Diseño asistido por computadora

Diseño asistido por computadora Concepto: uso de un amplio rango de herramientas computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus respectivas actividades

El diseño asistido por computadora, más conocido por sus siglas en inglés CAD (computer-aided design), es el uso de un amplio rango de herramientas computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus respectivas actividades.

El CAD es además, la herramienta principal para la creación de entidades geométricas e isométricas variables enmarcadas dentro de procesos de administración del ciclo de vida de productos (Product Lifecycle Management), y que involucra software y algunas veces hardware especiales.

Estas herramientas se pueden dividir básicamente en programas de dibujo en dos dimensiones (2D) y modeladores en tres dimensiones (3D). Las herramientas de dibujo en 2D se basan en entidades geométricas vectoriales como puntos, líneas, arcos y polígonos, con las que se puede operar a través de una interfaz gráfica. Los modeladores en 3D añaden superficies y sólidos. El usuario puede asociar a cada entidad una serie de propiedades como color, usuario, capa, estilo de línea, nombre, definición geométrica, etc., que permiten manejar la información de forma lógica. Además pueden asociarse a las entidades o conjuntos de éstas otro tipo de propiedades como material, etc., que permiten enlazar el CAD a los sistemas de gestión y producción.

De los modelos pueden obtenerse planos con cotas y anotaciones para generar la documentación técnica específica de cada proyecto. Los modeladores en 3D pueden, además, producir pre visualizaciones fotorrealistas del producto, aunque a menudo se prefiere exportar los modelos a programas especializados en visualización y animación, como Autodesk Maya, Bentley Microstation, Softimage XSI o Autodesk 3ds Max y la alternativa libre y gratuita Blender, capaz de modelar, animar y realizar videojuegos.

Tipos de CAD

• CAD Analítico:usa procedimientos analíticos para definir sus limites ó acciones. Los programas del tipo CAD analíticos, surgieron después de los primeros métodos gráficos por la necesidad de cuantificar y permitir evaluar los resultados de las variables que involucra el diseño estructural. En los CADs analíticos el dibujo ó trazado permanece en la memoria de la computadora como una serie de relaciones de puntos-coordenadas, sentido y dirección en programas vectoriales ó como un grupo de pixeles, en programas de renderizado y tratamiento de imágenes.
• CAD Paramétrico: usa parámetros para definir sus límites ó acciones. Un programa paramétrico de CAD difiere básicamente de cualquier otro tradicional, en un aspecto clave. En un programa paramétrico la información visual es parte de la información disponible en el banco de datos, o sea, una representación de la información como un objeto, en la memoria de la computadora.

En la actualidad el CAD paramétrico ha substituido, casi por completo, a las técnicas clásicas de diseño en tres dimensiones mediante el modelado de sólidos y superficies, y se ha convertido en un conocimiento imprescindible para cualquier profesional de la ingeniería o la informática técnica.

Elementos de los sistemas CAD

El proceso de CAD consiste en cuatro etapas.

1. Modelado geométrico: Se describe como forma matemática o analítica a un objeto físico, el diseñador construye su modelo geométrico emitiendo comandos que crean o perfeccionan líneas, superficies, cuerpos, dimensiones y texto; que dan a origen a una representación exacta y completa en dos o tres dimensiones.
2. Análisis y optimización del diseño: Después de haber determinado las propiedades geométricas, se somete a un análisis ingenieril donde se pueden analizar las propiedades físicas del modelo (esfuerzos, deformaciones, deflexiones, vibraciones).
3. Revisión y evaluación del diseño: En esta etapa importante se comprueba si existe alguna interferencia entre los diversos componentes, en útil para evitar problemas en el ensamble y el uso de la pieza.
4. Documentación y dibujo (drafting): Por último, en esta etapa se realizan planos de detalle y de trabajo. Esto se puede producir en dibujos diferentes vistas de la pieza, manejando escalas en los dibujos y efectúa transformaciones para presentar diversas perspectivas de la pieza.

Ejemplos de programas CAD

• CATIA
• AutoCAD
• ArchiCAD
• QCad
• GstarCAD
• Abis CAD
• ARRIS CAD
• Builders CAD
• Autosketch

Importancia

El diseño asistido por computadora mejora la fabricación, desarrollo y diseño de los productos con la ayuda de la computadora. Con este proceso se pretende fabricarlos con mayor precisión, a un menor precio y mucho más rápido que con si se hiciera solamente por el hombre.

Además muestra el proceso completo de fabricación de un determinado producto con todas y cada una de sus características como tamaño, contorno, etc. Todo esto se graba en la computadora en dibujos bidimensionales o tridimensionales. Estos dibujos o diseños se guardan en la computadora. Así si creador puede con posterioridad mejorarlos, o compartirlos con otros para perfeccionar su diseño. La fabricación de productos por medio del diseño asistido por computadora tiene muchas ventajas respecto a la fabricación con operarios humanos. Entre estas están la reducción de coste de mano de obra, o la eliminación de errores humanos.

También en la computadora se simula en funcionamiento de un determinado producto y se comprueba. Con el diseño asistido por computadora se puede fabricar productos complejos que serían prácticamente imposibles de realizar por el ser humano. Se estima que en un futuro se eliminar por completo la fabricación de costoso simuladores, ya que todo será comprobado por el diseño asistido por computadora.

En la industria es donde mayor impacto ha tenido, ya que el diseñar por medio de la computadora, aumenta la producción, y la precisión con la que se fabrican los productos, a que si los hiciera solamente el hombre.

En el campo de la construcción revoluciono completamente el diseño de construcciones, ya que se puede ser más preciso y rápido en su elaboración ya que es fácil y seguro, el diseñar por medio de los programas ya mencionados.

Ventajas de su uso

• Es posible utilizar librerías de elementos comunes.
• Se elimina la distinción entre plano original y copia.
• El almacenamiento de los planos es más reducido, fiable (tomando ciertas medidas de seguridad) y permite realizar búsquedas rápidas y precisas mediante bases de datos.
• Aumenta la uniformidad en los planos.
• La calidad de los planos es mayor. No hay tachones, ni líneas más gruesas que otras.
• El tiempo invertido en las modificaciones se reduce enormemente.
• Reducción del tiempo empleado en operaciones repetitivas.
• Los datos pueden exportarse a otros programas para obtener cálculos, realizar informes, presentaciones…
• Se puede obtener un modelo en 3D para visualizarlo desde cualquier punto de vista.
• Pueden exportarse los datos a programas de CAE y a máquinas de CNC.
• Obtener simulaciones, animaciones y hacer análisis cinemáticas.
• Facilitan el trabajo en equipo.

Fuentes

• CAD
• Revista Informática