1. TECNOLOGÍAS CAD/CAE/CAM
1.1. CAD (Diseño asistido por computadora)
Es un sistema que permite el diseño de objetos por computadora, presentando múltiples ventajas como la interactividad y facilidad de crear nuevos diseños, la posibilidad de simular el comportamiento del modelo antes de la construcción del prototipo, modificando, si es necesario, sus parámetros; la generación de planos con todo tipo de vistas, detalles y secciones, y la posibilidad de conexión con un sistema de fabricación asistida por computadora para la mecanización automática de un prototipo.
También permite el diseño de objetos tridimensionales como diseño de piezas mecánicas, diseño de obras civiles, arquitectura, urbanismo, etc.
1.2. CAE (Ingeniería asistida por computadora)
El modelo geométrico de un producto es el elemento central dentro del concepto de la CAE y consiste en la representación del mismo en la memoria de la computadora. Todos los demás elementos de la CAE utilizan esta descripción geométrica como punto de partida. Ejemplo, el contorno de la pieza puede emplearse para determinar el paso de la herramienta al mecanizarse mediante un sistema de control numérico.
1.3. CAM (Fabricación asistida por computadora)
Es un sistema que permite usar computadoras en el proceso de control de fabricación industrial, buscando su automatización.
En un sistema moderno, la automatización abarca el proceso de transporte, almacenamiento, mecanizado o conformado, montaje y expedición del producto.
1.4. Relaciones entre CAD/CAM, CIM, CAE, CAL/CAI
Existe entre algunos científicos la tendencia a la clasificación de disciplinas de la ciencia en conjuntos disjuntos.
Éste podría ser el caso de los sistemas CAD/CAM. En cambio, la realidad es muy distinta de esas clasificaciones conceptuales. Por ejemplo, hoy en día, es difícil poder realizar procedimientos de CAD/ CAM sin apoyarse en otras disciplinas como la PIS (sistema de información gráfica), la CAS (simulación asistida por computadora), la computación gráfica, los diseños de sólidos en tres dimensiones (3D para el área de los CAD), los FIVIS (sistemas de fabricación flexibles), el control numérico (NC), el FA (automatización total) o el AM (fabricación autónoma) para el área del CAM. Sin embargo, siguiendo esa normativa, ya aceptada, se pretende analizar diferentes sistemas ayudados por computadora, necesarios para poder desarrollar CAD/CAM, CIM, CAE, CAL/CAI, dividiendo sus disciplinas de soporte en áreas concretas.
1.5. Relaciones entre CAD Y CAM
El diseño asistido por computadora (CAD) y la fabricación asistida por computadora (CAM) constituyen dos técnicas que, aunque diferentes, han estado, estrechamente relacionadas desde su aparición. Sin embargo, su evolución no ha logrado ser lo suficiente convergente para que la comunicación entre ambos procesos alcance los niveles mínimos deseables.
Sin embargo, el futuro del CAD y del CAM depende mucho de los logros en la capacidad entre ambos procesos.
1.6. La fabricación del futuro
Una fábrica del futuro con una integración completa mediante computadora consistirá en subsistemas modulares, controlados por computadoras que estarán interconectadas constituyendo un sistema de cálculo distribuido.
Parece evidente que los papeles del personal involucrado en el diseño, planificación de la producción, ingeniería de fabricación, y otras funciones asociadas se verán modificados respecto a la situación actual en la fábrica del futuro. La aplicación de la tecnología CIM facilitará enormemente el diseño y desarrollo de nuevos productos e implicará la necesidad de elevar el nivel de los operarios. Como consecuencia de esto, la separación entre diseño y fabricación comenzará a disminuir.
II. APLICACIONES GENERALES DE LOS SISTEMAS CAD/CAE/CAM
APLICACIONES CADICAM EN CAMPOS ESPECÍFICOS
2.1. Diseño de circuitos integrados
El auge y avance en la microelectrónica está íntimamente ligado al CAD, donde el paso más importante es el diseño y la experimentación.
El CAD colabora no sólo en el diseño, sino en el mejoramiento continuo del proceso de fabricación, donde interviene reduciendo horas-hombres y costos.
Otro aspecto importante del CAD es la verificación de los circuitos integrados diseñados y fabricados cuya complejidad aumenta constantemente, donde podemos resumir que:
• Se logra la obtención de circuitos con las características deseadas.
•Asegura la completa ausencia de errores.
•Minimiza el tiempo de diseño.
•Disminución de costos.
•Sincronización con la tecnología existente.
2.2. Diseño de circuitos electrónicos
Las constantes innovaciones tecnológicas procesan la reducción de la vida útil de los productos electrónicos, por lo que el fabricante debe enfrentarse al reto de producir productos cada vez más complejos en el menor tiempo y con bajo costo posible. Esto se puede lograr gracias a la ayuda de la computadora, tanto en la creación y diseño como en la automatización de la producción.
En todo este proceso, desde el diseño hasta la fabricación, se encuentran realizados los sistemas CADI CAM/CAE, la finalidad del CAE es ayudar al ingeniero de diseño en todas las etapas del desarrollo del producto, englobando los conceptos CAD/CAM/CAE.
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.
2.3. Industria Aeronáutica
Una de las primeras industrias en asimilar las técnicas y tecnologías que ofrece el CAD/CAM es sin duda la aeronáutica, la que precisa de una ingeniería compleja, métodos de fabricación exactos y altas inversiones.
La industria aeronáutica es una de las más receptivas de la tecnología CAD/CAM, sobre todo en la aplicación para los proyectos aerospaciales, donde se requiere el desarrollo de superficies complejas,
Hoy en día es prácticamente impensable desarrollar un proyecto de avión, sin la utilización de las importantísimas técnicas CAD/CAM.
Puede decirse que la industria Aerospacial ha sido una de las pioneras en el empleo de las técnicas y tecnologías que hoy englobamos bajo las siglas CAD/CAM, a cuyo desarrollo ha contribuido de forma muy activa. Una de las herramientas adoptadas sin vacilaciones por la industria aeronáutica, y quizá la más significativa de los últimos 35 años, ha sido la computadora, cuya contribución a la realización de trabajos de ingeniería representó, en su día, un salto cuantitativo y cualitativo al menos un orden de magnitud superior respecto a los procedimientos que subsistía.
2.4. Industria del automóvil
Si bien es cierto que la tecnología CAD/CAM es aplicable a todas las industrias, no es menos cierto que la industria automotriz necesita de manera imperativa la aplicación de esta tecnología, dadas sus características de gran variedad de productos, alto volumen de producción, su competitividad y su agresividad para llegar al usuario final en las mejores condiciones de calidad y precio.
La industria automotriz hace de la utilización del CAD/CAM una de sus principales herramientas debido a que tiene que afrontar:
•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.
2.5. Industria posada
La industria pesada se caracteriza por producir equipos de grandes dimensiones y grandes pesos, complejos y en cantidades reducidas, y muchos son productos unitarios y no repetitivos.
En atención a las características mencionadas se hace imprescindible el uso de la tecnología CAD, si se quiere reducir drásticamente el tiempo de diseño y el costo de producción de un prototipo en el que se puedan efectuar pruebas de suficiencia.
La reducción del ciclo de vida de muchos productos hace que cada vez se disponga de menos tiempo para el desarrollo de los mismos, complicando el hecho de su complejidad creciente, las exigencias de calidad y las garantías exigibles de seguridad.
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.
2.6. Diseño Industrial
Las políticas industriales en los países desarrollados del mundo inciden mucho en la tecnología y el diseño industrial. Ambos conceptos influyen grandemente en la industria en general, pues hacen que el producto final se acerque cada vez más a las exigencias del usuario, llegando al mercado en las mejores condiciones de calidad y precio y sobre todo en el momento oportuno, lo que hace que la industria crezca en competitividad.
El 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.El diseño utiliza recursos disponibles en cada situación, estos recursos son la tecnología CAD/CAM/CAE.
2.7. Ingeniería Civil
Existen numerosas aplicaciones en la Ingeniería Civil, pero donde alcanza mayor importancia es en el diseño estructural y en el análisis del cálculo.
Es difícil englobar en un solo contexto los numerosos campos de conocimientos que se suelen incluir en esta rama técnica, por lo que basaremos la exposición en el diseño estructural, con 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.
La aplicación del CAD a problemas de la Ingeniería Civil está hoy en día ampliamente extendida. Es evidente que, en la situación actual de la técnica, este desarrollo puede preverse rápidamente y en poco tiempo nos encontraremos en disposición de utilizar técnicas automáticas para sustituir el tiempo del proyectista, el que podrá ser empleado en aquello que nunca se automatizará: el libre ejercicio de la imaginación creadora.
2.8. Diseño arquitectónico
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,).
La realidad es muy compleja por la gran variedad de posibilidades constructivas y provoca constantes reajustes del proyecto. Sin embargo, la creciente complejidad en la tecnología de la construcción hace que dentro de un proyecto arquitectónico subsistan varios subproyectos tecnológicos. El CAD permite, entonces, al profesional una concepción geométrica, un contenido constructivo y la elaboración de la documentación (planos) acorde a la necesidad del proyecto objetivo.
BIBLIOGRAFÍA:
