceso de diseño creativo, especialmente para empresas que ofrecen productos personalizados y complejos. Casi todos los métodos de creación rápida de prototipos se basan en el diseño asistido por computadora para crear prototipos y, por lo tanto, podemos decir que CAD es el corazón de la creación rápida de prototipos. Entonces, veamos brevemente cómo CAD automatiza las técnicas de creación rápida de prototipos tanto de mecanizado como de fabricación aditiva.

1. CAD con mecanizado CNC

La creación de prototipos CNC que comprende fresado multieje de precisión, torneado, electroerosión, electroerosión por hilo y rectificado es un proceso sustractivo en el que el prototipo se fabrica eliminando una gran parte del material. La amplia gama de materiales de ingeniería que son difíciles de moldear con otros métodos de creación de prototipos se pueden fabricar con mecanizado CNC. La mayoría de las máquinas CNC funcionan con códigos G que dictan la dirección de la herramienta de corte, la velocidad de corte, el avance y la profundidad de corte. Y los códigos G se pueden obtener a partir del formato DXF de los archivos CAD.

2. CAD con Impresión 3D

El software CAD proporciona a los usuarios las herramientas que necesitan para crear un modelo 3D desde cero. Luego, este modelo se puede procesar, cortar y enviar a una impresora 3D para imprimir. Crear un modelo 3D es el primer paso para crear una réplica física del mundo real de un objeto o concepto.

Con el software CAD, puede exportar su modelo a un formato de archivo compatible con el software de corte. Este software de corte traduce el modelo en instrucciones de código G que pueden ser interpretadas por una impresora 3D. Una vez que la impresora tenga estas instrucciones, podrá crear una réplica física del modelo digital original.

3. CAD con fundición al vacío

La fundición al vacío utiliza moldes de silicona para fabricar componentes de plástico y caucho de alta calidad al vacío. El patrón maestro utilizado para la fabricación de moldes se crea con un modelo CAD 3D y se fabrica con una técnica de creación de prototipos.

Conclusión

También existen varias ventajas al utilizar CAD en la creación rápida de prototipos. El software CAD evoluciona constantemente y se vuelve más fácil de usar, lo que facilita a quienes tienen poca experiencia la creación de modelos complejos. Además, los prototipos creados en CAD se pueden modificar y probar fácilmente, lo que permite un proceso de diseño más eficiente.

¿Ya tiene un archivo CAD y le preocupa cómo hacer realidad sus ideas? WayKen siempre está aquí para ayudarte.

Somos un fabricante líder de creación rápida de prototipos con una excelente trayectoria en la producción de prototipos y piezas mecanizadas de alta calidad. Con nuestros años de experiencia y enfoques en mecanizado, podemos manejar una variedad de procesos, incluido el servicio de mecanizado CNC, impresión 3D, moldeo por inyección, etc. Por lo tanto, cargue su archivo CAD hoy y tomaremos sus planos CAD y les daremos vida de la mejor manera posible.

Preguntas frecuentes

¿Qué software se utiliza para CAD?

El software CAD más popular es AutoCAD, CATIA, Fusion 360, Inventor, SolidWorks, Onshape y Solid Edges.

¿Cuáles son las ventajas del dibujo 3D sobre el dibujo CAD 2D?

 El modelo 3D tiene una mejor visualización para una persona sin conocimientos de dibujo de ingeniería. Tiene más satisfacción que el 2D cuando el diseñador lo mira. Por supuesto, podemos generar vistas 2D a partir de modelos 3D

¿Cuál es el límite de CAD?

A veces, un diseñador puede tener en mente una imaginación sofisticada que puede modelarse en CAD pero que resulta costosa para su realización física. Un usuario de CAD necesita formación para utilizar cada programa CAD comercial