Noções básicas sobre CAD:principais vantagens e aplicações de prototipagem rápida

CAD é um termo que significa Design Auxiliado por Computador. É o processo de utilização de software de computador para criar modelos tridimensionais dos produtos propostos. Este tipo de software é utilizado por diversas indústrias para a criação de rascunhos e modelos. Ele pode ser usado para projetar desenhos bidimensionais e modelos tridimensionais com medidas precisas.

Se você está lendo este artigo, provavelmente está procurando conhecer os benefícios do CAD em relação ao desenho manual e/ou sua importância na prototipagem rápida e na fabricação auxiliada por computador. É importante perceber o papel crucial do CAD no design e como ele está simplificando o fluxo de trabalho de desenvolvimento de produtos, especialmente nesta era, em que o trabalho remoto está se tornando o novo normal.

O que é Design Assistido por Computador (CAD)?

A origem do software de design auxiliado por computador remonta a 1963, quando Ivan Sutherland desenvolveu o Sketchpad e o Dr. Patrick J. Hanratty introduziu o Automated Drafting and Machining (ADAM) em 1971.

Desde então, o software de engenharia e design auxiliado por computador percorreu um longo caminho e se tornou mais avançado à medida que o sistema de computador melhora, introduzindo um conjunto automatizado de recursos e ferramentas de design, tornando o fluxo de trabalho do projeto fácil e agradável. Antes do desenvolvimento do CAD, os designers usavam lápis, réguas, compassos, pranchetas, esquadros, etc. para criar desenhos 2D.



CAD é uma abreviatura de Computer-Aided Design, que é o uso de software de computador para modelagem 2D e 3D de produtos e estruturas em engenharia, arquitetura e design de produtos industriais. É mais do que um substituto para o desenho em papel e lápis, pois trouxe um novo nível de possibilidades para engenheiros, designers, técnicos e arquitetos.

Quais são as vantagens do CAD em relação ao desenho manual?

O CAD oferece uma série de vantagens sobre os desenhos manuais que o tornam uma ferramenta essencial no mercado de design atualmente. Essas vantagens ajudam o engenheiro ou designer de produto contemporâneo de diversas maneiras.

1. Produtividade

Os programas CAD estão em constante evolução, adicionando diversas ferramentas e recursos que aumentam a produtividade do processo de projeto. Essas ferramentas ajudam a reduzir o tempo de desenvolvimento do produto, o que, por sua vez, reduz os custos de produção e reduz os erros, deixando menos espaço para erros, o que também melhora a qualidade do produto.

Com o desenho manual, se forem necessárias alterações, os esboços devem ser descartados e iniciados inteiramente do zero. Os desenhos digitais podem ser editados facilmente usando um programa de design CAD e um número infinito de variações modificadas podem ser feitas sem a necessidade de redesenhá-los desde o início. Diferentes partes de um único modelo podem ser desenhadas separadamente por diferentes designers e montadas em CAD.

E quase todos os sistemas CAD possuem um conjunto de componentes padrão (por exemplo, fixadores como parafusos, porcas, etc.) a partir dos quais os projetistas podem escolher o tamanho adequado e montá-lo. Desenhos 2D, vistas seccionais, desenhos detalhados e vistas auxiliares podem ser gerados a partir de modelos 3D na convenção padrão preferida.

2. Precisão

O desenho manual não é competente com o desenho CAD na criação de desenhos técnicos precisos. Os programas CAD possuem recursos e ferramentas desenvolvidos de acordo com convenções e padrões de projeto e desenho, o que ajuda os projetistas a reduzir as porcentagens de erro. E recursos complexos de projeto que seriam extremamente difíceis com um desenho manual podem ser facilitados muito mais no CAD.

3. Legibilidade

Às vezes, os desenhos manuais podem ficar confusos, o que não acontece nos desenhos CAD. Mesmo que o modelo seja altamente complexo, com muitas peças e características, os programas CAD têm que ocultar e mostrar ferramentas para eliminar peças temporariamente sem importância e focar no detalhe específico do resto, o que não é totalmente possível com o desenho em papel e lápis.

Além disso, a disponibilidade de visualização isométrica 3D e de seção em projetos CAD aumenta a visibilidade e a compreensão, pois possibilitam o torneamento e o corte, respectivamente, o que, novamente, é um trabalho muito demorado no projeto manual.

4. Apresentação

É fácil influenciar seu cliente e colegas de trabalho apresentando seu projeto com modelos virtuais sem a necessidade de fabricar um protótipo, pois você pode simular movimentos, mostrar peças internas por seccionamento e mostrá-las de diferentes lados. Você pode até comunicar facilmente a função e a estética do seu projeto a um leigo sem experiência em engenharia com um modelo 3D renderizado no qual diferentes partes têm cores diferentes.

5. Operações subsequentes

 Além de criar desenhos, o software CAD tem a capacidade de computação e análise de engenharia com equações matemáticas. Por exemplo, o designer do produto pode calcular propriedades geométricas (área, volume, centro de gravidade, etc.) e propriedades de massa (massa, densidade) do modelo, geralmente com um único clique em programas CAD.

Além disso, muitos programas CAD suportam estudo e simulação de movimento, modelagem paramétrica, análise de elementos finitos estruturais, térmicos, fluidos, etc., que ajudam os projetistas a analisar e aprimorar a resistência, funcionalidade e outras propriedades do modelo antes da fabricação.

Compartilhamento e colaboração

Outra grande vantagem do desenho CAD em relação ao desenho manual é que um designer pode fazer um modelo e enviá-lo para outro, mesmo que esteja no lado oposto do mundo. O receptor pode visualizar o histórico do modelo, ver exatamente como ele foi projetado e editá-lo.  Isso é muito difícil com desenho manual.

A maioria dos sistemas CAD facilita continuamente a colaboração para o trabalho remoto, adotando o compartilhamento na nuvem e ferramentas automatizadas de gerenciamento de dados que permitem aos engenheiros editar o mesmo projeto simultaneamente, em tempo real, de qualquer lugar e em qualquer dispositivo.

6. Documentação

Após a modelagem, as dimensões e medições lineares e angulares de peças, montagens e submontagens e listas de materiais são registradas digitalmente e salvas para referência e uso futuro. No caso do desenho manual tradicional, o papel de desenho deve ser guardado, pois está sujeito a danos e deterioração.

Aplicações industriais de CAD

Hoje em dia, os pacotes de software CAD comercial são uma ferramenta de design obrigatória em fábricas, escritórios de design e acadêmicos, pois economizam tempo e garantem uma boa colaboração e integração perfeita com outros sistemas de produção auxiliados por computador, como CAM.

Muitas indústrias; incluindo fábricas, arquitetura, escritórios de design de produtos, etc. utilizam CAD, pois otimiza o fluxo de trabalho do projeto e a entrega do produto final. O CAD aprimora a colaboração dentro da empresa e entre setores e trabalhos de engenharia simultâneos.

CAD e CAM (Fabricação Assistida por Computador)

Além de criar modelos exatamente como imaginados, o CAD é usado em conjunto com a fabricação digitalizada em um processo chamado CAD/CAM. Quando combinado com CAM, o CAD auxilia em todas as fases de produção de um produto, incluindo planejamento de processo e produção, programação, gerenciamento de produção e controle de qualidade.



No CAD/CAM, os processos de design e produção são combinados à medida que o arquivo eletrônico de saída do software CAD é usado nos processos de produção de peças. Isso permite que alterações sejam feitas em qualquer parte do fluxo de trabalho e reduz o tempo entre a matéria-prima e o produto acabado.

O software CAD possibilita a realização de simulações estruturais, térmicas, de vibração, de estado estacionário de movimento e de transientes para investigar e diagnosticar problemas. Isso ajuda a fazer pequenas alterações, iterando os parâmetros de design e vendo melhorias.

CAD em prototipagem rápida e fabricação

Na prototipagem rápida, os designers podem trazer sua imaginação e ideias inovadoras para a vida física logo na primeira vez, sem precisar fazer diversas iterações. Isso oferece uma oportunidade incrível de comunicar suas ideias com colegas, clientes ou até mesmo usuários finais visualmente e com experiência prática e obter feedback e provas de conceito de design.

A prototipagem rápida minimiza o tempo e o desperdício e promove o processo de design criativo, especialmente para empresas que oferecem produtos personalizados e complexos. Quase todos os métodos de prototipagem rápida dependem do Design Auxiliado por Computador para criar protótipos e, portanto, podemos dizer que o CAD é o coração da prototipagem rápida. Então, vamos dar uma olhada rápida em como o CAD automatiza técnicas de prototipagem rápida de usinagem e fabricação aditiva.

1. CAD com usinagem CNC

A prototipagem CNC que compreende fresamento multieixos de precisão, torneamento, EDM, eletroerosão a fio e retificação é um processo subtrativo no qual o protótipo é feito removendo uma grande parte do material. A ampla gama de materiais de engenharia que são difíceis de moldar com outros métodos de prototipagem pode ser feita com usinagem CNC. A maioria das máquinas CNC trabalha com códigos G que determinam a direção da ferramenta de corte, velocidade de corte, taxa de avanço e profundidade de corte. E os códigos G podem ser obtidos no formato DXF de arquivos CAD.

2. CAD com impressão 3D

O software CAD fornece aos usuários as ferramentas necessárias para criar um modelo 3D do zero. Este modelo pode então ser processado, fatiado e enviado para uma impressora 3D para impressão. Criar um modelo 3D é o primeiro passo para fazer uma réplica física e real de um objeto ou conceito.

Com o software CAD, você pode exportar seu modelo para um formato de arquivo compatível com software de fatiamento. Este software de fatiamento traduz o modelo em instruções de código G que podem ser interpretadas por uma impressora 3D. Assim que a impressora tiver essas instruções, ela poderá criar uma réplica física do modelo digital original.

3. CAD com fundição a vácuo

A fundição a vácuo usa moldes de silicone para fabricar componentes de plástico e borracha de alta qualidade sob vácuo. O padrão mestre utilizado para a confecção do molde é feito com um modelo CAD 3D e fabricado com uma técnica de prototipagem.

Conclusão

Há uma série de vantagens em usar CAD também na prototipagem rápida. O software CAD está em constante evolução e se tornando mais fácil de usar, tornando mais fácil para quem tem pouca experiência a criação de modelos complexos. Além disso, os protótipos criados em CAD podem ser facilmente modificados e testados, permitindo um processo de design mais eficiente.

Já tem um arquivo CAD e está preocupado em como dar vida às suas ideias? WayKen está sempre aqui para ajudá-lo.

Somos um fabricante líder de prototipagem rápida com excelente histórico na produção de protótipos e peças usinadas de alta qualidade. Com nossos anos de experiência e abordagens em usinagem, podemos lidar com uma variedade de processos, incluindo serviço de usinagem CNC, impressão 3D, moldagem por injeção, etc. Então, carregue seu arquivo CAD hoje e nós pegaremos seus projetos CAD e os daremos vida da melhor maneira possível.

Perguntas frequentes

Qual software é usado para CAD?

O software CAD popular é AutoCAD, CATIA, Fusion 360, Inventor, SolidWorks, Onshape e Solid Edges.

Quais são as vantagens do desenho 3D em relação ao desenho cad 2D？

 O modelo 3D tem melhor visualização para quem não tem conhecimento de desenho de engenharia. Tem mais satisfação do que 2D quando o designer olha para ele. Claro, podemos gerar vistas 2D a partir de modelos 3D

Qual é a limitação do CAD?

Às vezes, um designer pode ter em mente uma imaginação sofisticada que pode ser modelada em CAD, mas é cara para realização física. Um usuário CAD precisa de treinamento para usar cada programa CAD comercial