O projeto auxiliado por computador (CAD) envolve a criação de modelos de computador definidos por parâmetros geométricos. Esses modelos normalmente aparecem em um monitor de computador como uma representação tridimensional de uma peça ou sistema de peças, que pode ser facilmente alterado alterando os parâmetros relevantes. Os sistemas CAD permitem que os projetistas visualizem objetos sob uma ampla variedade de representações e testem esses objetos simulando condições do mundo real.
A manufatura auxiliada por computador (CAM) usa dados de projeto geométrico para controlar máquinas automatizadas. Os sistemas CAM estão associados a sistemas de controle numérico computadorizado (CNC) ou de controle numérico direto (DNC). Esses sistemas diferem das formas mais antigas de controle numérico (NC) em que os dados geométricos são codificados mecanicamente. Uma vez que CAD e CAM usam métodos baseados em computador para codificar dados geométricos, é possível que os processos de projeto e manufatura sejam altamente integrados. O projeto auxiliado por computador e os sistemas de manufatura são comumente chamados de CAD / CAM.
AS ORIGENS DO CAD / CAM
O CAD teve suas origens em três fontes distintas, que também servem para destacar as operações básicas que os sistemas CAD fornecem. A primeira fonte de CAD resultou de tentativas de automatizar o processo de desenho. Esses desenvolvimentos foram lançados pelos Laboratórios de Pesquisa da General Motors no início dos anos 1960. Uma das vantagens importantes de economia de tempo da modelagem por computador em relação aos métodos de desenho tradicionais é que a primeira pode ser corrigida ou manipulada rapidamente alterando os parâmetros de um modelo. A segunda fonte de CAD estava no teste de projetos por simulação. O uso de modelagem por computador para testar produtos foi iniciado por indústrias de alta tecnologia, como aeroespacial e de semicondutores. A terceira fonte de desenvolvimento de CAD resultou de esforços para facilitar o fluxo do processo de design ao processo de fabricação usando tecnologias de controle numérico (NC), que eram amplamente utilizadas em muitas aplicações em meados da década de 1960. Foi essa fonte que resultou na ligação entre CAD e CAM. Uma das tendências mais importantes em tecnologias CAD / CAM é a integração cada vez mais estreita entre os estágios de projeto e fabricação de processos de produção baseados em CAD / CAM.
O desenvolvimento de CAD e CAM e, particularmente, a ligação entre os dois superou as deficiências tradicionais do NC em custo, facilidade de uso e velocidade, permitindo que o projeto e a fabricação de uma peça fossem realizados usando o mesmo sistema de codificação de dados geométricos. Essa inovação encurtou muito o período entre o projeto e a fabricação e expandiu muito o escopo dos processos de produção para os quais as máquinas automatizadas poderiam ser usadas economicamente. Tão importante quanto, CAD / CAM deu ao designer um controle muito mais direto sobre o processo de produção, criando a possibilidade de processos de design e manufatura totalmente integrados.
O rápido crescimento no uso de tecnologias CAD / CAM após o início dos anos 1970 foi possibilitado pelo desenvolvimento de chips de silício produzidos em massa e do microprocessador, resultando em computadores mais acessíveis. Como o preço dos computadores continuou a diminuir e seu poder de processamento melhorou, o uso de CAD / CAM se ampliou de grandes empresas, usando técnicas de produção em massa em grande escala, para empresas de todos os tamanhos. O escopo das operações às quais o CAD / CAM foi aplicado também foi ampliado. Além da modelagem de peças por processos tradicionais de máquinas-ferramenta, como estampagem, furação, fresamento e retificação, o CAD / CAM passou a ser usado por empresas envolvidas na produção de eletrônicos de consumo, componentes eletrônicos, plásticos moldados e uma série de outros produtos . Os computadores também são usados para controlar vários processos de fabricação (como processamento químico) que não são estritamente definidos como CAM porque os dados de controle não são baseados em parâmetros geométricos.
Com o CAD, é possível simular em três dimensões o movimento de uma peça em um processo de produção. Este processo pode simular taxas de avanço, ângulos e velocidades de máquinas-ferramenta, a posição de grampos de retenção de peças, bem como o alcance e outras restrições que limitam as operações de uma máquina. O desenvolvimento contínuo da simulação de vários processos de fabricação é um dos principais meios pelos quais os sistemas CAD e CAM estão se tornando cada vez mais integrados. Os sistemas CAD / CAM também facilitam a comunicação entre os envolvidos no projeto, na fabricação e em outros processos. Isso é de particular importância quando uma empresa contrata outra para projetar ou produzir um componente.
VANTAGENS E DESVANTAGENS
A modelagem com sistemas CAD oferece uma série de vantagens sobre os métodos de desenho tradicionais que usam réguas, quadrados e compassos. Por exemplo, os projetos podem ser alterados sem apagar e redesenhar. Os sistemas CAD também oferecem recursos de 'zoom' análogos às lentes de uma câmera, por meio dos quais um designer pode ampliar certos elementos de um modelo para facilitar a inspeção. Os modelos de computador são tipicamente tridimensionais e podem ser girados em qualquer eixo, da mesma forma que alguém poderia girar um modelo tridimensional real na mão, permitindo ao designer obter uma noção mais completa do objeto. Os sistemas CAD também se prestam à modelagem de desenhos em corte, nos quais a forma interna de uma peça é revelada, e à ilustração das relações espaciais entre um sistema de peças.
Para entender o CAD, também é útil entender o que o CAD não pode fazer. Os sistemas CAD não têm meios de compreender os conceitos do mundo real, como a natureza do objeto que está sendo projetado ou a função que o objeto servirá. Os sistemas CAD funcionam por sua capacidade de codificar conceitos geométricos. Assim, o processo de design usando CAD envolve a transferência da ideia de um designer para um modelo geométrico formal. Os esforços para desenvolver 'inteligência artificial' (IA) baseada em computador ainda não tiveram sucesso em penetrar além do mecânico - representado pela modelagem geométrica (baseada em regras).
Outras limitações do CAD estão sendo abordadas por pesquisa e desenvolvimento na área de sistemas especialistas. Este campo é derivado de pesquisas feitas em IA. Um exemplo de sistema especialista envolve a incorporação de informações sobre a natureza dos materiais - seu peso, resistência à tração, flexibilidade e assim por diante - no software CAD. Ao incluir essa e outras informações, o sistema CAD poderia então 'saber' o que um engenheiro especialista sabe quando cria um projeto. O sistema poderia então imitar o padrão de pensamento do engenheiro e realmente 'criar' mais do design. Os sistemas especialistas podem envolver a implementação de princípios mais abstratos, como a natureza da gravidade e do atrito, ou a função e relação das peças comumente usadas, como alavancas ou porcas e parafusos. Os sistemas especialistas também podem mudar a maneira como os dados são armazenados e recuperados em sistemas CAD / CAM, substituindo o sistema hierárquico por um que oferece maior flexibilidade. Esses conceitos futuristas, no entanto, são todos altamente dependentes de nossa capacidade de analisar os processos de decisão humana e de traduzi-los em equivalentes mecânicos, se possível.
Uma das principais áreas de desenvolvimento em tecnologias CAD é a simulação de desempenho. Entre os tipos mais comuns de simulação estão os testes de resposta à tensão e a modelagem do processo pelo qual uma peça pode ser fabricada ou as relações dinâmicas entre um sistema de peças. Em testes de tensão, as superfícies do modelo são mostradas por uma grade ou malha, que se distorce quando a peça fica sob tensão física ou térmica simulada. Os testes de dinâmica funcionam como um complemento ou substituto para a construção de protótipos funcionais. A facilidade com que as especificações de uma peça podem ser alteradas facilita o desenvolvimento de eficiências dinâmicas ótimas, tanto no que diz respeito ao funcionamento de um sistema de peças quanto à fabricação de uma determinada peça. A simulação também é usada na automação de projetos eletrônicos, em que o fluxo simulado de corrente através de um circuito permite o teste rápido de várias configurações de componentes.
Os processos de design e fabricação são, em certo sentido, conceitualmente separáveis. No entanto, o processo de design deve ser realizado com uma compreensão da natureza do processo de produção. É necessário, por exemplo, que um projetista conheça as propriedades dos materiais com os quais a peça pode ser construída, as várias técnicas pelas quais a peça pode ser modelada e a escala de produção que é economicamente viável. A sobreposição conceitual entre o projeto e a manufatura sugere os benefícios potenciais do CAD e do CAM e a razão pela qual eles geralmente são considerados juntos como um sistema.
Desenvolvimentos técnicos recentes impactaram fundamentalmente a utilidade dos sistemas CAD / CAM. Por exemplo, o poder de processamento cada vez maior dos computadores pessoais deu-lhes viabilidade como um veículo para aplicativos CAD / CAM. Outra tendência importante é o estabelecimento de um único padrão CAD-CAM, de modo que diferentes pacotes de dados possam ser trocados sem atrasos de fabricação e entrega, revisões desnecessárias de projeto e outros problemas que continuam a atormentar algumas iniciativas CAD-CAM. Finalmente, o software CAD-CAM continua a evoluir em áreas como representação visual e integração de aplicativos de modelagem e teste.
O CASO PARA CAS E CAS / CAM
Um desenvolvimento conceitual e funcionalmente paralelo ao CAD / CAM é CAS ou CASE, engenharia de software auxiliada por computador. Conforme definido por SearchSMB.com em seu artigo sobre 'CASE', 'CASE' ¦ é o uso de um método assistido por computador para organizar e controlar o desenvolvimento de software, especialmente em projetos grandes e complexos envolvendo muitos componentes de software e pessoas. ' O CASE remonta à década de 1970, quando as empresas de informática começaram a aplicar conceitos da experiência CAD / CAM para introduzir mais disciplina no processo de desenvolvimento de software.
Outra abreviatura inspirada pela presença onipresente de CAD / CAM no setor de manufatura é CAS / CAM. Esta frase significa Software de Venda Assistida por Computador / Marketing Assistido por Computador. No caso do CASE, bem como do CAS / CAM, o núcleo de tais tecnologias é a integração dos fluxos de trabalho e a aplicação de regras comprovadas a um processo de repetição.
BIBLIOGRAFIA
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