CACC Administração de Materiais e Logística 2015

CAD, CAE e CAM: qual a diferença?

O que é CAD ? O que é o CAE ? O que é CAM ? O que são esses softwares e

como se diferenciam um do outro?

O primeiro passo é saber o significado das duas primeiras letras em comum em

cada sigla – o “CA” é a abreviação do termo Computer-Aided (assistido por

computador), o que significa que os três sistemas foram criados para ajudar o

usuário a alcançar o seu objetivo da forma mais rápida possível, usando o

poder dos computadores para processamento. Em CAD, a última abreviação

vem do termo Design (desenho, planta), para o CAE – Engineering

(engenharia) e para o CAM – Manufacturing (manufatura). Cada programa

tem um foco de atuação e um propósito, este artigo irá abordar os três

sistemas de forma mais detalhada e mostrar a aplicação de cada um.

O CAD (Computer-Aided Design)

Um programa CAD é uma tecnologia computadorizada com foco no desenho

do produto e na documentação da fase de projeto, durante o processo de

engenharia. O CAD pode facilitar o processo de manufatura, transferindo

diagramas detalhados dos materiais utilizados nos produtos, processos,

tolerâncias e dimensionamentos. Isso pode ser usado tanto para produção do

2D e 3D, possibilitando a rotação em qualquer ângulo para todas as vistas,

quanto para a vista de dentro para fora. Computer-Aided Design tem como

definição o uso de sistemas de computador para auxiliar na criação,

modificação e otimização de projetos, e os programas CAD modernos podem

oferecer melhorias significativas, como:

1. Aumento na produtividade do Engenheiro

2. Aumento de qualidade nos projetos

3. Melhoria nas comunicações através da documentação

4. Criação de Banco de Dados para Manufatura

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Os projetos em CAD são geralmente exportados sob o formato de arquivos

para impressão, usinagem, ou outras operações de fabricação.

A maioria dos programas CAD para desenhos mecânicos usa tanto gráficos

vetoriais para objetos, como podem produzir gráficos de varredura, mostrando

a aparência geral dos objetos desenhados. No entanto, softwares de

engenharia exigem mais do que apenas formas. Como no desenho manual ou

nos desenhos técnicos de engenharia, os programas mais modernos devem

transmitir informações, tais como – materiais, processos, dimensões e

tolerâncias, de acordo com as convenções específicas para cada aplicação.

O CAD vem sendo uma importante ferramenta industrial, amplamente utilizado

em diversas aplicações, incluindo as indústrias automotiva, de construção

naval e aeroespacial, na arquitetura, projetos de próteses, e outras tantas.

Também é bastante utilizado para produção de animações por computador,

para efeitos especiais em filmes, publicidade e manuais técnicos, muitas vezes

chamado de DCC (criação de conteúdo digital). Tem sido também uma

importante força motriz para a investigação em geometria computacional,

computação gráfica, e geometria discreta.

Modernos programas CAD: aplicações

Além de ser uma das muitas ferramentas utilizadas por engenheiros e

projetistas, com aplicações diversas também em variadas profissões, o CAD é

uma parte de toda a atividade Digital de Desenvolvimento de Produto (DPD),

dentro do processo de Product Lifecycle Management (PLM). São utilizados

de forma integrada com outras ferramentas, que podem ser módulos

integrados ou produtos autônomos, tais como:

1 Engenharia Assistida por Computador (CAE)

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2 Manufatura Assistida por Computador (CAM)

3 Renderização (É o processo pelo qual pode-se obter o produto final de um

processamento digital qualquer.)

4 Gestão de Documentos e Controle de Revisão usando Product Data

Management (PDM)

O CAD prova ser útil para engenheiros basicamente por meio de quatro

principais propriedades:

1 Histórico

2 Especificação

3 Parametrização

4 Restrições de Alto Nível

O histórico de construção pode ser usado para consultar as especificações do

modelo. Parâmetros e restrições podem ser usados para determinar o

tamanho, a forma e outras propriedades dos diferentes elementos de

modelagem.

Quem usa o Desenho Assistido por Computador

Uma pequena lista de profissionais que provavelmente utilizam o CAD em seus

trabalhos:

Arquitetos

Engenheiros Civis

Engenheiros Eletricistas

Engenheiros Mecânicos

Engenheiros de Produção

Engenheiros Estruturais

Engenheiros Acústicos

Designers

Gestão de Facilidades

Vistoriadores

Esta lista vai longe. O Computer-Aided Design é usado em muitas indústrias -

de aeroespacial, automotivo, têxteis, eletrônicos e muito mais. Permite que as

empresas explorem ideias modeladas antes da prototipagem física ser

implementada.

O CAE (Computer-Aided Engineering)

É o amplo uso de programas de computador para auxiliar nas tarefas de

análise de engenharia. Programas para Engenharia incluem a análise de

elementos finitos (FEA), dinâmica computacional de fluidos (CFD), dinâmica de

multicorpos (MDB) e otimização. Softwares de engenharia desenvolvidos para

apoiar essas atividades são considerados ferramentas CAE e estão sendo

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usados, por exemplo, para analisar a robustez e o desempenho de

componentes e conjuntos. O termo engloba simulação, validação e otimização

de produtos e ferramentas de fabricação. No futuro, os sistemas CAE serão os

principais provedores de informação para ajudar as equipes de projeto nas

tomadas de decisões.

CAE - rede de nós

No que diz respeito às redes de informação, sistemas CAE são considerados

individualmente um único nó em uma grande rede de informação e cada nó

pode interagir com outro na mesma rede. Estes nós desempenham um papel

no método dos elementos finitos, que utiliza uma geometria de modelo

existente para construir uma rede de nós ao longo de todo o modelo, que é

então utilizado para determinar a forma como o modelo irá funcionar, baseado

no parâmetro de entrada que a parte real iria experimentar, no mundo real. Os

seguintes parâmetros são normalmente utilizados em engenharia mecânica

para simulações CAE:

1 Temperatura

2 Pressão

3 Interações entre componentes

4 Forças Aplicadas

A maioria dos parâmetros usados para a simulação são baseados no ambiente

e nas interações que o modelo poderá sofrer durante a operação. São então

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inseridos no software CAE como uma maneira de verificar se a parte poderia,

teoricamente, controlar as restrições do projeto.

Sistemas CAE podem fornecer suporte às empresas. Isto é possível através do

uso de arquiteturas de referência e sua capacidade de colocar pontos de vista

de informação sobre o processo de negócio. Arquitetura de referência é a base

do modelo de informação, em especial os modelos de produtos e manufatura.

Áreas CAE abrangidas:

1 Análise de tensão na montagem de componentes usando FEA

2 Análise Térmica e do Fluxo de Fluidos usando CFD

3 Dinâmica de Multicorpos (MBD) e Cinemática

4 Ferramentas de análise para simulação de processos nos Processos de

Fabricação

5 Otimização da documentação do processo

6 Otimização de desenvolvimento de produto

7 Verificação de inconformidades inteligente

8 Análise de segurança nas montagens

Em geral, há três fases em quaisquer tarefas de engenharia assistida por

computador:

1 Pré-tratamento: definir o modelo e fatores ambientais a ser aplicado.

2 Análise para resolução de problemas

3 Pós-processamento de resultados

Principais softwares para engenharia: Abaqus , Ansys , MSC Adams Car, e

outros tantos. Simples modelos de programas CAD podem ser exportados para

programas de engenharia para análises do protótipo virtual.

O CAM (Computer-Aided Manufacturing)

A manufatura assistida por computador consiste no uso de um software para

controlar ferramentas de máquinas e equipamento relacionado ao processo de

fabricação. Não é tecnicamente considerado um sistema de programas de

software de engenharia, mas sim voltado para as máquinas na fabricação.

CAM também pode referir-se a utilização de um computador para ajudar em

todas as operações de uma planta de fabricação, incluindo planejamento,

gestão, transporte e armazenamento. Seu objetivo principal é criar um

processo mais rápido de produção e componentes e ferramentas com

dimensões mais precisas e consistência material. CAM é um processo

assistido por computador subsequente ao CAD e, por vezes, posterior à

engenharia assistida por computador (CAE) - como um modelo gerado em

CAD, verificado em CAE e gerando a entrada para o software CAM , que

controla máquina-ferramenta.

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O CAM usado em CNC

Computer-Aided Manufacturing é o código de software por trás das máquinas

que fabricam os produtos. Máquinas controladas por computadores

numéricos são os dispositivos que utilizam o código CAM para a

fabricação dos produtos. Máquinas CNC incluem:

Fresadoras

Tornos

Gravadoras

Lixadeiras

Soldadoras

Eletroerosão ou manufatura por descarga elétrica

Tudo o que seria necessário ser feito por um operador com máquinas

convencionais é programável com máquinas CNC. O CAM fornece instruções

passo-a-passo que as máquinas irão seguir para concluir a fabricação do

produto. Antes do software, o operador tinha de digitar manualmente o código

antes de implementar o programa e essa entrada manual pode ser trabalhosa,

com base na complexidade do produto final. O CAM faz isso se tornar mais

simples através de um software inteligente para desenvolver o código baseado

na plataforma (Graphical User Interface - GUI). Isso fez com que o código de

fabricação se tornasse fácil de produzir, com pouco mais de um clique no

processo desejado, gerando o código para a máquina CNC.

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Como CAD , CAE e CAM trabalham em conjunto

Um programa CAD é necessário tanto na fabricação - CAM, como nos

softwares de engenharia - CAE, pois ambos os sistemas exigem um modelo, a

fim de executar qualquer análise ou fabricação. O CAE requer o modelo

geométrico para determinar a rede nodal integrada a ser usada para a análise.

O CAM exige a geometria da peça para determinar as rotas das máquinas e os

cortes. Ambos requerem o CAD , mas esse pode ser usado como um sistema

independente para a engenharia de modelos virtuais. O CAD é a espinha

dorsal de qualquer CAM ou CAE e é necessário para que eles funcionem

corretamente. Os softwares atuais são ferramentas poderosas para

engenheiros e técnicos tornarem seus trabalhos diários mais fáceis e

eficientes. Usados corretamente, proporcionam o melhor benefício possível

para os indivíduos e empresas que os implementam.

E você, já usou alguma dessas plataformas de software? Se já, elas realmente

facilitaram a sua vida no trabalho?