DISEÑO CAD Y CAM

Integrantes:

Alexandra LoaizaMassiel IturriaFiorella RoggeroEduardo Salvador

Temas a tratar…Diseño CAD Aplicaciones del Diseño CADDiseño CAMAplicaciones del Diseño CAMDiseño de PrototiposConclusionesPreguntas

DISEÑO CAD

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.

Definición:CAD

omputeridedesign

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.

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.

Ventajas

Desarrollo de productos

rápido y eficaz

Habilidad para análisis espaciales complejos.

Consultas espaciales: longitud,

latitud y otra información.

Los datos están en formato digital.

Datos reales en tiempo

real, manipulado

para necesidades específicas.

Velocidad en la

manipulación y

recuperación de datos.

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.

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

APLICACIONES DEL DISEÑO CAD

¿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.

Las características de los sistemas CAD/CAM son aprovechadas por los diseñadores, ingenieros y fabricantes para adaptarlas a las necesidades específicas de sus situaciones.

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)

Wireframe Superficie

sSólidos

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.

APLICACIONES DE LOS SISTEMAS CAD:

Diseño de circuitos integrados

o Se logra la obtención de circuitos con las características deseadas.

o Asegura la completa ausencia de errores.o Minimiza el tiempo de diseño.o Disminución de costos.o Sincronización con la tecnología existente.

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.

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.

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.

Industria del automóvil

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 IndustrialEl 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 CivilCon 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.

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,).

Diseño arquitectónico

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).

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.

Utilizar distintos colores para cada superficie.

Eliminar automáticamente líneas y superficiesocultas.

Rotar o trasladar la pieza.

Obtener cualquier tipo de secciones, dibujando

plantas y alzados automáticamente

Calcular el volumen, superficie, centro de gravedad,Inercia, etc., de cada pieza, casi instantáneamente.

Cadauna de estas operaciones suponían gran cantidad

detiempo, mientras que con el sistema CAD se

realizan conSólo alterar un parámetro o elegir una determinada

opciónen un menú.

Para que sirve los sitemas CAD ?Como el sistema CAD es aplicado en la

aeronauticaQue significa el termino wireframemencione 5 industrias donde utilizamos

sitemas CADExplique la fase de análisis y optimización del

diseño

DISEÑO CAM

DEFINICIONUna 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.

omputeridedanufacturing

CAM

El sistema CAM también se encarga de simular el Recorrido físico de cada herramienta, con el fin deprevenir posibles interferencias entre herramientas ymateriales.

Funciones

CONTROL NUMÉRICO

PROGRAMACIÓN DE ROBOTS

SIMULACIÓN MECANIZADO

DETECCIÓN COLISIONES

FUNCIONESCONTROL NUMÉRICO. TECNOLOGÍA QUE USAINSTRUCCIONES PROGRAMADAS PARA CONTROLARMÁQUINAS HERRAMIENTA QUE CORTAN, DOBLAN,PERFORAN O TRANSFORMAN UNA MATERIA PRIMA EN UN PRODUCTO TERMINADO.- PROGRAMACIÓN DE ROBOTS.

OTRAS FUNCIONES:- SIMULACIÓN MECANIZADO.- DETECCIÓN COLISIONES.

EL PROCESO CAM

HERRAMIENTAS CAM PARA EL PROCESO DE

FABRICACIÓN

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

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

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.

CAD/CAM EN EL PROCESO DE DISEÑO Y FABRICACIÓN

CICLO DE PRODUCTO:

COMPONENTES DEL CAD/CAM

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.

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.

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.

¿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.

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.

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.

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.

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.

Fabricación rápida de prototipos

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.

Stereolitografía (SLA).

Stereolitografía (SLA).

Stereolitografía (SLA).

3D Systems iPro™ 9000 SLA® Center

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.

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.

Sinterización selectiva por medio de láser (SLS)

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.

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.

Modelización por deposición en estado líquido.

Sistemas de impresión en 3DConsiste 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.

Sistemas de impresión en 3D

Sistemas de impresión en 3D

ZCorporation 450 3D printer

Features

Color: 180,000 colors (2 print heads)Resolution: 300 x 450 dpiMinimum 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 CompositeLayer Thickness: 0.0035 - 0.004 inches (0.089 - 0.102 mm)Number of Jets: 604

Preguntas:1. Que es CAD2. Cuales son las ventajas de los software CAD3. Que tipos de software CAD conoces?4. Para que sirve los sitemas cad ?5. Como el sistema cad es aplicado en la aeronáutica6. Que significa el termino wireframe7. mencione 5 industrias donde utilizamos sitemas cad8. Explique la fase de análisis y optimización del diseño9. ¿Cuáles son las ventajas del Diseño Cam?10. ¿Cuáles son sus funciones?11. Es posible abaratar costos gracias al Diseño Cam ¿Por

qué?12. ¿Cuales son los tres primeros componentes del diseño

cam?13. ¿Qué son Prototipos?14. ¿Por qué un Prototipo?15. Mencione 3 técnicas de fabricación rápida de prototipos?16. ¿Qué es Stereolitografia?17. ¿En que consiste el Sistema de Impresión 3D?