Hogyan működik a CAD program? A "számítógépes tervezés és rajzolás" (CADD) rövidítés a "számítógépes tervezés" (CAD) másik elnevezése. A számítógéppel segített tervezés számítógépen futó szoftvereket használ a tervezési folyamat segítésére. A számítógéppel segített tervezési (CAD) szoftverek a mérnöki és tervezőiparban mindennaposak. A számítógéppel segített tervezési (CAD) szoftverek segítségével kétdimenziós (2D) rajzok és háromdimenziós (3D) modellek egyaránt készíthetők. A 3D-s számítógépes tervezőszoftverek használatával, amelyek megkönnyítik a tervek megosztását, szimulálását, felülvizsgálatát és frissítését, gyorsan friss, egyedi termékeket hozhat a piacra. A hagyományos "ceruza a papíron" tervezési és mérnöki megközelítést, más néven a kézi rajzolást az elmúlt években nagyrészt felváltották a CAD-szoftverek. A múltban a tervezők olyan eszközökre támaszkodtak, mint a t-négyzet és a szögmérő. A PRONTO-t, az első kereskedelmi forgalomban kapható numerikus értékvezérlő programozási rendszert Dr. Patrick J. Hanratty fejlesztette ki 1957-ben. Ezt a rendszert tekintik katalizátornak, amely a számítógépes tervezés (CAD) fejlődéséhez vezetett. A Massachusetts Institute of Technology (MIT) Lincoln Laboratóriumában dolgozva Ivan Sutherland 1960-ban fejlesztette ki a SKETCHPAD-ot. Ez a program a számítógéppel segített műszaki rajzolás gyakorlatiasságát és alapjait mutatta be. Amikor a CAD-et feltalálták, a gépek olyan drágák voltak, hogy a CAD üzleti célú használata nem volt benne a pakliban. A mikroprocesszorok és miniszámítógépek 20. század későbbi felében történő megjelenésének és a feldolgozási teljesítmény ezt követő növekedésének eredményeként, különösen a felhőalapú számítástechnika megjelenése után, a mérnökök ma már olyan CAD-fájlokat használhatnak, amelyek megfelelően mutatják a tárgy méreteit és attribútumait. Ezt a felhőalapú számítástechnika bevezetése teszi lehetővé.

Hogyan működik a CAD program?

Ahhoz, hogy egy CAD-rendszer megfelelően működjön a számítógépen, a legjobb CAD-szoftverprogrammal és bizonyos esetekben a számítógépre telepített grafikus kártyával kell rendelkeznie. A 3d CAD szoftverek grafikus magja az alkalmazás feldolgozó magja. A grafikus felhasználói felület, amelyet néha GUI-nak is neveznek, egy létfontosságú 3d CAD szoftver nélküli komponens. A CAD-geometria a GUI-n keresztül jelenik meg, amely a felhasználó által megadott adatokat is elfogadja. A számítógéppel segített tervezés, más néven CAD, a geometriai szempontból korlátozott számítógépes modellek létrehozására utal. A számítógép képernyőjén ezek a modellek gyakran egy-egy alkatrész vagy a teljes rendszer 3D-s ábrázolását jelenítik meg. A tervezők és mérnökök életét nagyban megkönnyíti, hogy a fejlesztők a megfelelő paraméterek beállításával adaptálhatják a modellt. Ez arra utal, hogy a geometriába, alakba és méretbe táplált tulajdonságok és asszociációk módosíthatók. Tegyük fel, hogy szilárd geometriai modellezést alkalmaz, ami megköveteli, hogy az anyagot minden más elé helyezze. Ebben az esetben a geometria a valóságos dolgokkal analóg módon reagál az erőkre. A leggyakrabban használt beviteli eszközök az egér és a billentyűzet; ritkán azonban digitalizálót és trackballt is használnak. A grafikus felhasználói felület (GUI) a grafikus mag számára megfelelő formátumban továbbítja az adatokat a bemeneti eszközökről. A grafikus mag generálja a geometriai egységeket, majd utasítja a grafikus kártyát, hogy jelenítse meg azokat a grafikus felhasználói felületen (GUI). A legjobb CAD-szoftverek használatával a tervezők digitálisan fogalmazhatják meg és készíthetik el projektjeiket, majd kinyomtathatják és digitálisan tárolhatják azokat a későbbi módosítások céljából. A gépészeti tervezéshez használt CAD program vagy változó alapú látványterveket, vagy bizonyos körülmények között rasztergrafikákat használ a hagyományos rajzolás tárgyainak ábrázolására, a tervezett termékek általános megjelenésének bemutatására. A nyomtatványok kitöltésénél azonban többről van szó. Az anyagokat, módszereket, méreteket és tűréseket a CAD-kimenetben az alkalmazásspecifikus szabályoknak megfelelően kell kifejezni, pontosan úgy, mint a kézzel készített mérnöki és műszaki rajzokban. Továbbá, ahogy az alvállalkozók egyre több konkrétumot adnak hozzá a képekhez, a program figyelembe veszi a különböző anyagok és érdekeltek közötti kölcsönhatásokat.

A CAD típusai

A CAD-nek két fő kategóriája van: 2D és 3D. Ennek ellenére tovább osztályozhatjuk őket a következőképpen:

2D CAD

Az 1970-es évek elején fejlesztették ki az első számítógépes tervezőprogramot (CAD). A korabeli repülőgépipar, autóipar és más műszaki iparágak nagyvállalatai a rutinszerű rajzolási eljárások automatizálására hozták létre saját fejlesztésű eszközeiket. A 2D CAD-ben a vonalakat, téglalapokat, köröket és alapvető geometriai alakzatokat síkbeli rajzok készítésére használják. A legtöbb ember tapasztalata a számítógéppel segített tervezéssel (CAD) ezzel a verzióval kezdődik. A 2D-s CAD-szoftverek másik jellemzője, hogy a rajzokat szöveggel, vezetőkkel, méretekkel és táblázatokkal lehet megjegyzésekkel ellátni. A különböző építészeti feladatok, a koncepcióalkotástól az építési dokumentációig, 2D-s CAD-szoftverekkel elvégezhetők. Azt is megmutatják, hogy hol keresse a problémákat az összeszerelésben, és hogyan illeszkednek egymáshoz az egyes alkatrészek. A legalapvetőbb 2D-s CAD programok a következő funkciókat tartalmazzák: geometriai képek könyvtára; Bezier-görbék, spline-ok és polivonalak szerkesztésének képessége; srafforminták definiálásának képessége; és anyagjegyzék készítésének képessége. Néhány népszerű 2D CAD program a CADkey, az AutoCAD, a CATIA v4 és a Medusa.

2.5D CAD

A 2D és 3D szintek közé eső CAD-et 2,5-D CAD-nek nevezzük. Ez a fajta CAD prizmatikus modelleket generál, amelyek pontosan ábrázolják a tárgyak mélységét. A 2D CAD-hez hasonlóan ezeknek a termékeknek az építőkövei egyszerű geometriai formák. Ha a felületet 2,5D-nek adjuk meg, akkor nincsenek túlnyúló részek, annak ellenére, hogy a tárgy 3D-s. Általában egy kontúrtérkép mutatja az elem magasságát az egyes helyeken. Valójában léteznek Z-szintek. A repülőgépeken azonban külön ülnek.

3D CAD

A 3d CAD szoftverek sokféle formában és funkcióval rendelkeznek. A számítógépek feldolgozási teljesítményének és a grafikus megjelenítésnek a fejlődésének köszönhetően a 3D CAD mint tervezési eszköz használata az egekbe szökött. A háromdimenziós számítógépes tervezőprogramok (CAD) többféle ízben léteznek, amelyek mindegyike speciális feladatokra vagy pontossági fokozatokra optimalizált. A legtöbb esetben a 3D-s CAD-szoftverek rendkívül pontos ábrázolást készítenek a tervezési tárgyakról, lehetővé téve a mérnökök és a tervezők számára, hogy még a gyártás előtt észrevegyék és kijavítsák a problémákat. Számos 3D CAD termék elérhető SaaS-ként, köztük a VX CAD, az Autodesk Inventor és a CATIA V5. A CAD három különböző típusa különböztethető meg egymástól. Felületek modellezése: A drótvázakkal ellentétben ezek a modellek 3D objektumok összekapcsolásával jönnek létre. A külső rétegmodellek meglehetősen pontosak, figyelembe véve, hogy a háttér rejtett. A felületmodellező szoftvereknek a feladat összetettsége ellenére gyakran kell a modell módosítására szolgáló műveletfát biztosítaniuk. Ezzel szemben a szilárdtestmodellező szoftverek lehetővé teszik, hogy visszamenjen és módosítsa bármely korábbi lépést anélkül, hogy a modellt a nulláról kellene kezdenie. Vázlatkészítés drótvázzal: A vonalak és görbék csontvázakra emlékeztető modelleket hoznak létre. Ha egy drótvázas modellt nézünk, minden, ami a háttérben van, látható, innen a neve. Régebben népszerűbbek voltak, de ma már az emberek kerülik őket. Ezek a másolatok olyan drótvázak, amelyek az általuk képviselt exkluzív termékeknek hivatottak látszani. Szilárdságmodellező program használata esetén gyakran lehetséges a tárgyméretek automatikus meghatározása. Erről többféleképpen is lehet beszélni. A 2D CAD-hez hasonlóan a konstruktív szilárd geometriai CAD is egy elemet épít fel már meglévő szilárd geometriai objektumokból. A CAD-programok azonban viszonylag könnyen módosíthatók, ha egyszer már elkészültek.

A CADlegfontosabb alkalmazásai

A CAD számos területen hasznos, mivel a tervezési folyamat során numerikus adatokat tud modellezni és szimulálni. A legfontosabb alkalmazások közé tartoznak:

3D nyomtatás

A "háromdimenziós nyomtatás" néven ismert technika segítségével egy digitális modellből háromdimenziós, a valóságban létező fizikai tárgyat lehet készíteni. Additív módszerrel végzik, amely több réteg anyag, gyakran hőre lágyuló műanyag felépítését jelenti a folyamat befejezéséhez. Minden egyes réteg, amelyet gondosan felkockáznak, a szóban forgó teljes tárgy egy-egy vízszintes keresztmetszetét ábrázolja. Az egyes tárgyak létrehozásához először is CAD-fájlt kell generálni egy 3D modellező eszközzel vagy fordított tervezéssel. A CAD-et ma már gyakorlatilag minden iparágban használják különböző feladatokra, többek között az additív gyártási felhasználások (más néven 3D nyomtatás) rajzainak létrehozására és elkészítésére, valamint a még fejlesztés alatt álló termékek ábrázolásának eredményére.

Fogászati ipar

A CAD program jelenleg az egyik leghasznosabb technológia, amely segíthet a fogászati kezeléssel kapcsolatos alkatrészek tervezésében és gyártásában. A CAD-technológia ugyanis képes a fogászati elemek 3D-s modelljeinek szimulálására. Ezt a digitális technológiát szinte csak a helyreállító fogászatban használják, mivel háromdimenziós modellt készít a páciens szájüregi struktúráiról. Ennek a képességnek köszönhetően szinte kizárólag ezt használják. A szoftver a lehető legnagyobb pontossággal képes elkészíteni az alkatrészeket, beleértve a fogpótlásokat, a furnérokat és a fogászati implantátumok koronáit is. Az eljárás megtervezhető a CAD program felhasználásával, és az egyedi darabok a szájformák eltávolítása nélkül is elkészíthetők. Segít időt megtakarítani, és biztosítja, hogy a betegek ne érezzék kellemetlenül magukat.

A feltérképezése

Az emberek kétségtelenül abban a hitben élnek, hogy soha többé nem lesz szükségük papírtérképre, mivel annyi térképalkalmazás tölthető le okostelefonokra. A hasznos térképek értéktelenné válnak az új terepeken való navigálás során, mivel az egyéni térképekkel rendelkező személyek kisebb valószínűséggel tévednek el olyan területeken, ahol rossz a térerő vagy nincs térerő. Amikor a felhasználók nyaralni mennek, akár a hegyekbe, akár máshová, személyre szabott térképet készíthetnek az érdekes helyek helyének, a szálláshelyeknek és az útvonalaknak a megadásával. A 3d CAD-szoftverek használata esetén az ember digitálisan tárolhatja munkáját, akár mobileszközön tárolva, akár kinyomtatva.