4. INTRODUCCION
El dibujo CAD se ha convertido en una necesidad para la industria actual
que tiene la obligación de mejorar su calidad, reducir los costes y
disminuir los tiempos de fabricación. La manera de alcanzar estos
objetivos es la de servirse de las poderosas herramientas informáticas
de las que disponemos en la actualidad.
El CAD es una tecnología que conlleva la utilización de ordenadores
para la creación, análisis, y optimización de un diseño. Las posibilidades
de una CAD incluyen desde el modelado geométrico hasta el análisis y
optimización de una obra.
Con un buen programa de diseño y modelado podemos dibujar desde
un tuerca hasta un avión, desde una hormiga hasta un ser imaginario.
Con un buen CAD de modelado podrá crear curvas, superficies y sólidos
con total libertad. Dentro de un ambiente de trabajo con 4 vistas: arriba,
perspectiva, frente y derecha.
5. Definición:
C omputer
A ided
D esign
Se trata de la tecnología implicada en el uso de
ordenadores para realizar tareas de creación,
modificación, análisis y optimización de un diseño.
Cualquier aplicación que incluya una interfaz
grafica y realice alguna tarea de ingeniería se
considera software de CAD.
Una herramienta CAD es un sistema de software
que aborda la automatización global del proceso
de diseño de un determinado tipo de ente.
6. TIPOS DE PROGRAMAS
Según las necesidades de las empresas, existen distintos
tipos de software CAD que abarcan un amplio espectro
de prestaciones, desde los sistemas de boceto en dos
dimensiones (2D) hasta los mixtos de alta calidad,
pasando por los modeladores de rasgos sólidos de gama
media.
También hay multitud de soluciones intermedias, como
las aplicaciones en 2D con módulos en 3D;los métodos
de gama media que aumentan su funcionalidad en
superficie o los programas de gama alta que empiezan a
desarrollar una interfaz de usuario más orientada hacia
sistemas operativos tipo Microsoft Windows.
Los fabricantes de productos que requieren un diseño
relativamente imple emplean programas de diseño en
2D, que constituyen casi una extensión virtual del papel
donde se efectúan los bocetos.
También existen aplicaciones similares que admiten
dibujos en 3D y funcionan a través de wireframe,pero el
operador debe insertar cada línea manualmente y el
producto final no reconoce propiedades generales, de
formaque no se le pueden añadir rasgos a su conjunto.
7. Desarrollo de
productos
rápido y eficaz
Velocidad en la
manipulación y
recuperación
de datos.
Habilidad para
análisis
espaciales
complejos.
Ventajas
Datos reales en
tiempo real,
manipulado
para
necesidades
específicas.
Consultas
espaciales:
longitud,
latitud y otra
información.
Los datos están
en formato
digital.
8. Incremento en la productividad de
diseño
Por ejemplo, con el uso de algunos comandos
dentro de un paquete de CAD, se pueden elaborar
automáticamente las vistas de un diseño.
Presionando otra tecla podemos rotar el dibujo de
una posición a otra, y de igual forma si tecleamos
otros comandos como copiar, mover, borrar, estirar,
etc., podemos rápidamente modificar el diseño,
representando con esto un potencial que pudiera
considerarse realmente como sin límite, la verdad en
que a principios de los 80’s no teníamos estos
paquetes
computacionales
y
hacer
una
modificaciones a un diseño, en ocasiones no nos
tomaba horas sino días enteros.
9. Incremento de productividad para
ingeniería:
EL CAD permite que virtualmente la mayor parte
de las tareas de ingeniería puedan ser
automatizadas, con los consiguientes ahorros.
Por ejemplo el modelado de una pieza o sistema
puede ser muy útil y poderoso para emular y
analizar el diseño. De igual forma se pueden
manipular las figuras primitivas que existen dentro
del software, que son entidades gráficas como
esferas, conos y otras figuras que se presentan en
3 dimensiones. Una mas de las más sofisticadas
herramientas de modelado de estos sistemas es la
que nos permite la construcción de figuras con
álgebra booleana para modelos sólidos, cabe
mencionar que a pesar de estas virtudes, no
debemos esperar soluciones mágicas de ellos y
tampoco que por si solos, nos eliminen el papeleo
y burocracia de las empresas
11. ¿Para qué sirve los sistemas cad?
Mejorar la fabricación, desarrollo y diseño de los productos.
Pueden utilizarse para generar modelos con muchas, de las
características de un determinado producto.
Permiten simular el funcionamiento de un producto.
Hacen posible verificar si un circuito electrónico propuesto
funcionará tal y como está previsto.
12. Las características de los sistemas CAD/CAM son aprovechadas
por los diseñadores, ingenieros y fabricantes para adaptarlas a
las necesidades específicas de sus situaciones.
13. Herramientas:
La modelación básica, la modelación del ensamblado, el
cuidar los detalles, el dibujo y la documentación son las
herramientas que componen la plataforma de software en
el ambiente CAD.
El primer foco está apuntado a la geometría .
Los métodos básicos de modelación usados por estos
sistemas son los que definen su precio, capacidad y
productividad para el usuario:
• Dos dimensiones (2D).
• Dos y media dimensiones (2-½D)
• Tres dimensiones (3D)
15. Análisis y optimización del diseño. Después de haber
determinado las propiedades geométricas, se somete a un
análisis ingenieril donde podemos analizar las propiedades
físicas del modelo.
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.
Documentación y dibujo (drafting). Por último, en esta etapa se
realizan planos de detalle y de trabajo.
16.
17. APLICACIONES DE LOS SISTEMAS CAD:
Diseño de circuitos integrados
o Se logra la obtención de circuitos con las características
o
o
o
o
deseadas.
Asegura la completa ausencia
de errores.
Minimiza el tiempo de diseño.
Disminución de costos.
Sincronización con la tecnología existente.
18. Diseño de circuitos electrónicos:
El proceso de desarrollo de un producto se reduce
drásticamente, agilizando y anulando toda posibilidad de
cometer errores. Lo que antes era necesario desarrollar en
físico un prototipo, ahora ya no lo es, hasta se puede
comprobar la funcionalidad mediante una simulación.
19. Industria Aeronáutica
La industria aeronáutica es una de las más receptivas
de la tecnología CAD/CAM, sobre todo en la
aplicación para los proyectos aeroespaciales, donde
se requiere el desarrollo de superficies complejas.
20. Industria del automóvil
Altísima competitividad.
Demanda creciente en calidad y
precios.
Gran variabilidad de modelos.
Atender la alta demanda de
repuestos.
Escaso tiempo para introducir
modificaciones sustanciales en
modelos y componentes.
21. Industria pesada
Al producir bienes en cantidades pequeñas o
unitarias se hace impensable el tener que construir
un prototipo. Las técnicas de CAD pueden aplicarse
en las diferentes fases de desarrollo de un equipo
pesado.
Diseño Industrial
El diseño es una actividad que se proyecta
conceptualmente hacia la solución de problemas que
plantea al ser humano en su adaptación al medio
ambiente en la satisfacción de sus necesidades.
Ingeniería Civil
Con breves descripciones y posibles aplicaciones a
otras áreas (ingeniería de tráfico, ingeniería
ambiental). Uno de los problemas pendientes en el
diseño en Ingeniería Civil es el correspondiente a la
optimización automatizada.
22. Diseño arquitectónico
El trabajo del arquitecto se funda, en especial, en el proyecto dentro de
un abanico muy amplio de posibilidades, tanto en el ámbito de su
aplicación (arquitectura, urbanismo, diseño, etc.) como por las ciencias
en las que se apoya (geometría, sicología, historia, física, derecho, etc,).
23. Industrial textil
-Reducción de la mano de obra
-Optimización del tejido
-Reducción de los inventarios en proceso
Industria de los plásticos
Industria del calzado
Se puede digitalizar la
horma para luego añadir
las líneas de diseño, los
detalles y los colores en tres
dimensiones (3D).
24. Las posibilidades del sistema CAD son enormes,
Pudiendo realizar una amplia gama de tareas, entre las que
podemos destacar: Visualizar en pantalla un modelo
cualquiera en tres dimensiones y en perspectiva.
29. Calcular el volumen, superficie, centro de gravedad,
Inercia, etc., de cada pieza, casi instantáneamente. Cada
una de estas operaciones suponían gran cantidad de
tiempo, mientras que con el sistema CAD se realizan con
Sólo alterar un parámetro o elegir una determinada opción
en un menú.
30. Para que sirve los sitemas CAD ?
Como el sistema CAD es aplicado en la aeronautica
Que significa el termino wireframe
mencione 5 industrias donde utilizamos sitemas CAD
Explique la fase de análisis y optimización del diseño
32. DEFINICION
C omputer
A ided
Manufacturing
Una vez que se ha concluido el
diseño de la pieza y se han
realizado las simulaciones sobre
su
comportamiento
ante
situaciones
extremas,
se
procede a su fabricación. Es en
este punto donde entra en
acción el CAM, creando, a partir
del diseño CAD, los dispositivos
de control numérico, que
controlarán el trabajo de las
diferentes máquinas, de forma
que el resultado coincida
exactamente con el diseño
realizado en el menor tiempo
posible.
33. El sistema CAM también se encarga de simular el
Recorrido físico de cada herramienta, con el fin de
prevenir posibles interferencias entre herramientas y
materiales.
35. FUNCIONES
CONTROL NUMÉRICO. TECNOLOGÍA QUE USA
INSTRUCCIONES PROGRAMADAS PARA CONTROLAR
MÁQUINAS HERRAMIENTA QUE CORTAN, DOBLAN,
PERFORAN O TRANSFORMAN UNA MATERIA PRIMA EN UN
PRODUCTO TERMINADO.
- PROGRAMACIÓN DE ROBOTS.
38. Todo este conjunto de posibilidades, que proporciona la
tecnología CAM, acortan de forma considerable el tiempo de
mercado, evitando tener que efectuar correcciones a posteriori
en las características básicas del diseño
39. A través de este sistema es posible crear un producto con casi
todas las características posibles que a éste se le quiera dar,
entre las que se encuentra la distribución, el tamaño y la forma
de cada una de sus partes, los que son guardados en la
memoria del computador como dibujos bi y tridimensionales
40. Como vemos, las ventajas del sistema CAM son múltiples y
entre las más destacadas se encuentra la posibilidad que otorga
a los fabricantes de abaratar los costes de producción,
reduciendo la mano humana de los operadores y, disminuyendo
también, los posibles errores que puedan ocurrir durante el
proceso.
También brinda la posibilidad de ver cómo el producto en
construcción operará; en otras palabras, es posible hacer un
simulacro de su funcionamiento. De este modo, se puede saber
con antelación, por ejemplo, si existe alguna falla en la
disposición de un circuito eléctrico, cuánto peso logrará
soportar un determinado puente o calle, o incluso, se podrá ver
la forma exacta en que cierto líquido, como la leche o una salsa,
saldrá de su envase o botella.
41. CAD/CAM EN EL PROCESO DE DISEÑO Y FABRICACIÓN
CICLO DE PRODUCTO:
43. COMPONENTES DEL CAD/CAM
• MODELADO GEOMÉTRICO.
• ESTUDIO DE MÉTODOS DE REPRESENTACIÓN DE ENTIDADES
GEOMÉTRICAS.
• TIPOS DE MODELOS:
• ALÁMBRICOS (PERFILES, TRAYECTORIAS, REDES…)
• DE SUPERFICIES (CARROCERÍAS, ZAPATOS…)
• DE SÓLIDOS (PIEZAS MECÁNICAS, MOLDES…)
• TÉCNICAS DE VISUALIZACIÓN.
• TÉCNICAS DE INTERACCIÓN GRÁFICA.
• SOPORTE DE LA ENTRADA DE INFORMACIÓN GEOMÉTRICA EN
EL SISTEMA DE DISEÑO.
• TÉCNICAS DE POSICIONAMIENTO Y DE SELECCIÓN.
• INTERFAZ DE USUARIO.
44. COMPONENTES DEL CAD/CAM
• BASE DE DATOS.
• ALMACENA DATOS DE DISEÑO, RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS,
INFORMACIÓN DE FABRICACION…
• MÉTODOS NUMÉRICOS.
• CONCEPTOS DE FABRICACIÓN.
• MÁQUINAS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES PARA MANEJAR
APLICACIONES DE FABRICACION.
• CONCEPTOS DE COMUNICACIONES.
• INTERCONEXIÓN DE SISTEMAS, DISPOSITIVOS Y MÁQUINAS DE
UN SISTEMA CAD/CAM.
45. PROTOTIPOS
Es frecuente que los clientes no sepan lo que quieren, pero cuando ven algo y utilizan
prototipos, pronto saben lo que no quieren.
Los prototipos son una representación limitada de un producto, permite a las partes probarlo
en situaciones reales o explorar su uso, creando así un proceso de diseño de iteración que
genera calidad.
Un prototipo puede ser cualquier cosa, desde un trozo de papel con sencillos dibujos a un
complejo software.
46. ¿Por qué un prototipo?
Porque son útiles para comunicar, discutir y definir ideas entre los diseñadores y
las partes responsables.
Los prototipos apoyan la evaluación de productos, clarifican requisitos de
usuario y definen alternativas.
47. Construcción de prototipos
Para elementos que se van a someter a un proceso
de fabricación en cadena, es normal fabricar
previamente prototipos, fuera de la cadena de
montaje. Los prototipos se fabrican con el
propósito de detectar posibles errores en el
modelo o la especificación, y en caso contrario,
servir de validación del modelo. Los prototipos no
tienen que ser necesariamente un ejemplar
completo del elemento a fabricar, pudiendo
utilizarse para validar tan solo determinadas
propiedades.
48. Fabricación rápida de prototipos
Una vez explicitadas las
especificaciones técnicas del
producto, el equipo de diseño
y desarrollo procede a dar
forma
al
conjunto
de
características determinadas
en la definición del concepto.
Para ello resulta de gran
utilidad la tecnología CAD, es
decir, el diseño asistido por
ordenador, la cual nos
permite modificar fácilmente
el diseño con sólo modificar
una serie de parámetros
numéricos.
49. Fabricación rápida de prototipos
La siguiente fase consiste en dar forma física al diseño, es
decir, dotar de cuerpo al diseño realizado vía CAD. Esta
fase concluirá con la construcción de un prototipo del
nuevo producto, que permitirá constatar los puntos
fuertes y débiles del diseño, mediante la realización de
diversos tests sobre la funcionalidad y resistencia del
producto.
50. Fabricación rápida de prototipos
Algunas de las principales técnicas, englobadas dentro del concepto
de fabricación rápida de prototipos son las siguientes:
1.- Stereolitografía (SLA).
2.- Sinterización selectiva por medio de láser (SLS).
3.- Fabricación de objetos laminados (LOM).
4.- Modelización por deposición en estado líquido.
5.- Solid Ground Curing (SGC).
6.- Sistemas de impresión en 3D.
51. Stereolitografía (SLA).
La stereolitografía es un proceso de realización rápida
de prototipos que utiliza la estratificación para la
construcción de un modelo de diseño. La tecnología
utiliza resinas líquidas fotopoliméricas que se solidifican
expuestas a la luz ultravioleta. Un programa informático
traduce un modelo CAD 3D en formato electrónico "STL"
utilizado
por
las
máquinas
stereolitográficas,
organizando la información en capas. Un láser de rayo
ultravioleta traza cada sección del modelo CAD sobre la
superficie de una cuba de resina fotopolimérica,
materializando así el modelo CAD de la parte, capa a
capa.
53. Stereolitografía (SLA).
Características principales:
•Flexible. Construcción de piezas de pequeño y
gran tamaño de forma rápida, en un sistema
compacto.
•Probado. Gracias a todas las características de
la tecnología iPro SLA
•Preciso. Suave acabado superficial, que dan
como resultado piezas precisas y listas para usar
con un pequeña labor de postprocesado.
•Consistente. Salida fiable y rápida gracias al
sistema SteadyPower™.
•Inteligente. Nuevo software de control para
preparación de las piezas.
•Económica. Salida mejorada y sistema de
control de calidad integrado.
•Productivo. Fácil operación y mantenimiento.
3D Systems iPro™ 9000
SLA® Center
54. Sinterización selectiva por medio de láser (SLS)
La sinterización selectiva por láser es una técnica de creación rápida de
prototipos que utiliza un láser para sinterizar materiales basados en polvo,
capa por capa, para formar un modelo sólido. Una fina capa de polvo se
deposita sobre la superficie de trabajo en la posición donde el láser traza la
representación de la sección transversal del prototipo. A continuación, la
superficie de trabajo desciende y se repite el proceso con la siguiente sección
transversal hasta completar el prototipo.
57. Fabricación de objetos laminados
Estos procesos consisten en pegar sucesivamente capas de
papel o plástico con un pegamento térmico en el medio. Luego
las formas deseadas se queman con un láser o cuchilla.
58. Modelización por deposición en estado líquido.
Consta de una mesa con movimiento
vertical y un cabezal automatizado en
dos movimientos planos ortogonales.
El cabezal funciona como extrusor,
alimentado por un filamento de
material
termoplástico
de
aproximadamente 1mm y calentándolo
hasta derretirlo. Cada sección o capa de
la pieza se construye depositando este
material sobre una base. Una vez
completada la capa, la mesa baja para
continuar con la siguiente.
61. Sistemas de impresión en 3D
Consiste en distribuir un polvo sobre una superficie y luego aplicar selectivamente un
adhesivo para endurecer la sección deseada. Esto se realiza secuencialmente
moviendo los pistones, hasta que la pieza se completa.
Al terminar la pieza, el polvo sin endurecer se quita fácilmente y se puede utilizar en
una impresión posterior.
Otras ventajas pueden ser
• económico
• rápido
• logra geometrías complejas
• adecuado para uso de escritorio
• adecuado para modelos para fundir
El nombre de este proceso, en el mercado, es impresión 3D, o 3DP y actualmente es
desarrollado por varias compañías como Z Corp., Soligen, ProMetal y Therics.
63. Sistemas de impresión en 3D
Features
ZCorporation 450 3D printer
Color: 180,000 colors (2 print heads)
Resolution: 300 x 450 dpi
Minimum Feature Size: 0.006 inches (0.15
mm)
Automation: Full (automated setup and
self monitoring / automated powder
loading / automated powder recycling and
removal / snap-in binder cartridges /
intuitive control panel)
Vertical Build Speed: 0.9 inch/hour (23
mm/hour)
Build Size: 8 x 10 x 8 inches (203 x 254 x
203 mm)
Material Options: High Performance
Composite
Layer Thickness: 0.0035 - 0.004 inches
(0.089 - 0.102 mm)
Number of Jets: 604
64.
65. Preguntas:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Que es CAD
Cuales son las ventajas de los software CAD
Que tipos de software CAD conoces?
Para que sirve los sitemas cad ?
Como el sistema cad es aplicado en la aeronáutica
Que significa el termino wireframe
mencione 5 industrias donde utilizamos sitemas cad
Explique la fase de análisis y optimización del diseño
¿Cuáles son las ventajas del Diseño Cam?
¿Cuáles son sus funciones?
Es posible abaratar costos gracias al Diseño Cam ¿Por qué?
¿Cuales son los tres primeros componentes del diseño cam?
¿Qué son Prototipos?
¿Por qué un Prototipo?
Mencione 3 técnicas de fabricación rápida de prototipos?
¿Qué es Stereolitografia?
¿En que consiste el Sistema de Impresión 3D?
