Principais opções de software CAD para impressora 3D

Introdução

Assim como na usinagem, forjamento, fundição e estamparia, a impressão 3D começa no mesmo lugar - desenho da peça final. Assim como a manufatura tradicional, a manufatura aditiva depende de modelos de projeto auxiliado por computador (CAD) como o principal componente de produção da peça.

Requisitos de um pacote CAD

Embora a maioria dos pacotes de CAD permita a criação de modelos a serem usados ​​na manufatura aditiva, existem alguns recursos e funções principais que devem ser confirmados antes de prosseguir com qualquer um em particular.


O primeiro e mais importante aspecto é a capacidade de gerar modelos 3D. Alguns softwares são projetados especificamente para impressões, desenhos ou outros projetos 2D e não têm a capacidade de gerar modelos completos. Um pacote CAD apropriado permitirá que você modele de forma paramétrica ou direta as superfícies 3D, o que permitirá uma fácil exportação para o arquivo de impressão 3D mais comum, o STL.


A capacidade de exportar projetos CAD nativos para um arquivo STL é necessária para quase todas as impressoras 3D. Os arquivos STL (uma abreviatura de “estereolitografia”) são traduções / exportações de modelos CAD em superfícies triangulares e planos, que são comumente interpretados em código G, a linguagem de manufatura auxiliada por computador (CAM) mais amplamente adotada para máquinas-ferramentas automatizadas. Gerar um STL para corresponder ao seu design é vital para o sucesso de uma impressão 3D, que abordaremos com mais detalhes abaixo.


Fora dos requisitos de modelagem 3D e geração de um STL, existem vários outros “agradáveis” que estão incluídos em alguns pacotes CAD que tornam a preparação para a manufatura aditiva mais fácil e permitem um valor agregado adicional. Exemplos como 3DXpert para SolidWorks, Netfabb para Fusion 360 ou 3YOURMIND para Siemens NX são complementos e plug-ins que removem algumas das etapas de tradução ou mesmo permitem a impressão direta nas impressoras a partir dos próprios aplicativos nativos.

O que é um arquivo STL?

O arquivo STL (Stereolithography), às vezes referido como “Standard Triangle Language” ou “Standard Tessellation Language”, foi criado pela 3D Systems em 1987 e se tornou amplamente adotado como o arquivo padrão para modelos de impressoras 3D em todo o setor. Esses arquivos são exportações de arquivos CAD nativos e descrevem "superfícies trianguladas não estruturadas e brutas pela unidade normal e vértices (ordenados pela regra da mão direita) dos triângulos usando um sistema de coordenadas cartesianas tridimensional" [Wikipedia, "STL (arquivo formato) ”, 2019]. Resumidamente, os STLs são uma aproximação dos modelos CAD em um conjunto de triângulos, convertendo recursos como splines, p-lines, arcos, extrusões e sweeps em simples triangulares e compostos.

Convertendo um STL

Embora cada software CAD tenha diferentes opções de configuração e recursos para exportar STLs, existem algumas coisas que serão comuns a cada solução e são importantes para prestar atenção:

• Binário / ASCII - Embora haja uma grande diferença entre a codificação de ambos os formatos, fundamentalmente Binário e ASCII são funcionalmente semelhantes, com a ressalva de que os arquivos binários tendem a ser muito menores e são tratados com menos poder de processamento do que a maioria dos softwares de fatiamento. A menos que seja especificamente necessário, o binário é normalmente preferido devido ao tamanho menor do arquivo.
• Unidades - A definição do arquivo STL não inclui unidades de medida. Ao exportar o modelo, preste atenção às unidades do CAD nativo e também às unidades esperadas do software de impressora / fatiamento. A maioria dos softwares de fatiamento tem uma configuração para unidades, mas as implantações mais comuns por padrão esperam milímetros (mm).
• Resolução - Este será o atributo mais variado entre os pacotes CAD, mas em geral o objetivo é garantir que as tolerâncias / desvios mínimos sejam menores do que o melhor recurso que a impressora 3D é capaz de produzir. Por exemplo, se a melhor resolução que a impressora 3D pode produzir é 100 mícrons, então o STL deve ter tolerâncias dentro de 100 mícrons para diâmetros, ângulos, seções de mosaico, etc.

Haverá outros atributos (por exemplo, a cor pode ser incluída em STLs), mas os pontos acima são fundamentais para prestar atenção a fim de gerar um STL que seja representativo do CAD nativo.

Soluções CAD comuns da indústria

Nas indústrias de manufatura, engenharia e design, existem vários pacotes CAD comumente usados; Alguns são específicos para a indústria e caso de uso, mas muitos são comuns entre verticais e aplicativos. Abaixo estão apenas alguns dos muitos aplicativos CAD comumente usados, normalmente usados ​​por empresas e operações de manufatura:

SolidWorks

O SolidWorks, lançado em 1995 e adquirido pela Dassault em 1997, é um dos pacotes CAD mais comuns em engenharia, manufatura e design. Considerado um dos pacotes CAD paramétricos mais fáceis de aprender disponíveis, de acordo com o editor, “mais de dois milhões de engenheiros e designers em mais de 165.000 empresas estavam usando o SolidWorks em 2013”. Além do pacote CAD principal, o SolidWorks oferece vários produtos e módulos adicionais para simulação, setores específicos e renderização / design gráfico.

Dassault Systèmes CATIA

CATIA, originalmente criado em 1977 como a própria plataforma de design da Dassault Aviation para aplicações de defesa / aeroespacial, é um software de escala empresarial muito usado em design de equipamentos aeroespaciais, automotivos e industriais. Com mais de 40 anos de herança, o CATIA é uma solução de PLM madura e repleta de recursos, com suporte integrado de CAD a CAM.

Autodesk Fusion 360

Fusion 360, inicialmente lançado em 2013 e publicado pela Autodesk, é uma versão CAD centrada em 3D (em contraste com o AutoCAD clássico da Autodesk) que se diferencia tanto com uma versão nativa para Mac OSX e Windows 7/8/10 quanto com versões gratuitas disponível para amadores, alunos e instrutores. Muito parecido com a oferta da Dassault, o Fusion 360 se beneficia do acesso ao resto da infinidade de soluções e complementos da Autodesk.

Creo

Creo, anteriormente conhecido como Wildfire e Pro / E, é uma das primeiras soluções CAD 3D disponíveis, lançada em 1987. Publicado pela PTC, Creo é construído no primeiro sistema de modelagem 3D baseado em regras (paramétrico). Hoje, o Creo faz parte de um conjunto de 10 aplicativos da PTC que fornecem modelagem de montagem, FEA, modelagem direta / de superfície e funcionalidade de design de ferramentas.

Siemens NX

O Siemens NX, originalmente Unigraphics NX e adquirido pela Siemens em 2007, é uma solução em escala corporativa que não apenas permite a modelagem direta e paramétrica, mas também a análise de engenharia e funcionalidade CAM diretamente em uma solução. Além da funcionalidade CAD / CAE / CAM / Simulação, o NX tem vários pacotes específicos da indústria e de materiais para permitir um conjunto estendido de recursos específicos para certas aplicações.

Onshape

Onshape, lançado em 2015, é uma das poucas ofertas CAD inteiramente baseadas em SaaS (Software-as-a-Service), que é um diferenciador chave em um cenário de soluções principalmente no local e com uso intensivo de hardware. Onshape permite o acesso via navegador e Android / iOS, e com colaboração em tempo real por vários usuários em um único design em qualquer plataforma suportada.

Conclusão

Para encerrar, há muitas opções de software CAD no mercado, dependendo da indústria, do tamanho da empresa e dos recursos necessários - mas quase todos eles permitem a capacidade de pegar modelos e trazê-los à vida por meio de manufatura aditiva e impressão 3D. De amadores e estudantes a engenheiros mecânicos e de projeto de nível empresarial, todos os benefícios da manufatura aditiva podem ser aproveitados para produzir peças e conjuntos da vida real com mais rapidez e facilidade do que nunca.