HERRAMIENTAS DE DISEÑO ASISTIDO POR ORDENADOR: CAD

El término CAD (Computer Aided Design o Diseño Asistido por Ordenador) hace referencia a una herramienta software que, mediante el uso del ordenador, permite crear, modificar, analizar y optimizar planos y modelos en dos y tres dimensiones, y manipular de una manera fácil elementos geométricos sencillos. Se trata de herramientas que van más allá del concepto de “dibujo” o representación gráfica. De hecho, hoy en día se encuentran totalmente integrado con aplicaciones CAM y CAE.

El concepto de Dibujo Asistido por Ordenador nace en los años 50 cuando el ejército de Estados Unidos desarrolla los primeros trazadores gráficos, los cuáles podían representar dibujos realizados con un ordenador. Paralelamente, el MIT (Massachusets Institute of Technology) presentaba lo que sería el primer software de CAD, que permitía dibujar mediante puntos en un ordenador.

Centrándose en la situación actual, los cambios continuos que tienen lugar durante el proceso de diseño, desde la primera idea hasta el producto final, hacen necesaria una herramienta que de un modo sencillo y rápido, permita realizar cambios tanto en los planos, como en los modelos, bases de datos de materiales y utillaje, etc.

Puntos clave en la elección de un software de CAD

Actualmente, es posible encontrar en el mercado una gran variedad de productos, cubriendo cada uno de ellos un determinado tipo de necesidad. Es importante analizar profundamente los requisitos necesarios y posteriormente seleccionar el producto que más se adapte a ellos. 

A continuación, se enumeran algunas de las consideraciones a tener en cuenta a la hora de decidirse por un software u otro:

• Evaluación de nuestras necesidades 
• Evaluación de las necesidades de nuestros proveedores 
• Evaluación de las necesidades de nuestros clientes 
• Buena comunicación con otros programas de CAD, CAM CAE 
• Tipo de asistencia técnica (cursos de formación, actualización de nuevas versiones, etc.) 
• Situación actual de este software en el mercado (ver si es muy utilizado o por el contrario se encuentra poco extendido) 
• Tipos de módulos que posee

Tipos de software de CAD 

Dada la gran variedad de programas de CAD existentes en el mercado, es posible agruparlos en las siguientes categorías: 

• 2D 
• 2D / 3D 
• 3D gama media 
• 3D gama alta 

• En el primero de los grupos se encuentran los programas pensados para trabajar únicamente en dos dimensiones, razón por la cual son los más sencillos de utilizar, pero también los de menores prestaciones. Su función es facilitar el trabajo manual aportando herramientas de dibujo bajo un soporte informático. 
• El siguiente nivel es el que se corresponde con los programas 2D / 3D. Están pensados para trabajar habitualmente en dos dimensiones, aunque presentan la posibilidad del paso a 3D. Al no estar pensados para trabajar inicialmente en 3D, el dibujo en tres dimensiones se ve penalizado con respecto a otros programas de gama más alta. 
• El conjunto de programas CAD 3D de gama media está formado por aplicaciones diseñadas para dibujar directamente en tres dimensiones bajo el interfaz de Windows, lo que hace que el entorno de trabajo sea más familiar para el usuario. Normalmente son programas muy intuitivos y fáciles de manejar. 
• Por último, cabe mencionar los programas 3D avanzados, con aplicaciones más potentes que los anteriores. La mayoría de ellos funcionan en estaciones de trabajo (ordenadores con una capacidad de cálculo superior a la de un ordenador personal, y mayor velocidad), aunque en algunos casos y en las versiones más recientes pueden funcionar bajo Windows en un PC. 
• Con ellos es posible trabajar superficies avanzadas y sólidos complejos con herramientas y opciones que no poseen los CAD de gama media. Disponen además de gran cantidad de módulos CAE integrados. Son sin duda los programas más potentes y completos, pero por otro lado cabe indicar que su facilidad de manejo es menor que la de los programas 3D medios.

Campos de aplicación 

Los sistemas CAD actúan en los campos de diseño mecánico, estructural, arquitectura e ingeniería civil, sistemas de información cartográfica y geográfica, industrial, de instalaciones, etc. Los tres campos clásicos de aplicación son los siguientes: 

• Diseño industrial: El diseño industrial es el campo típico de aplicación, y en el que se comercializan más aplicaciones. Se utilizan modelos tridimensionales, con los que se realizan cálculos y simulaciones mecánicas. La naturaleza de las simulaciones depende del tipo de elemento a diseñar. En el diseño de vehículos es normal simular el comportamiento aerodinámico; en el diseño de piezas mecánicas se puede estudiar su flexión, o la colisión entre dos partes móviles. Entre las aplicaciones comerciales de tipo general cabe destacar CATIA (IBM), IDEAS (SDRC) y PRO/ENGINEER (PTC). 
• Ingeniería civil: En ingeniería civil podemos encontrar aplicaciones 2D, especialmente en arquitectura, y aplicaciones 3D. Las simulaciones realizadas suelen estar relacionadas con el estudio de la resistencia y la carga del elemento.
• Diseño de hardware: En diseño de hardware podemos encontrar desde aplicaciones para el diseño de placas de circuitos impresos hasta aplicaciones para el diseño de circuitos, incluyendo circuitos integrados. Este último campo es fundamental para la realización de simulaciones del comportamiento eléctrico del circuito que se está diseñando. Muchas de estas aplicaciones son 2D, e incluyen conexión con un sistema CAM. Es posible encontrar en el mercado aplicaciones específicas para un campo concreto junto con aplicaciones de tipo general. Se trata básicamente de editores de modelos geométricos, sobre los que se pueden acoplar módulos de simulación o cálculo específicos para un campo concreto. Este último es el caso de AUTOCAD, 3D-Studio y MICROSTATION.

Ventajas 

Como se ha visto, los sistemas CAD aportan soluciones que mejoran el proceso de diseño, dotándolo de grandes beneficios, entre los que se puede citar: 

• Posibilidad de corregir errores en fase de diseño 
• Ahorro de tiempo y aumento de la productividad ante las posibles modificaciones de mejora de la pieza 
• Facilidad de uso de la herramienta, respecto a los sistemas de dibujo tradicionales 
• Mayor calidad y precisión en los productos, mejorando la imagen de la empresa y aumentando la cartera de clientes 
• Mejora de la comunicación con el equipo de trabajo y con los clientes y la presentación del producto 
• Disminución de costes y elevado retorno de la inversión 

Además de todos estos beneficios, existen numerosas razones por las que utilizar herramientas CAD para el diseño, es decir, para pasar de la mesa de dibujo (trabajo manual) a la pantalla de un ordenador. Entre ellos, se puede citar: 

• Velocidad: dibujar planos se hace más rápido por ordenador 
• No repetición: partes del diseño pueden ser copiadas, movidas o reflejadas en otra localización
• Gran precisión: detalles en miniatura pueden ser dibujados 
• Facilidad para borrar o modificar partes del diseño 
• Acotado rápido y preciso 
• Los planos pueden ser imprimidos en cualquier escala 
• El texto se introduce mejor 
• Escenas reales pueden ser representadas en 3D