A számítógéppel segített tervezés (CAD) forradalmasította a mérnöki és tervezési folyamatokat. A CAD rendszerek a számítógépes eszközök széles skáláját foglalják magukban, melyek célja a tervezési szakemberek munkájának megkönnyítése. A kezdeti 2D (síkbeli) vektor-grafikus rajzoló programoktól a komplex 3D (térbeli) parametrikus felület- és szilárdtest modellező rendszerekig a CAD megoldások ma már rendkívül sokrétűek.
A CAD rendszereket elsősorban gyártmányok tervezésére és fejlesztésére használják. Ezek a termékek lehetnek közvetlenül végfelhasználók számára készülők, vagy más termékek előállításához szükséges közbenső komponensek. Emellett a CAD széles körben alkalmazható gépek és szerszámok tervezésében is, melyek alkatrészek gyártására szolgálnak.
A CAD bevezetése és elterjedése az iparban jelentős mértékben egyszerűsítette a tervezési folyamatot, munkaidőt takarított meg, és drasztikusan javította a tervek minőségét. Történelmileg a hagyományos tervezési munkafolyamat egy vezető tervezőből (mérnök) és részlettervezőkből (középfokú végzettségű technikusok) állt, míg a ceruzával megrajzolt terveket műszaki rajzolók vitték végleges, fénymásolható formába tussal. A CAD rendszerek, különösen a 2D rajzolóprogramok, ezen a területen is változást hoztak, feleslegessé téve a műszaki rajzolók korábbi szerepét.
A CAD programok fejlődése
Történelmileg az első CAD szoftverek 2D rajzolóprogramok voltak, melyek lényegében egy intelligens digitális rajztábla funkcióját töltötték be. Az AutoCAD, mint a világ legelterjedtebb CAD szoftvere, kiváló példa erre a kategóriára, és ma is létjogosultsága van, mivel lehetővé teszi a különböző szakmák számára a használatát.
A 2D rendszerek uralták a piacot az elmúlt 20 évben, míg fel nem nőttek a 3D alaksajátosság alapú modellezők. A modern 3D CAD programok lehetővé teszik az alkatrészek tervezését szabad formájú felület, szilárdtest vagy hibrid modellek segítségével. Ezekből az egyedi részmodellekből állítják össze a végső terméket egy 3D reprezentációban, ami az "alulról felfelé" tervezés módszere. Az összeállításokon ütközésvizsgálat, kinematikai és dinamikai analízis, valamint végeselemes analízis (FEA) is végrehajtható a szilárdság, dinamika, termikus és áramlástani viszonyok ellenőrzésére.
Az elmúlt években kifejlesztett módszerek és technológiák lehetővé tették a "felülről lefelé" tervezés megvalósítását is. Ez a megközelítés egy vázlatos diszpozícióból indul ki, melyből fokozatosan egyre részletdúsabb terveket alakít ki a tervező, egészen a teljes részletességű műszaki dokumentációig.
A 3D modelleket általában 2D műszaki rajzok automatikus vagy félautomatikus generálásához használják. Egyes esetekben azonban a technológiai terv, például CNC programok, közvetlenül a 3D modellből készülhet CAM szoftver segítségével, a műszaki rajz közbeiktatása nélkül. A grafikai alapú kimenet kiválóan alkalmas koncepcionális tervezésre, fontos jellemzők ellenőrzésére és részletes dokumentáció készítésére.
A CAD úttörői és mérföldkövei
A számítógépes tervezés gyökerei az 1960-as évekig nyúlnak vissza, amikor a repülőgép- és autóipar úttörő szerepet játszott a 3D felülettervezés és az NC technológia terén. Bár ezek a korai próbálkozások nem voltak közvetlen kapcsolatban egymással, megalapozták a későbbi fejlődést.
A görbék matematikai leírására irányuló első lépéseket már az 1940-es évek elején megtették, de a legértékesebb munkákat Pierre Bezier, Paul de Casteljau és mások végezték az 1960-as években, akik a polinomokkal leírható görbékről és szoborfelületekről szóló kutatásokat végeztek.
A CAD rendszerek fejlődésében fordulópontot jelentett az Ivan Sutherland által a MIT-ben kifejlesztett SKETCHPAD rendszer. Ez volt az első olyan rendszer, amely lehetővé tette a tervező számára a grafikus rendszerrel való közvetlen interakciót, katódsugárcső és fényceruza segítségével.
Az első kereskedelmi CAD rendszereket a nagy cégek fejlesztették a gépkocsi, repülőgép és elektronikai iparban, mivel csak ők engedhették meg maguknak a szükséges nagy teljesítményű számítógépeket. Figyelemre méltó projekt volt a General Motorsnál Dr. Patrick J. Hanratty vezetésével végzett munka.
Ahogy a számítógépek egyre olcsóbbak és könnyebben kezelhetők lettek, a CAD alkalmazása szinte minden mérnöki tervezési területen elterjedt. A személyi számítógépek megjelenése fontos lépés volt ebben a folyamatban. 1981-ben jelentek meg a szilárdtest modellező programok, mint a Romulus és az Uni-Solid, valamint a Dassault CATIA felület-modellezője. Az Autodesk 1982-es megalapítása és az AutoCAD 2D rajzolóprogram kiadása is jelentős mérföldkő volt. Az 1988-ban megjelent Pro/Engineer pedig az alaksajátosság alapú modellezés bevezetésével új korszakot nyitott. Az 1990-es évek elején megjelent B-rep szilárdtest modellező matematikai programcsomagok, mint a Parasolid és az ACIS, tovább bővítették a CAD rendszerek képességeit.
A számítógépes rajzoló programok kizárólag a műszaki rajz kivitelezésére alkalmasak, és egyszerűen kiválthatják a hagyományos rajztáblát. Ezeknek a programoknak a bemenete az előzetes számítások eredménye, korábban elkészített részletrajzok, térképek, fotók vagy a tervező szabadkézi vázlatai lehetnek.
tags: #export #archicadbol #sketchupba