Comparați CAD și CAE. Aflați cum diferă instrumentele de proiectare și analiză inginerească și care sunt beneficiile lor.
Cum construim lumea din jurul nostru
Dacă ne întoarcem în anul 1889, modul de a construi era diferit față de cel de astăzi.
Să ne gândim la Turnul Eiffel, un monument emblematic, vizitat anual de peste 7 milioane de persoane.
Înalt de aproximativ 330 de metri, realizarea sa a necesitat peste 5.000 de planșe tehnice, proiectare manuală, precum și calcularea a 18.000 de piese unice.
Fără acces la tehnologia modernă, inginerii au fost nevoiți să realizeze toate desenele și calculele de mână.
Ne putem imagina cât de laborios trebuie să fi fost întregul proces.
Transformările radicale din industrie
În ultimele 7 decenii, industriile au trecut prin schimbări majore odată cu introducerea instrumentelor de:
- proiectare asistată de calculator (CAD – Computer-Aided Design),
- inginerie asistată de calculator (CAE – Computer-Aided Engineering).
CAD și CAE au revoluționat viteza și precizia cu care inginerii și proiectanții colaborează pentru a crea și analiza desene/modele înainte de începerea producției.
De la realizarea unor modele 3D precise până la analizarea și validarea proiectelor prin simulare înainte de fabricație, cele mai inovatoare automobile, avioane și echipamente medicale de astăzi se bazează pe capacitățile oferite de instrumentele CAD și CAE.
Se așteaptă ca cele două tehnologii să joace un rol esențial în stimularea inovației sustenabile, permițând proiectanților să creeze din start produse ecologice, reducând deșeurile și îmbunătățind eficiența energetică.
Cu siguranță ați auzit de CAD și CAE. Dar v-ați gândit vreodată care este diferența dintre cele două tehnici de proiectare? Sau cum pot fi utilizate împreună pentru a obține rezultate mai bune?
Articolul dat prezintă caracteristicile unice ale ambelor procese, dar și beneficiile soluțiilor CAD și CAE.
Ce este CAD? Semnificație și definiție
CAD (Computer-Aided Design) este un proces de proiectare.
El utilizează software și instrumente informatice pentru a crea, analiza și optimiza, înainte de producție:
- desene tehnice,
- modele 2D/3D,
- reprezentări detaliate ale sistemelor.
Folosit frecvent de ingineri și proiectanți, CAD înlocuiește desenul tehnic realizat manual și calculele complexe.
În paralel, permite dezvoltarea rapidă a conceptelor și îmbunătățește precizia proiectării.
Prin intermediul soluțiilor CAD, proiectanții pot:
- vizualiza, modifica și perfecționa produsele într-un mediu digital,
- reduce timpul de dezvoltare și riscul apariției erorilor înainte de fabricare.
Ce este CAE? Semnificație și definiție
CAE (Computer-Aided Engineering) este un proces de proiectare și inginerie.
El utilizează software și instrumente avansate pentru a simula comportamentul produselor în condiții reale (înainte de fabricare).
CAE le permite inginerilor să:
- prevadă modul în care un produs va reacționa în diferite condiții de funcționare,
- valideze proiectele într-un mediu virtual, înainte de realizarea prototipurilor fizice.
Implicit, timpul de dezvoltare și costurile asociate procesului de proiectare și testare sunt reduse semnificativ.
Care este diferența dintre CAD și CAE?
CAD este utilizat pentru crearea modelelor de produs în format 2D și 3D.
CAE este utilizat pentru simularea și testarea acestora înainte de producție.
Atât CAD, cât și CAE sunt metode de proiectare care folosesc software și instrumente digitale pentru dezvoltarea și modelarea produselor, fiind adesea utilizate împreună în cadrul procesului de dezvoltare.
În timp ce CAD se concentrează pe realizarea modelului digital, CAE verifică și analizează performanța modelului prin simulări virtuale.
Software CAD vs. Software CAE: prin ce se diferențiază?
Deși software-urile CAD și CAE sunt utilizate adesea împreună, există situații în care fluxul de lucru necesită folosirea predominantă a unuia dintre ele.
Pentru a înțelege mai bine diferențele, este important să analizăm capacitățile și avantajele specifice fiecărei categorii de software.
Software CAD
Software-ul CAD este destinat creării, modificării și documentării modelelor și desenelor tehnice 2D/3D.
CAD răspunde la întrebarea: Cum arată și cum este construit produsul?
Software CAE
Software-ul CAE este destinat analizării, simulării și validării performanței produselor în diferite condiții de funcționare.
CAE răspunde la întrebarea: Cum va funcționa produsul în lumea reală?
Prin utilizarea combinată a tehnologiilor, companiile pot:
- dezvolta produse mai performante,
- identifica problemele încă din faza de proiectare,
- reduce costurile asociate testării și fabricării prototipurilor fizice.
Software CAD
Capacitățile software-ului CAD includ:
- Modelare 2D și 3D,
- Realizarea desenelor tehnice
- Definirea bazată pe model (MBD – Model-Based Definition),
- Modelarea informațiilor despre clădiri (BIM – Building Information Modeling).
Beneficiile software-ului CAD sunt:
- Înțelegerea facilă a formei și caracteristicilor unui obiect proiectat în 3D
- Dezvoltarea și vizualizarea rapidă a conceptelor
- Posibilitatea de a efectua modificări de proiectare cu ușurință
- Creșterea acurateței și preciziei proiectării
Software CAE
Capacitățile instrumentelor CAE includ:
- Analiza cu elemente finite (FEA – Finite Element Analysis),
- Dinamica fluidelor computațională (CFD – Computational Fluid Dynamics),
- Optimizarea multidisciplinară a proiectării (MDO – Multi-Disciplinary Design Optimization).
Beneficiile instrumentelor CAE sunt:
- Reducerea numărului de prototipuri fizice necesare,
- Diminuarea riscului de apariție a erorilor,
- Vizibilitate asupra modului în care modificările de proiectare influențează performanța produsului,
- Reducerea costurilor și scurtarea timpului de lansare pe piață,
- Accelerarea procesului de prototipare virtuală.
Prin utilizarea instrumentelor CAE, inginerii pot:
- analiza și valida performanța produselor într-un mediu virtual,
- identifica eventualele probleme, încă din fazele incipiente ale dezvoltării.
Astfel, produsele ajung mai rapid pe piață, cu costuri mai mici și cu un nivel mai ridicat de fiabilitate și performanță.
Cum se compară tehnologia CAM cu CAD și CAE?
CAM (Computer-Aided Manufacturing – fabricație asistată de calculator) este o altă metodă digitală utilizată în proiectare și producție.
Ea folosește software pentru automatizarea procesului de fabricație.
CAM transformă proiectele digitale în instrucțiuni specifice, cunoscute sub denumirea de G-code, ghidând utilajele controlate numeric de calculator (CNC) în realizarea componentelor fizice.
De cele mai multe ori, instrumentele CAD, CAE și CAM sunt utilizate împreună pentru a susține un flux de lucru digital complet:
- CAD este utilizat pentru crearea unui model digital precis al produsului.
- CAE este utilizat pentru analizarea și validarea comportamentului produsului înainte de producție.
- CAM asigură fabricarea eficientă a produsului, cu un nivel ridicat de precizie și acuratețe.
Astfel, cele trei tehnologii acoperă întregul ciclu de dezvoltare a produsului: de la proiectare și simulare până la producția efectivă.
Modelarea lumii din jur cu software-urile CAD, CAM și CAE
Pregătirea pentru dezastre naturale prin BIM și modelare 3D
Japonia este o țară frecvent afectată de dezastre naturale, fiind deosebit de vulnerabilă la inundații, alunecări de teren, taifunuri, cutremure și tsunami.
Compania de inginerie civilă Pacific Consultants și-a propus să contribuie la prevenirea alunecărilor de teren.
Cum? Prin proiectarea unor structuri numite baraje de retenție (check dams), care au rolul de a opri direct torenții de noroi și alunecările de teren.
Pentru a-și îmbunătăți procesul de proiectare, compania a adoptat platforma cloud 3DEXPERIENCE, utilizând capacitățile sale BIM și de modelare 3D pentru a vizualiza și dezvolta proiectele la un nivel de detaliu fără precedent.
Datorită digitalizării procesului:
- Actualizările de proiect nu mai trebuie efectuate manual.
- Calculele complexe, care anterior necesitau aproximativ o oră, sunt realizate în doar trei secunde.
- Echipele de proiectare pot răspunde mult mai rapid la cerințele infrastructurii de protecție împotriva dezastrelor naturale.
Rezultatul este dezvoltarea unor soluții de infrastructură într-un ritm adaptat naturii imprevizibile a dezastrelor naturale, contribuind la protejarea eficientă a populației din Japonia în situații de urgență.
Mașinile zburătoare sunt concepute digital cu ajutorul software-ului CAD
AeroMobil e una dintre cele mai importante companii din domeniul transportului personal.
Atunci când și-a propus să revoluționeze mobilitatea prin dezvoltarea mașinii zburătoare, s-a confruntat cu o provocare unică: construirea unui vehicul care să fie atât automobil, cât și aeronavă.
În vederea gestionării procesului complex de proiectare, compania a apelat la platforma 3DEXPERIENCE pentru a imagina digital mediul în care va funcționa vehiculul și modul în care utilizatorii îl vor experimenta.
AeroMobil a utilizat CATIA pe platforma 3DEXPERIENCE.
Alegerea s-a bazat pe setul integrat de capacități CAD, CAE și CAM, care le-a permite proiectanților să modeleze și să analizeze chiar și cele mai complexe componente, înainte de realizarea prototipurilor fizice.
Printre elementele care pot fi proiectate și validate virtual se numără:
- Cinematica vehiculului (modul în care se mișcă și funcționează componentele sale mecanice),
- Sistemul de suspensie,
- Structurile aerodinamice,
- Integrarea sistemelor specifice atât industriei auto, cât și celei aeronautice.
Ca rezultat, AeroMobil a putut optimiza designul vehiculului încă din faza digitală.
Totodată, a îndeplinit cerințele stricte de certificare, impuse de industria aviației și cea auto.
Exemplul ilustrează modul în care integrarea tehnologiilor CAD (proiectare), CAE (simulare și analiză) și CAM (fabricație) permite dezvoltarea unor produse complexe, reducând:
- costurile de dezvoltare,
- timpul necesar prototipării,
- riscurile asociate testării fizice.
Inovație în CAD și CAE cu Dassault Systèmes
Dassault Systèmes oferă o gamă variată de soluții CAD, CAE și CAM, concepute pentru a răspunde obiectivelor specifice ale companiilor, indiferent de industrie sau dimensiune.
Printre cele mai importante soluții se numără:
• CATIA
O suită completă de software CAD, CAE și CAM utilizată pe scară largă în industrii precum:
- industria auto,
- industria aerospațială,
- producția de echipamente industriale,
- construcții,
- alte domenii inginerești.
CATIA permite proiectarea, simularea și pregătirea proceselor de fabricație într-un mediu digital integrat.
SOLIDWORKS este o soluție puternică și ușor de utilizat, pentru dezvoltarea produselor în format 2D și 3D, destinată companiilor de toate dimensiunile.
Beneficiile sale includ:
- modelarea parametrică intuitivă,
- dezvoltarea rapidă a conceptelor,
- colaborarea eficientă între echipe,
- reducerea timpului de proiectare.
• SIMULIA
SIMULIA reprezintă o soluție CAE avansată, care permite simularea și evaluarea cu precizie a:
- performanței produselor,
- fiabilității,
- siguranței,
- comportamentului în condiții reale de funcționare.
Prin simulările virtuale, SIMULIA ajută companiile să identifice problemele înainte de realizarea prototipurilor fizice.
O soluție CAD 2D și 3D utilizată pentru:
- crearea desenelor tehnice,
- editarea fișierelor DWG și DXF,
- revizuirea și adnotarea documentației tehnice.
Constituie o opțiune populară pentru proiectanții care lucrează intensiv cu documentație CAD standard.
O platformă de inovare și colaborare, care găzduiește instrumente CAD, CAE și CAM într-un singur mediu digital.
Platforma oferă:
- un spațiu de lucru colaborativ pentru toate părțile implicate,
- gestionarea centralizată a datelor și proiectelor,
- trasabilitate completă a procesului de dezvoltare,
- securitate ridicată a informațiilor,
- integrarea tuturor etapelor ciclului de viață al produsului.
Concluzie
Soluțiile oferite de Dassault Systèmes permit companiilor să creeze un flux digital complet, în care:
- CAD este utilizat pentru proiectare;
- CAE este utilizat pentru simulare și validare;
- CAM este utilizat pentru fabricație;
- 3DEXPERIENCE conectează toate procesele sus-menționate într-o platformă colaborativă unificată.
Abordarea contribuie la dezvoltarea unor produse mai inovatoare, reducerea costurilor, accelerarea timpului de lansare pe piață și îmbunătățirea calității produsului final.
Dacă vă sunt utile articolele noastre, nu ezitați să vă abonați la newsletter.