4. Sistemas CAD/CAM/CAE
El diseño asistido por ordenador, más conocido por sus siglas inglesas CAD (computer-aided design), es el uso de un amplio rango de herramientas computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y diseñadores. El CAD es también utilizado en el marco de procesos de administración del ciclo de vida de productos.
 |
| Pieza diseñada por ordenador Imagen de Tebis en Wikimedia. Dominio público |
El conjunto de técnicas asistidas por ordenador (CAD, CAM, CAE, CAQ, CAPP, "rapid prototyping", etc.) han experimentado una gran evolución en estos últimos años, y pueden ser consideradas suficientemente maduras como para aplicarse de forma rentable en prácticamente todo el proceso de diseño y fabricación de un producto. Es bajo una perspectiva global de la aplicación integrada de todas estas técnicas donde puede considerarse realmente efectiva la utilización del CAD.
Sistemas CAD/CAM
Ambas siglas provienen de su denominación en inglés. Para diseñar usaremos el C.A.D. (Computer Aided Design), mientras que para la fabricación se emplea el C.A.M. (Computer Aided Manufacturing).
El diseño y fabricación con ayuda de computador, comúnmente llamado CAD/CAM, es una tecnología que podría descomponerse en numerosas disciplinas pero que normalmente, abarca el diseño gráfico, el manejo de bases de datos para el diseño y la fabricación, control numérico de máquinas herramientas, robótica y visión computarizada.
Actualmente, el CAM se conoce fundamentalmente como sistema de programación "off-line" de máquinas CNC, y sobre ello se centrará nuestra atención. Sin embargo, debe precisarse que el CAM es un concepto mucho más amplio, que incluye la programación de robots, de máquinas de medir por coordenadas (CMM), simulación de procesos de fabricación, anidado de piezas de chapa para la programación de la máquina, planificación de procesos, etc.
La primera y más importante aplicación del CAM es la programación "off-line" de máquinas CNC, o sea, la generación de programas fuera de las mismas. Ello permite realizar los programas sin interrumpir la máquina, además de poder simular la ejecución de los mismos en el ordenador, evitando así posibles errores y colisiones, aumentando el rendimiento de la máquina y la calidad de las piezas mecanizadas.
Los sistemas CAM pueden utilizarse para diferentes tecnologias que, normalmente, están disponibles por módulos: fresado, torneado, electroerosionado, punzonado, corte por láser, oxicorte, etc.
Un ejemplo lo puedes ver en el siguiente vídeo:
Vídeo de Ideas dentales alojado en Youtube
Sistemas CAE
La ingeniería asistida por ordenador (CAE, del inglés Computer Aided Engineering) es la disciplina que se encarga del conjunto de programas informáticos que permiten analizar y simular los diseños de ingeniería realizados con el ordenador, o creados de otro modo e introducidos en el ordenador, para valorar sus características, propiedades, viabilidad, y rentabilidad. Su finalidad es optimizar su desarrollo y consecuentes costos de fabricación, y reducir al máximo las pruebas para la obtención del producto deseado.
Los sistemas de ingeniería asistida por ordenador son un conjunto de paquetes que utilizan la técnica de modelado y análisis por elementos finitos (FEM/FEA). Esta técnica nació a principios de los años 50 como una necesidad de la industria aeronaútica y es anterior a la aparición del CAD/CAM.
Los sistemas CAE posibilitan la simulación del comportamiento de una pieza, mecanismo o producto ante un fenómeno determinado sin necesidad de disponer físicamente de esta pieza, mecanismo o producto.
 |
| Sistemas CAE: simulación de un impacto de un vehículo Imagen de en Wikimedia. Licencia CC |
El ámbito de aplicación de estos sistemas es muy amplio, siendo algunos de los principales los siguientes:
- Cálculo estructural lineal y no lineal.
- Tranferencia de calor, en regímen estacionario y transitorio.
- Cinemática y dinámica de mecanismos.
- Electromagnetismo.
- Análisis reológicos.