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CAD
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CACC Administração de Materiais e Logística 2015
CAD, CAE e CAM: qual a diferença?
O que é CAD ? O que é o CAE ? O que é CAM ? O que são esses softwares e
como se diferenciam um do outro?
O primeiro passo é saber o significado das duas primeiras letras em comum em
cada sigla – o “CA” é a abreviação do termo Computer-Aided (assistido por
computador), o que significa que os três sistemas foram criados para ajudar o
usuário a alcançar o seu objetivo da forma mais rápida possível, usando o
poder dos computadores para processamento. Em CAD, a última abreviação
vem do termo Design (desenho, planta), para o CAE – Engineering
(engenharia) e para o CAM – Manufacturing (manufatura). Cada programa
tem um foco de atuação e um propósito, este artigo irá abordar os três
sistemas de forma mais detalhada e mostrar a aplicação de cada um.
O CAD (Computer-Aided Design)
Um programa CAD é uma tecnologia computadorizada com foco no desenho
do produto e na documentação da fase de projeto, durante o processo de
engenharia. O CAD pode facilitar o processo de manufatura, transferindo
diagramas detalhados dos materiais utilizados nos produtos, processos,
tolerâncias e dimensionamentos. Isso pode ser usado tanto para produção do
2D e 3D, possibilitando a rotação em qualquer ângulo para todas as vistas,
quanto para a vista de dentro para fora. Computer-Aided Design tem como
definição o uso de sistemas de computador para auxiliar na criação,
modificação e otimização de projetos, e os programas CAD modernos podem
oferecer melhorias significativas, como:
1. Aumento na produtividade do Engenheiro
2. Aumento de qualidade nos projetos
3. Melhoria nas comunicações através da documentação
4. Criação de Banco de Dados para Manufatura
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Os projetos em CAD são geralmente exportados sob o formato de arquivos
para impressão, usinagem, ou outras operações de fabricação.
A maioria dos programas CAD para desenhos mecânicos usa tanto gráficos
vetoriais para objetos, como podem produzir gráficos de varredura, mostrando
a aparência geral dos objetos desenhados. No entanto, softwares de
engenharia exigem mais do que apenas formas. Como no desenho manual ou
nos desenhos técnicos de engenharia, os programas mais modernos devem
transmitir informações, tais como – materiais, processos, dimensões e
tolerâncias, de acordo com as convenções específicas para cada aplicação.
O CAD vem sendo uma importante ferramenta industrial, amplamente utilizado
em diversas aplicações, incluindo as indústrias automotiva, de construção
naval e aeroespacial, na arquitetura, projetos de próteses, e outras tantas.
Também é bastante utilizado para produção de animações por computador,
para efeitos especiais em filmes, publicidade e manuais técnicos, muitas vezes
chamado de DCC (criação de conteúdo digital). Tem sido também uma
importante força motriz para a investigação em geometria computacional,
computação gráfica, e geometria discreta.
Modernos programas CAD: aplicações
Além de ser uma das muitas ferramentas utilizadas por engenheiros e
projetistas, com aplicações diversas também em variadas profissões, o CAD é
uma parte de toda a atividade Digital de Desenvolvimento de Produto (DPD),
dentro do processo de Product Lifecycle Management (PLM). São utilizados
de forma integrada com outras ferramentas, que podem ser módulos
integrados ou produtos autônomos, tais como:
1 Engenharia Assistida por Computador (CAE)
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2 Manufatura Assistida por Computador (CAM)
3 Renderização (É o processo pelo qual pode-se obter o produto final de um
processamento digital qualquer.)
4 Gestão de Documentos e Controle de Revisão usando Product Data
Management (PDM)
O CAD prova ser útil para engenheiros basicamente por meio de quatro
principais propriedades:
1 Histórico
2 Especificação
3 Parametrização
4 Restrições de Alto Nível
O histórico de construção pode ser usado para consultar as especificações do
modelo. Parâmetros e restrições podem ser usados para determinar o
tamanho, a forma e outras propriedades dos diferentes elementos de
modelagem.
Quem usa o Desenho Assistido por Computador
Uma pequena lista de profissionais que provavelmente utilizam o CAD em seus
trabalhos:
Arquitetos
Engenheiros Civis
Engenheiros Eletricistas
Engenheiros Mecânicos
Engenheiros de Produção
Engenheiros Estruturais
Engenheiros Acústicos
Designers
Gestão de Facilidades
Vistoriadores
Esta lista vai longe. O Computer-Aided Design é usado em muitas indústrias -
de aeroespacial, automotivo, têxteis, eletrônicos e muito mais. Permite que as
empresas explorem ideias modeladas antes da prototipagem física ser
implementada.
O CAE (Computer-Aided Engineering)
É o amplo uso de programas de computador para auxiliar nas tarefas de
análise de engenharia. Programas para Engenharia incluem a análise de
elementos finitos (FEA), dinâmica computacional de fluidos (CFD), dinâmica de
multicorpos (MDB) e otimização. Softwares de engenharia desenvolvidos para
apoiar essas atividades são considerados ferramentas CAE e estão sendo
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usados, por exemplo, para analisar a robustez e o desempenho de
componentes e conjuntos. O termo engloba simulação, validação e otimização
de produtos e ferramentas de fabricação. No futuro, os sistemas CAE serão os
principais provedores de informação para ajudar as equipes de projeto nas
tomadas de decisões.
CAE - rede de nós
No que diz respeito às redes de informação, sistemas CAE são considerados
individualmente um único nó em uma grande rede de informação e cada nó
pode interagir com outro na mesma rede. Estes nós desempenham um papel
no método dos elementos finitos, que utiliza uma geometria de modelo
existente para construir uma rede de nós ao longo de todo o modelo, que é
então utilizado para determinar a forma como o modelo irá funcionar, baseado
no parâmetro de entrada que a parte real iria experimentar, no mundo real. Os
seguintes parâmetros são normalmente utilizados em engenharia mecânica
para simulações CAE:
1 Temperatura
2 Pressão
3 Interações entre componentes
4 Forças Aplicadas
A maioria dos parâmetros usados para a simulação são baseados no ambiente
e nas interações que o modelo poderá sofrer durante a operação. São então
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inseridos no software CAE como uma maneira de verificar se a parte poderia,
teoricamente, controlar as restrições do projeto.
Sistemas CAE podem fornecer suporte às empresas. Isto é possível através do
uso de arquiteturas de referência e sua capacidade de colocar pontos de vista
de informação sobre o processo de negócio. Arquitetura de referência é a base
do modelo de informação, em especial os modelos de produtos e manufatura.
Áreas CAE abrangidas:
1 Análise de tensão na montagem de componentes usando FEA
2 Análise Térmica e do Fluxo de Fluidos usando CFD
3 Dinâmica de Multicorpos (MBD) e Cinemática
4 Ferramentas de análise para simulação de processos nos Processos de
Fabricação
5 Otimização da documentação do processo
6 Otimização de desenvolvimento de produto
7 Verificação de inconformidades inteligente
8 Análise de segurança nas montagens
Em geral, há três fases em quaisquer tarefas de engenharia assistida por
computador:
1 Pré-tratamento: definir o modelo e fatores ambientais a ser aplicado.
2 Análise para resolução de problemas
3 Pós-processamento de resultados
Principais softwares para engenharia: Abaqus , Ansys , MSC Adams Car, e
outros tantos. Simples modelos de programas CAD podem ser exportados para
programas de engenharia para análises do protótipo virtual.
O CAM (Computer-Aided Manufacturing)
A manufatura assistida por computador consiste no uso de um software para
controlar ferramentas de máquinas e equipamento relacionado ao processo de
fabricação. Não é tecnicamente considerado um sistema de programas de
software de engenharia, mas sim voltado para as máquinas na fabricação.
CAM também pode referir-se a utilização de um computador para ajudar em
todas as operações de uma planta de fabricação, incluindo planejamento,
gestão, transporte e armazenamento. Seu objetivo principal é criar um
processo mais rápido de produção e componentes e ferramentas com
dimensões mais precisas e consistência material. CAM é um processo
assistido por computador subsequente ao CAD e, por vezes, posterior à
engenharia assistida por computador (CAE) - como um modelo gerado em
CAD, verificado em CAE e gerando a entrada para o software CAM , que
controla máquina-ferramenta.
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O CAM usado em CNC
Computer-Aided Manufacturing é o código de software por trás das máquinas
que fabricam os produtos. Máquinas controladas por computadores
numéricos são os dispositivos que utilizam o código CAM para a
fabricação dos produtos. Máquinas CNC incluem:
Fresadoras
Tornos
Gravadoras
Lixadeiras
Soldadoras
Eletroerosão ou manufatura por descarga elétrica
Tudo o que seria necessário ser feito por um operador com máquinas
convencionais é programável com máquinas CNC. O CAM fornece instruções
passo-a-passo que as máquinas irão seguir para concluir a fabricação do
produto. Antes do software, o operador tinha de digitar manualmente o código
antes de implementar o programa e essa entrada manual pode ser trabalhosa,
com base na complexidade do produto final. O CAM faz isso se tornar mais
simples através de um software inteligente para desenvolver o código baseado
na plataforma (Graphical User Interface - GUI). Isso fez com que o código de
fabricação se tornasse fácil de produzir, com pouco mais de um clique no
processo desejado, gerando o código para a máquina CNC.
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Como CAD , CAE e CAM trabalham em conjunto
Um programa CAD é necessário tanto na fabricação - CAM, como nos
softwares de engenharia - CAE, pois ambos os sistemas exigem um modelo, a
fim de executar qualquer análise ou fabricação. O CAE requer o modelo
geométrico para determinar a rede nodal integrada a ser usada para a análise.
O CAM exige a geometria da peça para determinar as rotas das máquinas e os
cortes. Ambos requerem o CAD , mas esse pode ser usado como um sistema
independente para a engenharia de modelos virtuais. O CAD é a espinha
dorsal de qualquer CAM ou CAE e é necessário para que eles funcionem
corretamente. Os softwares atuais são ferramentas poderosas para
engenheiros e técnicos tornarem seus trabalhos diários mais fáceis e
eficientes. Usados corretamente, proporcionam o melhor benefício possível
para os indivíduos e empresas que os implementam.
E você, já usou alguma dessas plataformas de software? Se já, elas realmente
facilitaram a sua vida no trabalho?