Jak funguje program CAD? Zkratka CADD (computer-aided design and drafting) je jiný název pro CAD (computer-aided design). Počítačem podporované navrhování využívá software, který běží na počítači a pomáhá při navrhování. Software pro počítačem podporované navrhování (CAD) je ve strojírenském a konstrukčním průmyslu běžný. Pomocí softwaru pro počítačem podporované navrhování (CAD) lze vytvářet jak dvourozměrné (2-D) výkresy, tak trojrozměrné (3-D) modely.
Pomocí softwaru pro 3D počítačem podporované navrhování, který usnadňuje sdílení, simulaci, kontrolu a aktualizaci návrhů, můžete rychle uvést na trh nové, jedinečné výrobky.
Tradiční způsob navrhování a projektování “tužkou na papír”, nazývaný také ruční kreslení, byl v posledních letech z velké části nahrazen softwarem CAD. V minulosti se konstruktéři spoléhali na nástroje, jako jsou t-úhelníky a úhloměry.
PRONTO, první komerční programovací systém pro numerické řízení hodnot, vyvinul Dr. Patrick J. Hanratty v roce 1957. Tento systém je považován za katalyzátor, který vedl k rozvoji počítačem podporovaného navrhování (CAD). Ivan Sutherland pracoval v Lincolnově laboratoři Massachusettského technologického institutu (MIT) a v roce 1960 vyvinul program SKETCHPAD. Tento program ukázal praktičnost a základy technického kreslení na počítači.
Když byl CAD vynalezen, byly stroje tak drahé, že se jeho využití jako obchodní možnosti lišilo od toho, co bylo v kartách.
Díky nástupu mikroprocesorů a minipočítačů v druhé polovině 20. století a následnému zvýšení výpočetního výkonu, zejména po nástupu cloud computingu, mohou nyní konstruktéři používat soubory CAD, které správně zobrazují rozměry a atributy objektu. To je možné díky zavedení cloud computingu.
Jak funguje program CAD?
Aby systém CAD v počítači správně fungoval, je třeba mít v počítači nainstalovaný nejlepší softwarový program CAD a v některých případech i grafickou kartu.
Grafické jádro softwaru 3d CAD je jádrem aplikace pro zpracování dat. Grafické uživatelské rozhraní, někdy nazývané GUI, je důležitou součástí softwaru 3d CAD. Geometrie CAD se zobrazuje prostřednictvím grafického uživatelského rozhraní, které rovněž přijímá vstupy od uživatele. Počítačem podporované navrhování, někdy známé jako CAD, se týká vytváření počítačových modelů, které jsou geometricky omezené.
Na obrazovce počítače tyto modely často zobrazují 3D zobrazení buď jedné součásti, nebo celého systému. Skutečnost, že vývojáři mohou model přizpůsobit nastavením příslušných parametrů, značně zjednodušuje život konstruktérům a inženýrům.
To naznačuje, že vlastnosti a asociace, které se promítají do geometrie, tvaru a velikosti, lze měnit. Předpokládejme, že používáte geometrické modelování tělesa, které vyžaduje, abyste materiál upřednostnili před čímkoli jiným. V takovém případě bude geometrie reagovat na síly obdobně jako v reálném světě.
Nejčastěji používanými vstupními zařízeními jsou myš a klávesnice; zřídka se však používají i digitizéry a trackbally.
Grafické uživatelské rozhraní (GUI) přenáší data ze vstupních zařízení ve formátu vhodném pro grafické jádro. Grafické jádro generuje geometrické entity, které pak grafické kartě přikazuje zobrazit je v grafickém uživatelském rozhraní (GUI).
Pomocí nejlepšího softwaru CAD mohou designéři vytvářet koncepce a návrhy svých projektů v digitální podobě, poté je vytisknout a uložit v digitální podobě pro pozdější úpravy.
Program CAD pro strojírenskou konstrukci používá buď vizuální zobrazení na bázi proměnných, nebo za určitých okolností rastrovou grafiku k zobrazení objektů běžného kreslení, která demonstruje celkový vzhled plánovaných výrobků. Není to však jen vyplňování formulářů.
Materiály, metody, rozměry a tolerance musí být ve výstupu CAD vyjádřeny podle pravidel specifických pro danou aplikaci, přesně jako v ručně kreslených strojírenských a technických výkresech. Kromě toho, protože subdodavatelé přidávají do obrázků další specifika, program zohledňuje interakce mezi různými materiály a zúčastněnými stranami.
Typy CAD
Existují dvě hlavní kategorie CAD: 2D a 3D. Přesto je lze dále rozdělit takto:
2D CAD
Na počátku 70. let 20. století byl vyvinut první program pro počítačem podporované navrhování (CAD). Velké korporace v leteckém, automobilovém a dalších technických odvětvích té doby vytvořily vlastní nástroje pro automatizaci rutinních kreslicích postupů. Ve 2D CAD se k vytváření plochých výkresů používají čáry, obdélníky, kružnice a základní geometrické tvary.
Většina lidí má zkušenosti s počítačem podporovaným navrhováním (CAD) od této verze. Další vlastností 2D CAD softwaru je možnost anotovat výkresy textem, vodítky, rozměry a tabulkami.
Pomocí softwaru 2D CAD lze provádět různé architektonické úkoly, od koncepce až po stavební dokumentaci. Ukazují také, kde hledat problémy v sestavě a jak do sebe jednotlivé díly zapadají.
Nejzákladnější 2D CAD programy budou obsahovat následující funkce: knihovnu geometrických obrazů, možnost konstrukce Bézierových křivek, splajnů a polylinií, možnost definovat šrafovací vzory a možnost vytvořit kusovník. Mezi oblíbené programy 2D CAD patří CADkey, AutoCAD, CATIA v4 a Medusa.
2.5D CAD
CAD, který se nachází mezi 2D a 3D úrovní, se nazývá 2,5-D CAD. Tento typ CAD vytváří hranolové modely, které přesně zobrazují hloubku objektů. Stejně jako ve 2D CAD jsou stavebními kameny těchto výrobků jednoduché geometrické tvary. Pokud je povrch uveden jako 2,5D, neexistují žádné převislé části, přestože je objekt 3D. Obvykle se na obrysové mapě zobrazuje výška položky v každém místě. Ve skutečnosti existují úrovně Z. Na svých rovinách však sedí odděleně.
3D CAD
Software 3d CAD má širokou škálu podob a funkcí. Díky pokroku ve výpočetním výkonu počítačů a grafické prezentaci se využití 3D CAD jako nástroje pro navrhování prudce zvýšilo.
Software pro trojrozměrné počítačem podporované navrhování (CAD) se vyrábí v různých variantách, z nichž každá je optimalizována pro specifické úlohy nebo stupně přesnosti. Ve většině případů vytváří software 3D CAD velmi přesné zobrazení konstrukčních objektů, což inženýrům a konstruktérům umožňuje odhalit a opravit problémy ještě před zahájením výroby. Mnoho produktů 3D CAD je k dispozici jako SaaS, například VX CAD, Inventor od Autodesku a CATIA V5.
Lze od sebe rozlišit tři různé typy CAD.
Modelování povrchů: Na rozdíl od drátěných modelů se tyto modely vytvářejí spojováním 3D objektů. Modely vnějších vrstev jsou poměrně přesné vzhledem k tomu, že pozadí je skryté. Software pro modelování povrchů musí často poskytovat strom operací pro úpravu modelu, a to i přes složitost této úlohy. Naproti tomu software pro modelování těles vám umožňuje vrátit se zpět a změnit kterýkoli předchozí krok, aniž byste museli začínat model znovu od začátku.
Kreslení pomocí drátěného modelu: Čáry a křivky vytvářejí modely připomínající kostry. Při pohledu na drátěný model je vidět vše, co je v pozadí, odtud název. Dříve byly oblíbenější, ale nyní se jim lidé vyhýbají. Tyto repliky jsou drátěné modely, které mají vypadat jako exkluzivní produkty, které představují.
Při použití programu pro modelování těles je často možné automaticky určit rozměry objektu. Existuje několik různých názorů na tuto problematiku. Stejně jako 2D CAD, i konstruktivní geometrie tělesa CAD vytváří předmět z již existujících geometrických objektů tělesa. Programy CAD lze však po vytvoření poměrně snadno měnit.
Nejlepší aplikace CAD
CAD je užitečný v mnoha oborech, protože dokáže modelovat a simulovat numerická data v procesu navrhování. Mezi jeho nejdůležitější aplikace patří:
3D tisk
Pomocí techniky známé jako “trojrozměrný tisk” je možné převést digitální model na fyzický objekt, který má tři rozměry a existuje v reálném světě. Provádí se aditivní metodou, která zahrnuje vytváření několika vrstev materiálu, často termoplastu, pro dokončení procesu. Každá pečlivě nakrájená vrstva představuje vodorovný řez celým objektem.
Pro vytvoření každého objektu je nejprve nutné vytvořit soubor CAD pomocí nástroje pro 3D modelování nebo reverzní inženýrství. CAD se dnes používá prakticky ve všech průmyslových odvětvích k různým úkolům, včetně vytváření a přípravy výkresů pro aditivní výrobu (známou také jako 3D tisk) a výsledků zobrazení pro výrobky, které se teprve vyvíjejí.
Stomatologický průmysl
Program CAD je v současné době jednou z nejužitečnějších technologií, která může pomoci při navrhování a výrobě dílů souvisejících se zubním ošetřením. Technologie CAD totiž dokáže simulovat 3D modely zubních prvků. Tato digitální technologie se využívá téměř výhradně v záchovné stomatologii, protože nabízí trojrozměrný model ústních struktur pacienta. Díky této schopnosti se používá téměř výhradně.
Software dokáže vyrábět díly s nejvyšší možnou přesností, včetně protéz, fazet a korunek pro zubní implantáty. Postup lze naplánovat pomocí programu CAD a individualizované díly lze vyrobit bez nutnosti vyjmout ústní formy. Pomáhá šetřit čas a zajišťuje, že pacienti nepociťují žádné nepohodlí.
Mapování
Lidé mají nepochybně dojem, že už nikdy nebudou potřebovat papírovou mapu, protože do chytrých telefonů je ke stažení mnoho mapových aplikací. Užitečné mapy jsou při navigaci v novém terénu bezcenné, protože osoby s vlastními mapami mají menší pravděpodobnost, že se ztratí v oblastech se špatným nebo žádným mobilním pokrytím.
Když se uživatelé vydají na dovolenou, ať už do hor nebo kamkoli jinam, mohou si sestavit personalizovanou mapu zadáním míst, která je zajímají, ubytování, ve kterém se ubytují, a cest, kterými se tam dostanou. Při používání softwaru 3d CAD lze práci uchovávat v digitální podobě, a to buď uložením do mobilního zařízení, nebo vytištěním.