¿Cómo funciona el programa CAD? El acrónimo “diseño y dibujo asistidos por ordenador” (CADD) es otro nombre para “diseño asistido por ordenador” (CAD). El diseño asistido por ordenador utiliza programas informáticos para facilitar el proceso de diseño. Los programas de diseño asistido por ordenador (CAD) son habituales en los sectores de la ingeniería y el diseño. Los programas de diseño asistido por ordenador (CAD) permiten crear tanto dibujos bidimensionales (2D) como modelos tridimensionales (3D).
Gracias a los programas de diseño 3D asistido por ordenador, que facilitan el intercambio, la simulación, la revisión y la actualización de diseños, podrá sacar rápidamente al mercado productos nuevos y únicos.
El método tradicional de diseño e ingeniería “lápiz sobre papel”, también llamado dibujo manual, ha sido sustituido en gran medida por el software CAD en los últimos años. En el pasado, los diseñadores recurrían a herramientas como las t-cuadradas y los transportadores.
PRONTO, el primer sistema comercial de programación numérica por control de valores, fue desarrollado por el Dr. Patrick J. Hanratty en 1957. Este sistema está reconocido como el catalizador que condujo al desarrollo del diseño asistido por ordenador (CAD). Trabajando en el Laboratorio Lincoln del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Ivan Sutherland desarrolló SKETCHPAD en 1960. Este programa demostró los aspectos prácticos y básicos del dibujo técnico asistido por ordenador.
Cuando se inventó el CAD, las máquinas eran tan caras que utilizarlo como opción comercial no era lo que se barajaba.
Gracias a la aparición de microprocesadores y miniordenadores en la última mitad del siglo XX y al consiguiente aumento de la capacidad de procesamiento, sobre todo tras la aparición de la computación en nube, los ingenieros pueden utilizar ahora archivos CAD que muestran correctamente las dimensiones y atributos del objeto. Esto es posible gracias a la introducción de la computación en nube.
¿Cómo funciona el programa CAD?
Para que un sistema CAD funcione correctamente en su ordenador, debe tener el mejor programa de software CAD y, en algunos casos, una tarjeta gráfica instalada en su ordenador.
El núcleo gráfico de un programa de CAD 3D es el núcleo de procesamiento de la aplicación. La interfaz gráfica de usuario, a veces llamada GUI, es un componente vital del software CAD 3D. La geometría CAD se muestra a través de la interfaz gráfica de usuario, que también recibe información del usuario. El diseño asistido por ordenador, a veces conocido como CAD, se refiere a la creación de modelos informáticos con restricciones geométricas.
En la pantalla del ordenador, estos modelos suelen mostrar una representación tridimensional de un solo componente o de todo el sistema. El hecho de que los desarrolladores puedan adaptar el modelo ajustándolo a los parámetros adecuados simplifica mucho la vida de diseñadores e ingenieros.
Esto sugiere que las cualidades y asociaciones alimentadas por la geometría, la forma y el tamaño pueden modificarse. Supongamos que emplea el modelado geométrico sólido, que exige anteponer el material a cualquier otra cosa. En ese caso, lo geométrico responderá a las fuerzas de forma análoga a las cosas del mundo real.
Los dispositivos de entrada más habituales son el ratón y el teclado, aunque también se emplean en raras ocasiones digitalizadores y trackballs.
La interfaz gráfica de usuario (GUI) transfiere datos de los dispositivos de entrada en un formato adecuado para el núcleo gráfico. El núcleo gráfico genera las entidades geométricas y, a continuación, ordena a la tarjeta gráfica que las muestre en la interfaz gráfica de usuario (GUI).
Con los mejores programas de CAD, los diseñadores pueden conceptualizar y esbozar sus proyectos digitalmente, para luego imprimirlos y almacenarlos digitalmente para modificaciones posteriores.
El programa CAD para diseño mecánico utiliza visuales de base variable o, en determinadas circunstancias, gráficos rasterizados para representar los objetos del dibujo convencional, mostrando el aspecto general de los productos previstos. Sin embargo, no basta con rellenar formularios.
Los materiales, métodos, medidas y tolerancias deben expresarse en el resultado CAD de acuerdo con normas específicas de la aplicación, exactamente igual que en los dibujos técnicos y de ingeniería hechos a mano. Además, a medida que los subcontratistas añaden más detalles a las imágenes, el programa tiene en cuenta las interacciones entre los distintos materiales y partes interesadas.
Tipos de CAD
Existen dos categorías principales de CAD: 2D y 3D. No obstante, se pueden clasificar de la siguiente manera:
CAD 2D
A principios de la década de 1970 se desarrolló el primer programa de diseño asistido por ordenador (CAD). Las grandes empresas del sector aeroespacial, automovilístico y otras industrias técnicas de la época crearon sus propias herramientas para automatizar los procedimientos rutinarios de dibujo. En CAD 2D se utilizan líneas, rectángulos, círculos y formas geométricas básicas para crear dibujos planos.
La experiencia de la mayoría de las personas con el diseño asistido por ordenador (CAD) comienza con esta versión. Otra característica del software CAD 2D es la posibilidad de anotar dibujos con texto, líderes, dimensiones y tablas.
El software de CAD 2D permite realizar diversas tareas arquitectónicas, desde la conceptualización hasta la documentación de la construcción. También muestran dónde buscar problemas en el montaje y cómo encajan las distintas piezas.
Los programas CAD 2D más básicos incluirán las siguientes características: una biblioteca de imágenes geométricas; la capacidad de construir curvas Bezier, splines y polilíneas; la capacidad de definir patrones de sombreado; y la capacidad de producir una lista de materiales. Algunos programas CAD 2D populares son CADkey, AutoCAD, CATIA v4 y Medusa.
CAD 2.5D
El CAD que se sitúa entre los niveles 2D y 3D se denomina CAD 2,5-D. Este tipo de CAD genera modelos prismáticos que representan con precisión la profundidad de los objetos. Al igual que en el CAD 2D, los bloques de construcción de estos productos son formas geométricas simples. Cuando se indica que la superficie es 2,5D, no hay secciones salientes, aunque el objeto sea 3D. Normalmente, un mapa de contorno muestra la altura del elemento en cada ubicación. De hecho, existen niveles Z. Sin embargo, se sientan separados en sus planos.
CAD 3D
Los programas de CAD en 3D se presentan en una amplia variedad de formas y funciones. Gracias a los avances en la capacidad de procesamiento de los ordenadores y la presentación gráfica, el uso del CAD en 3D como herramienta de diseño se ha disparado.
El software de diseño tridimensional asistido por ordenador (CAD) se presenta en varios formatos, cada uno de ellos optimizado para tareas específicas o grados de precisión. En la mayoría de los casos, el software de CAD en 3D genera una representación muy precisa de los objetos de diseño, lo que permite a ingenieros y diseñadores detectar y solucionar problemas antes de que pasen a producción. Muchos productos de CAD 3D están disponibles como SaaS, incluidos VX CAD, Inventor de Autodesk y CATIA V5.
Pueden distinguirse tres tipos distintos de DAC.
Modelado de superficies: A diferencia de los wireframes, estos modelos se crean uniendo objetos 3D. Los modelos de la capa exterior son razonablemente precisos, teniendo en cuenta que el telón de fondo está oculto. A menudo, los programas de modelado de superficies deben ofrecer un árbol de operaciones para modificar el modelo, a pesar de la complejidad de esta tarea. En cambio, el software de modelado de sólidos permite volver atrás y cambiar cualquier paso anterior sin tener que empezar el modelo desde cero.
Dibujar con un wireframe: Las líneas y curvas crean modelos que recuerdan a esqueletos. Cuando se observa un modelo alámbrico, todo lo que hay en el fondo es visible, de ahí su nombre. Antes eran más populares, pero ahora la gente las evita. Estas réplicas son wireframes pensados para que parezcan los productos exclusivos que representan.
Cuando se utiliza un programa de modelado de sólidos, a menudo es posible determinar automáticamente las dimensiones del objeto. Hay varias opiniones al respecto. Al igual que el CAD 2D, el CAD Constructivo de Geometría de Sólidos construye un elemento a partir de objetos geométricos sólidos preexistentes. Sin embargo, los programas CAD son relativamente fáciles de modificar una vez creados.
Principales aplicaciones de CAD
El CAD es útil en muchos campos, ya que puede modelar y simular datos numéricos en el proceso de diseño. Entre sus aplicaciones más importantes están:
Impresión 3D
Mediante una técnica conocida como “impresión tridimensional”, es posible traducir un modelo digital en un objeto físico con tres dimensiones y existente en el mundo real. Se realiza mediante un método aditivo, que consiste en acumular varias capas de material, a menudo termoplástico, para completar el proceso. Cada capa, cuidadosamente cortada en dados, representa una sección transversal horizontal del objeto global en cuestión.
Lo primero que hay que hacer para crear cada objeto es generar un archivo CAD utilizando una herramienta de modelado 3D o ingeniería inversa. El CAD se utiliza hoy en día en prácticamente todas las industrias para diversas tareas, como la creación y preparación de dibujos de usos de fabricación aditiva (también conocida como impresión 3D) y el resultado de representaciones para productos que aún se están desarrollando.
Industria dental
El programa CAD es actualmente una de las tecnologías más útiles que pueden ayudar a diseñar y fabricar piezas relacionadas con el tratamiento dental. Esto se debe a que la tecnología CAD puede simular modelos 3D de elementos dentales. Esta tecnología digital se utiliza casi exclusivamente en odontología restauradora, ya que ofrece un modelo tridimensional de las estructuras orales del paciente. Gracias a esta capacidad, su uso es casi exclusivo.
El software, que incluye prótesis, carillas y coronas para implantes dentales, puede producir piezas con el mayor grado de precisión posible. El procedimiento puede planificarse utilizando el programa CAD, y las piezas individualizadas pueden fabricarse sin necesidad de retirar los moldes bucales. Ayuda a ahorrar tiempo y garantiza que los pacientes no experimenten ninguna molestia.
Cartografía
Sin duda, la gente tiene la impresión de que nunca más necesitará un mapa de papel porque hay muchas aplicaciones de mapas disponibles para descargar en los teléfonos inteligentes. Los mapas útiles pierden todo su valor al navegar por terrenos nuevos, ya que las personas con mapas personalizados tienen menos probabilidades de perderse en zonas sin cobertura o con cobertura deficiente.
Cuando los usuarios se van de vacaciones, ya sea a la montaña o a cualquier otro lugar, pueden construir un mapa personalizado introduciendo las ubicaciones de los sitios de interés, los alojamientos en los que se alojan y los caminos que recorren para llegar a ellos. Al utilizar software de CAD en 3D, uno puede mantener su trabajo en formato digital almacenándolo en un dispositivo móvil o imprimiéndolo.