CAD, CAE, CAM uitgelegd: Belangrijkste verschillen en hoe ze samenwerken

Wat is CAD? Wat is CAE? Wat is CAM? Wat zijn deze softwarepakketten en hoe verschillen ze van elkaar? Het eerste om te weten over al deze drie systemen is de eerste twee letters in elke afkorting. "CA" staat voor Computer-Aided, wat betekent dat alle drie systemen zijn gemaakt om de gebruiker te helpen zijn doel sneller te bereiken door de kracht van computers te gebruiken voor verwerking. De laatste letter voor CAD is Design, voor CAE is Engineering, en voor CAM is Manufacturing. Dit zijn engineering- en productiesoftwareprogramma's. Elk heeft zijn eigen doel. Het artikel duikt in een hoog-niveau overzicht van alle drie systemen en hoe ze worden gebruikt en hun algehele doel.

Computer-Aided Design Overzicht

Een CAD-programma is een computertechnologie die een product ontwerpt en de ontwerpfase van het engineeringproces documenteert. CAD kan het productieproces vergemakkelijken door gedetailleerde diagrammen van productmaterialen, processen, toleranties en afmetingen over te dragen. Het kan gebruikt worden om 2D- of 3D-diagrammen te produceren, die vervolgens geroteerd kunnen worden om van elke hoek bekeken te worden, zelfs van binnenuit.

Computer-Aided Design is het gebruik van computersystemen om te helpen bij het creëren, wijzigen en optimaliseren van ontwerp. Dit wordt vaak beschouwd als een engineeringsoftwareprogramma.

Probeer de wereldwijde toonaangevende E-CAE E3.series tool met technische trainingscursussen NU!

Klik op de banner hieronder:

Moderne CAD-programma's kunnen het volgende verbeteren:

1. Verhoog de productiviteit van de ingenieur
2. Verbeter de kwaliteit van het ontwerp
3. Verbeter communicatie door documentatie
4. Creëer een database voor productie

CAD-output is vaak in de vorm van elektronische bestanden voor printen, bewerken of andere productieoperaties.

Moderne CAD-programma's voor mechanisch ontwerp gebruiken ofwel vector-gebaseerde grafieken voor objecten, ofwel rastergrafieken die het algemene uiterlijk van ontwerpobjecten tonen.

Echter, engineeringsoftwareprogramma's vereisen meer dan alleen vormen. Net als bij handmatig tekenen of technische en engineeringtekeningen, moet de output van CAD-programma's informatie overbrengen, zoals materialen, processen, afmetingen en toleranties, volgens toepassingsspecifieke conventies.

CAD is een belangrijke industriële kunst die uitgebreid gebruikt wordt in veel toepassingen, waaronder auto-, scheepsbouw- en luchtvaartindustrieën, architectuur, prothesen, en nog veel meer. CAD wordt ook breed gebruikt om computeraanimaties te produceren voor speciale effecten in films, reclame en technische handleidingen, vaak DCC (digitale contentcreatie) genoemd. CAD is een grote drijfveer geweest voor onderzoek in computationele geometrie, computergrafieken en discrete geometrie.

Toepassingen van moderne CAD-programma's

Computer-Aided Design is een van de vele tools die door ingenieurs en ontwerpers worden gebruikt en op veel manieren gebruikt worden afhankelijk van het beroep van de gebruiker en het type software in kwestie. CAD is een deel van de gehele Digital Product Development (DPD) activiteit binnen de Product Lifecycle Management (PLM) processen, en als zodanig worden CAD-programma's samen gebruikt met andere tools, die ofwel geïntegreerde modules of zelfstandige producten zijn, zoals:

1. Computer-Aided Engineering (CAE)
2. Computer-Aided Manufacturing (CAM)
3. Fotorealistische rendering
4. Documentbeheer en revisiebeheer met Product Data Management (PDM)

CAD is bewezen nuttig voor ingenieurs, met vier eigenschappen:

1. Historie
2. Kenmerken
3. Parameterisatie
4. Hoog-niveau beperkingen

De bouwgeschiedenis kan gebruikt worden om terug te kijken in de persoonlijke kenmerken van het model en op een enkel gebied te werken in plaats van het hele model. Parameters en beperkingen kunnen gebruikt worden om de grootte, vorm en andere eigenschappen van de verschillende modelleringselementen te bepalen.

Wie gebruikt Computer-Aided Design

Hier is een korte lijst van mensen die waarschijnlijk CAD in hun baan zouden gebruiken.

• Architecten
• Civiele ingenieurs
• Elektrotechnici
• Faciliteitenbeheerder
• Interieurontwerpers
• Mechanische ingenieurs
• Constructieve ingenieurs
• Landmeters
• Productieingenieurs
• Akustische ingenieurs
• Brandbeschermingsingenieurs
• Voedingsdiensten ontwerpers

Deze lijst gaat nog door. Computer-Aided Design wordt in veel industrieën gebruikt van luchtvaart, auto, textiel, elektronica, en nog veel meer. Computer-Aided Design stelt bedrijven in staat om gemodelleerde ideeën te verkennen voordat fysieke prototyping geïmplementeerd wordt. Voornamelijk engineeringsoftwareprogramma's worden gebruikt door ingenieurs.

Computer-Aided Engineering Overzicht

Is het brede gebruik van computersoftware om te helpen bij engineeringanalysetaken. Engineeringsoftwareprogramma's omvatten finite-elementenanalyse (FEA), computationele vloeistofdynamica (CFD), multibody-dynamica (MDB), en optimalisatie. Engineeringsoftwareprogramma's die ontwikkeld zijn om deze activiteiten te ondersteunen, worden beschouwd als CAE-tools. CAE-tools worden gebruikt, bijvoorbeeld, om de robuustheid en prestaties van componenten en samenstellingen te analyseren. De term omvat simulatie, validatie en optimalisatie van producten en productietools. In de toekomst zullen CAE-systemen grote leveranciers van informatie zijn om ontwerpteams te helpen bij besluitvorming.

Computer-Aided Engineering Knooppuntnetwerk

Wat informatienetwerken betreft, worden CAE-systemen individueel beschouwd als een enkele knoop op een totaal informatienetwerk en elke knoop kan met een andere knoop op het netwerk interageren. Deze knopen spelen een rol in de finite-elementenmethode die de bestaande modelgeometrie gebruikt om een knooppuntnetwerk door het hele model te construeren wat vervolgens wordt gebruikt om te bepalen hoe het model zal presteren, gebaseerd op parameterinvoer die het echte deel in de echte wereld zou ervaren. De volgende parameters worden typisch gebruikt in mechanische engineering voor CAE-simulaties:

1. Temperatuur
2. Druk
3. Componentinteracties
4. Toegepaste krachten

De meeste parameters die voor simulatie worden gebruikt, zijn gebaseerd op de omgeving en interacties die het model tijdens de operatie zou ervaren. Deze worden ingevoerd in de CAE-software als een manier om te zien of het deel theoretisch de ontwerpbeperkingen kan aan.

CAE-systemen kunnen ondersteuning bieden aan bedrijven. Dit wordt bereikt door het gebruik van referentiearchitecturen en hun vermogen om informatieperspectieven op het bedrijfsproces te plaatsen. Referentiearchitectuur is de basis van het informatiemodel, met name product- en productiemodellen.

CAE-gebieden:

1. Spanningsanalyse op componentensamenstelling met FEA
2. Thermische en vloeistroomanalyse met CFD
3. Multibody Dynamics (MBD) en Kinematica
4. Analysetools voor procesimulatie voor productieprocessen
5. Optimalisatie van procesdocumentatie
6. Optimalisatie van productontwikkeling
7. Slimme non-conformiteitsverificatie
8. Veiligheidsanalyse van samenstellingen

In het algemeen zijn er drie fasen in elke computer-ondersteunde engineeringtaak:

1. Pre-verwerking: het model en omgevingsfactoren definiëren die moeten worden toegepast.
2. Analyse Oplossing
3. Na-verwerking van resultaten

Engineeringsoftwareprogramma's omvatten zoals Abaqus, Ansys, MSC Adams Car, en nog veel meer. Moderne CAD-programma's exporteren modellen naar engineeringsoftwareprogramma's voor virtuele prototypeanalyse.

Probeer de wereldwijde toonaangevende E-CAE E3.series tool met technische trainingscursussen NU!

Klik op de banner hieronder:

Computer-Aided Manufacturing

Computer-ondersteunde productie is het gebruik van computersoftware om machine-tools en gerelateerde machines in het productieproces te controleren. Het wordt technisch niet beschouwd als een systeem voor engineeringsoftwareprogramma's, maar eerder voor machinisten op de fabricagekant. Maar ingenieurs komen er vaak in contact mee. CAM kan ook verwijzen naar het gebruik van een computer om te helpen bij alle operaties van een productiefabriek, inclusief planning, beheer, transport en opslag. Het primaire doel is om een sneller productieproces te creëren en componenten en tooling met nauwkeurigere afmetingen en materiaalconsistentie. CAM is een subsequent computer-ondersteund proces na computer-ondersteund ontwerp (CAD) en soms na computer-ondersteunde engineering (CAE), als model gegenereerd in CAD en geverifieerd in CAE kan worden ingevoerd in CAM-software, die de machine-tool controleert.

Computer-Aided Manufacturing Freesrouting

CAM gebruikt voor Computer Numerical Controlled machines

Computer-Aided Manufacturing is de softwarecode achter de machines die de producten produceren. Computer Numerical Controlled machines zijn de apparaten die de CAM-code gebruiken voor productie van producten. CNC-machines omvatten:

• Frezenmachines
• Draaibanken
• Gravers
• Vlakschuurmachines
• Lasmachines
• Elektrische ontladingsproductie

Alles wat een operator met conventionele machine-tools zou moeten doen, is programmeerbaar met CNC-machines. CAM biedt stap-voor-stap instructies die de machine-tools zullen volgen om de productie van het product te voltooien. Voor CAM moesten machinisten handmatig de code intypen voordat het programma geïmplementeerd werd. Deze handmatige invoer kon arbeidszwaar zijn gebaseerd op de complexiteit van het eindproduct. CAM maakte dit eenvoudiger door intelligente software te incorporeren om de code te ontwikkelen op basis van het GUI (Graphical User Interface) platform. Dit maakte productiecode gemakkelijk te produceren met weinig meer dan simpelweg op een knop te klikken op het gewenste proces en de code voor de CNC-machine te genereren.

Hoe CAD, CAE en CAM samenwerken

Een modern CAD-programma is nodig voor het gebruik van ofwel productie, CAM, ofwel engineeringsoftwareprogramma's, CAE. Aangezien beide systemen een model vereisen om analyse of productie uit te voeren. CAE vereist het geometrische model om het geïntegreerde knooppuntnetwerk te bepalen dat voor de analyse moet worden gebruikt. CAM vereist de onderdeelgeometrie om machine-tool routes en sneden te bepalen. Beide vereisen CAD, maar CAD kan als zelfstandig systeem gebruikt worden voor engineering virtuele modellen. CAD is de ruggengraat voor zowel CAM als CAE en is vereist voor hun correcte functioning. Elk software zijn krachtige tools voor ingenieurs en machinisten die dagelijkse werkfuncties makkelijker en efficiënter maken, ze correct gebruiken zou optimaal voordeel bieden voor de individuen en bedrijven die ze gebruiken.

Heb je ooit een van deze softwareplatformen gebruikt? Zo ja, leg uit of ze het leven makkelijker hebben gemaakt door ze te gebruiken, of niet?