Computer Aided Design
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Diseño Asistido por Computador (CAD). Proceso en el cual se utilizan los ordenadores o computadoras para mejorar la fabricación, desarrollo y diseño de los productos.
Sumario
Generalidades
Los fabricantes del sector CAD siempre han sido punteros en aprovechar la tecnología informática más avanzada. Técnicas como el diseño vectorial, la organización de los proyectos en capas, la medición automatizada, el trabajo directo con objetos y procedimientos, la ampliación de los programas con extensiones especializadas o el diseño con modelos 3D, tienen su origen en aplicaciones de CAD, aunque en la actualidad se pueden encontrar en otros tipos de programas. La evolución y desarrollo de las aplicaciones CAD han estado íntimamente relacionadas con los avances del sector informático.
El nacimiento del CAD, se puede situar al final periodo de los ordenadores de primera generación, pero tiene su pleno desarrollo a partir de la aparición de los ordenadores de cuarta generación en que aparecen los circuitos de alta escala de integración LSI (Large Scale Integration) y ya están desarrollados plenamente los lenguajes de alto nivel. Están desarrolladas: la memoria virtual utilizando sistemas de memoria jerárquicamente estructurados, la multiprogramación y la segmentación con el propósito de permitir la ejecución simultánea de muchas partes del programa. A destacar, el gran interés estratégico que desde el principio ha tenido el CAD para las empresas, por el impacto enorme en la productividad. La grandes empresas desde el principio han apostado por el CAD y ello supone importantes inversiones, que lógicamente potencian y convierten el CAD en un producto estratégico con un gran mercado.
Definición
CAD significa Diseño Asistido por Computador (del inglés Computer Aided Design). Como su nombre lo indica, CAD es todo sistema informático destinado a asistir al diseñador en su tarea específica. Si bien los paquetes CAD atiende prioritariamente aquellas tareas exclusivas del diseño, tales como el dibujo técnico y la documentación del mismo, normalmente permite realizar otras tareas complementarias relacionadas principalmente con la presentación y el análisis del diseño realizado, como la simulación numérica y la vinculación con módulos o software CAM.
Funciones
El CAD permite ordenar y procesar la información relativa a las características de un objeto material. En el caso de la arquitectura, el CAD sirve para construir un modelo análogo del edificio o instalación pero en la ingeniería permite también modelar una pieza, lo que demuestra su versatilidad. En el espacio imaginario es posible construir, con elementos también imaginarios, la mayor parte de los componentes de un edificio; colocar cada elemento en la posición que le corresponde en relación a los demás, caracterizar cada elemento en función de sus propiedades intrínsecas (forma, tamaño, material, etc.) y también caracterizarlo en sus propiedades extrínsecas (función, precio, etc.). El propio CAD permite, a la vez, ver en la pantalla las plantas cortes o vistas necesarios del modelo que se está construyendo y también posibilita modificar en cualquier momento las características del mismo. Los cambios al modelo son reflejados instantáneamente en las distintas formas de representación, por lo que el CAD hace posible la verificación constante de las decisiones del arquitecto, sin necesidad de rehacer una y otra vez los dibujos. En cierto modo, el CAD evita la necesidad de dibujar; es decir: el arquitecto decide cómo son las cosas y el CAD muestra cómo se ven. Además mediante los módulos de simulación permite definir de antemano el comportamiento de la estructura ante una situación dada, dígase incendio, terremotos, fuertes vientos, etcétera.
Inicios
El Dr. Patrick Hanratty concebía en 1957 el primer software CAM llamado "Pronto" por eso el Dr. Hanratty ha sido muchas veces llamado el padre del CAD/CAM. A principios de los 60 Iván Sutherland inventa en el laboratorio Lincoln (MIT) el primer sistema grafico CAD llamado "Sketchpad". Por el alto precio de estos ordenadores solo algunas compañías de aviación o automóviles desarrollaron en los 60 estos tipos de software. Durante los años 70 este tipo de software comenzó su migración de la pura investigación hacia su uso comercial. Aunque todavía el software fuera desarrollado por grupos internos de grandes fabricantes de automoción y aeroespaciales como General Motors, Mercedes-Benz, Renault, Nissan, Toyota, Lockheed, McDonnell-douglas, Dassault. Dassault empresa Francesa de aviación desarrolla el primer programa CAD/CAM llamado DRAPO iniciales de definición y realización de aviones por ordenador. En los años 80 el empleo del CAD/CAM se generaliza en las empresas industriales. Había comenzado como un tema de investigación que fue floreciendo comercialmente con el avance de los ordenadores, pero se convirtió en una dura competencia entre diferentes firmas comerciales.
A partir de los 90 la industria del CAD/CAM genera un volumen de mercado de miles de millones con empresas como la francesa Dassault Systèmes con su famoso software "CATIA" o las estadounidenses parametric technology y autodesk con el más famoso de los software CAD "AutoCAD" entre otras muchas. En la actualidad se manea un nuevo término relacionado con este tema del CAD el FreeCAD o "CAD Libre" encabezado por los software desarrollados utilizando la tecnología OpenCascade. El software CAD está en continua evolución, adaptándose cada vez más a los nuevos tiempos. El uso de las tres dimensiones es cada vez más frecuente, y por ello ese es un aspecto que se mejora en cada versión de los programas, ganando en estabilidad, velocidad y prestaciones.
Algunos sistemas CAD profesionales
Cuando se esta hablando de sistemas CAD profesionales existen muchos paquetes con una altísima calidad, no obstante existen un grupo de ellos que es obligatorio mencionarlo tal es el caso de AutoCAD, Catia, Inventor, Soliworks, entre otros.
Autocad
Es un paquete CAD profesional desarrollado por la compañía Autodesk. Es un programa de diseño asistido por ordenador para dibujo en 2D y 3D. Parte del programa AutoCAD está orientado a la producción de planos, empleando para ello los recursos tradicionales de grafismo en el dibujo como: color, grosor de líneas y texturas tramadas. (Wikimedia Foundation, Inc.(Autocad), 2009)
CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application)
Es un programa de CAD/CAM/CAE comercial realizado por Dassault Systemes, Francia. El programa está desarrollado para proporcionar apoyo desde la concepción del diseño (CAD) hasta la producción (CAM) y el análisis (CAE) de productos. Actualmente se está trabajando en la versión 5. (Wikimedia Foundation, Inc.(CATIA), 2008)
Inventor
Es un paquete de modelado paramétrico de sólidos en 3D producido por la empresa de software Autodesk. Entró en el mercado en 1999, muchos años después que los antes mencionados y se agregó a las Series de Diseño Mecánico de Autodesk como una respuesta de la empresa a la creciente migración de su base de clientes de Diseño Mecánico en 2D hacia la competencia, permitiendo que los ordenadores personales ordinarios puedan construir y probar montajes de modelos extensos y complejos. (Wikimedia Foundation, Inc.(Inventor), 2008)
Ventajas de los sistemas CAD
- La tecnología CAD se dirige a los departamentos técnicos y de diseño de una amplia gama de empresas: sector metalmecánica, ingeniería electrónica, sector textil y otros. El uso de esta tecnología supone para el diseñador un cambio en el medio de plasmar los diseños industriales: antes se utilizaba un lápiz, un papel y un tablero de dibujo. Con el CAD, dispone de un ratón, un teclado y una pantalla donde observar el diseño. Así, una computadora, a la que se le instala un programa de CAD, permite crear, manipular y representar productos en dos y tres dimensiones. Esta revolución en el campo del diseño ha venido de la mano de la revolución informática.
Mejoras que se alcanzan
- Mejora en la representación gráfica del objeto diseñado: con el CAD el modelo puede aparecer en la pantalla como una imagen realista, en movimiento, y observable desde distintos ángulos. Cuando se desee, se puede obtener una copia fiel en papel de una vista del modelo geométrico realizado mediante un dispositivo de impresión (plotter).
- Mejora en el proceso de diseño: se pueden visualizar detalles del modelo, comprobar colisiones entre piezas, determinar distancias, pesos, inercias, etc. En conclusión, se optimiza el proceso de creación de un nuevo producto reduciendo costes, ganando en calidad y disminuyendo el tiempo de diseño.
