INACAP COPIAPO INGENIERIA MECANICA EN PRODUCCION INDUSTRIAL
DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADOR II
Nombre Alumno (s): José Miguel Alfaro R. Nombre Profesor: Timoteo Mora Fecha: 20 de agosto de 2011
OBJETIVOS 1.- Distinguir los l os software paramétricos paramétricos de diseño mecánico, para pa ra el modelamiento en 3D. 2.- Comparar los software de diseño y manufactura, de acuerdo a sus funciones. 3.- Reconocer los software de ingeniería, para el análisis de esfuerzo mecánico.
INTRODUCCION El diseño paramétrico nace de la creación de un sistema de modelado estructurado estructurado en base a “características y parámetros”. Un método que interrelaciona dimensiones y variables geométricas de tal modo que cuando los valores valo res del parámetro cambian (ya sea por necesidad o voluntad creativa), la geometría se actualiza de acuerdo a estos. Se trata de una rama del diseño que explora la automatización de varias fases del proceso de proyecto y fabricación, lo que les permite una gran libertad para experimentar con formas y estructuras nuevas (y muy complejas). Pero que a su vez es muy dependiente del uso de herramientas de alta tecnología (como software tipo CAD/BIM o maquinaria de corte y troquelado automatizado). Es un método de diseño y modelado, puede ser basado basado en geometría geometría 2D, en superficies o sólidos 3D, los cuales son controlados por parámetros que definen su diseño en tamaño tamaño y geometría, normalmente estos parámetros parámetro s son variables como, alto, ancho, profundidad, o son usados como formulas, por ejemplo ancho=longit anc ho=longitud/2, ud/2, los parámetros se almacenan en un contenedor que se encuentra en el archivo de diseño, al modificar alguno de estos parámetros, el diseño cambia para reflejar la modificación. También se se usan usan los términos dimension driving o dimension dimension driven driven objetos manejados por la acotación o viceversa, v iceversa, que explican la liga que hay entre acotaciones y objetos, donde, si uno cambia la dimensión de un objeto objeto este cambia de tamaño, tamaño, o cuando el objeto se modifica su dimensión asociada se actualiza El diseño paramétrico da la posibilidad de crear muchas alternativas de producto en corto tiempo. Una de las primeras compañías en manejar conceptos paramétricos fue PTC Parametric Technologies con su producto ProENGINEER.
CAD/CAM/CAE Las tecnologías CAD/CAM/CAE se encuentran ya en una fase de madurez. Su utilidad es indiscutible y han abierto posibilidades para el rediseño y fabricación impensables sin estas herramientas.
Un buen programa CAD no sólo dispone de herramientas de creación de superficies, sino también de posibilidades de análisis y verificación de las mismas, entendiendo por superficies correctas aquéllas cuyos enlaces entre ellas son continuos en cuanto a tangencia y curvatura, y sin contener zonas donde se ha perdido continuidad de curvatura, Para ello, en un primer nivel de análisis es suficiente con realizar cortes en las superficies por planos paralelos o radiales, en distintas direcciones Se consigue una malla de curvas que ponen de manifiesto los errores antes mencionados. En un segundo nivel, se pueden crear curvas de isotangencia según cualquier dirección. En caso de existir defectos, estas curvas los exageran y pueden observarse fácilmente Por último, se puede recurrir a la visualización realista de la superficie, sin crear ni una sola curva. La visualización realista destacará los defectos como zonas de sombras, tal como si se observara el objeto real. Incluso se pueden mostrar las superficies coloreándolas según la curvatura, con lo que las posibles discontinuidades aparecen de inmediato. Estos métodos expuestos corrigen alrededor del 90% de los defectos que puedan existir. Ya que no es posible detectar todos los defectos, en muchos casos es aconsejable fabricar un modelo real de la pieza a fin de poder analizar mejor el resultado obtenido, sobre todo en aquellos casos en que a partir de las superficies creadas en el CAD se diseña el molde. Para fabricar dichos modelos se utilizan tecnologías de fabricación rápida de prototipos. Además de la verificación de las superficies, un programa CAD avanzado permite trazar superficies paralelas a las creadas, por ejemplo generando la piel interna de la pieza a partir de la piel externa en el caso de piezas con un espesor uniforme conocido y debe tener los elementos necesarios para conseguir realizar sobre el modelo CAD todas las actividades de ingeniería de diseño necesarias (nerviado, fijaciones, centradores, elementos rigidizadores)
Las herramientas CAE Para realizar la ingeniería asistida por computador (CAE), se dispone de programas que permiten calcular cómo va a comportarse la pieza en la realidad, en aspectos tan diversos como deformaciones, resistencias, características térmicas, vibraciones, etc. Es necesario pasar la geometría creada en el entorno CAD al sistema CAE, En el caso en que los dos sistemas no estén integrados, ello se lleva a término mediante la conversión a un formato común de intercambio de información gráfica, como puede ser el formato IGES. Usualmente se trabaja con el método de los elementos finitos, siendo necesario mallar la pieza en pequeños elementos y el cálculo que se lleva a término sirve para determinar las interacciones entre estos elementos. Este método permite, en un ordenador, la búsqueda de una solución aproximada suficientemente válida, a costa de despreciar la continuidad de la materia que obligaría a integrar ecuaciones diferenciales de difícil resolución. Mediante este método, por ejemplo, se podrá determinar qué grosor de material es necesario para resistir cargas de impacto especificadas en normas, o bien conservando un grosor, analizar el comportamiento de materiales con distinto límite de rotura También se podrán hacer cálculos iterativos automáticos, parametrizando un
nervio y averiguando qué valor de longitud y altura son necesarios para garantizar una determinada rigidez .Es posible, además, determinar las frecuencias propias de la pieza, dada una determinada forma de fijarla. Si estos modos propios de vibración son demasiado bajos, facilitando una entrada en resonancia, se actuará sobre el diseño para elevar el valor de estas frecuencias, alejándolas de las zonas de riesgo. Otra aplicación importante de estos sistemas en el diseño de moldes es la simulación del llenado del molde a partir de unas dimensiones de éste dadas, y el análisis del gradiente de temperaturas durante el llenado del mismo. La realización de todas estas actividades CAE dependerá de las exigencias del diseño, y suponen siempre un valor añadido al diseño al detectar y eliminar problemas que retrasarían el lanzamiento del producto.
Elaborar los programas CN La ingeniería CAM hace referencia concretamente a aquellos sistemas informáticos que ayudan a generar los programas de CN necesarios para fabricar las piezas en máquinas con CNC. A partir de la información de la geometría de la pieza, del tipo de operación deseada, de la herramienta escogida y de las condiciones de corte definidas, el sistema calcula las trayectorias de la herramienta para conseguir el mecanizado correcto, y a través de un posprocesado genera los correspondientes programas de CN con la codificación especifica del CNC donde se ejecutarán. En general, la información geométrica de la pieza proviene de un sistema CAD, que puede estar o no integrado con el sistema CAM. Si no está integrado, dicha información geométrica se pasa a través de un formato común de intercambio gráfico, por ejemplo el formato IGES, Como alternativa, algunos sistemas CAM disponen de herramientas CAD que permiten al usuario introducir directamente la geometría de la pieza, si bien en general no son tan ágiles como las herramientas de un sistema propiamente de CAD . Algunos sistemas CAM permiten introducir la información geométrica de la pieza partiendo de una nube de puntos correspondientes a la superficie de la pieza, obtenidos mediante un proceso de digitalizado previo. La calidad de las superficies mecanizadas depende de la densidad de puntos digitalizados Si bien este método acorta el tiempo necesario para fabricar el prototipo, en principio no permite el rediseño de la pieza inicial. La utilización más inmediata del CAM en un proceso de ingeniería inversa es para obtener prototipos, los cuales se utilizan básicamente para verificar la bondad de las superficies creadas cuando éstas son críticas. Desde el punto de vista de la ingeniería concurrente, es posible, por ejemplo, empezar el diseño y fabricación de parte del molde simultáneamente al diseño de la pieza que se quiere obtener con el molde, partiendo de la superficie externa de la pieza mientras aún se está diseñando la parte interna de la misma
MODELADO DE SOLIDOS. A continuación se exponen conceptos genéricos de sistemas de CAD, así como nociones de modelado de sólidos. Finalizando con un ejemplo que ilustra el procedimiento de creación de un modelo sólido. • Ciclo de desarrollo de un producto. Sistemas CAD-CAM-CAE-PDM • Modelado de sólidos. Sistemas paramétricos • Ejemplo I. Calibre
Ciclo de desarrollo de un producto. Sistemas CAD-CAM-CAE-PDM En el ciclo de desarrollo de un producto, cada vez tienen más importancia las herramientas de CAD-CAM-CAE-PDM. Aunque el ejemplo es especifico de una aplicación de CAD, vamos a comenzar enmarcándolo dentro del ciclo de diseño. Definiremos antes una serie de términos, por muchos conocidos: CAD: Computer Aided Design. CAE: Computer Aided Engineering. CAM: Computer Aided Manufacturing. PDM: Product Data Management.
Las herramientas de CAD se utilizan en las primeras fases del diseño del producto. Desde la pieza más sencilla, hasta el conjunto más complicado, la información que se genera con las herramientas de CAD es solamente de tipo geométrico. Nuestros modelos se reducirán a ficheros, donde podremos encontrar información de las entidades que componen dicho modelo (puntos, curvas, líneas, superficies...), o bien de las funciones que hemos utilizado para construirlos (protusions, cuts, rounds...). Aunque existen formatos normalizados de ficheros de geometría (llamados formatos ‘neutros’, ej.: IGES, STEP, ACIS, DXF...), cada fabricante utiliza su propio formato para almacenar dicha información. Las aplicaciones de CAE nos permiten validar el diseño realizado, mediante diversos tipos de análisis. Los más habituales son de tipo estructural, térmico, fatiga, electromagnético, cinemático, dinámico, fluidos, llenado de moldes, etc. En esta fase comprobaremos si la geometría proveniente del sistema de CAD es válida. Por ejemplo, podemos estudiar el comportamiento estructural de una pieza ante unas especificaciones de carga determinadas. Una vez finalizado el análisis, obtendremos resultados del reparto de tensiones y deformaciones en la pieza, producidos por dichas cargas aplicadas. En caso de que dichos resultados no sean adecuados, se habrá de modificar la geometría del modelo, lo cual implica volver al sistema de CAD, y variar el modelo original (aumentar secciones, rigidizar mediante nervios, etc...) Muchos de los sistemas de CAE incorporan análisis de optimización. De este modo, si el resultado obtenido no es adecuado, se puede modificar automáticamente la geometría original (CAD), y lanzar de nuevo el cálculo (proceso iterativo). Un ejemplo muy habitual es la optimización del peso de la pieza. Se puede lanzar un estudio de optimización en el cual el objetivo sea minimizar el peso de la pieza. En función de los resultados obtenidos en cada iteración, se modificará automáticamente la geometría de la pieza (siguiendo un criterio marcado por el usuario), hasta conseguir llegar a dicho objetivo.
Las herramientas de CAM, nos permiten generar automáticamente a partir de la geometría proveniente del sistema de CAD, programas de CNC que pueden ser interpretados por los controles numéricos de las máquinas que fabricarán dicha pieza. Habrá que elegir anteriormente el tipo de maquina donde deseamos fabricar la pieza, y definir una serie de operaciones y secuencias de trabajo. Dependiendo del tipo de máquina (torno, centro de mecanizado 3 o 5 ejes...) se configurarán los distintos parámetros de las secuencias definidas (tipo de herramienta, velocidad de corte, avance...). Con estas herramientas, no solamente generaremos el programa CNC, sino que también es posible simular el proceso de fabricación, lo cual nos permite localizar errores antes de lanzar la pieza a fabricar. De igual modo que ocurría en la fase de análisis, puede ser necesario volver al modelo geométrico (CAD) con objeto de variar las dimensiones de la pieza, y satisfacer así las necesidades de fabricación (tipo de herramientas, problemas de accesibilidad, curvaturas, radios, etc.) Finalmente, las aplicaciones de PDM, nos permiten integrar toda la información generada en un proyecto. Como su nombre indica (Data Management) el núcleo de este tipo de aplicaciones es una base de datos que permite organizar toda la información que se genera en cada una de las fases del proyecto de modo adecuado. Entre otras ventajas, radica la seguridad del sistema, ya que cada usuario tiene asignados unos determinados permisos, que le permitirán acceder solamente a determinada parte de la información (oficina técnica, fabricación, marketing, comerciales....). Por lo tanto, se observa que en el ciclo de desarrollo del producto, la fase de diseño (definición de geometría, CAD) juega un papel importante, ya que tanto las herramientas de análisis como las de fabricación se apoyan en dicha geometría. Ha de existir asociatividad entre estas tres fases (a nivel de estructura de archivos y de gestión de la información), de tal modo que si se modifica la geometría, los análisis que dependan de esta varíen consecuentemente. Además de esto, la aplicación de CAD ha de ser lo suficientemente flexible, para que una modificación en el modelo (algo muy habitual) no tenga consecuencias traumáticas, es decir, que ello no suponga rehacer de nuevo el modelo.
Modelado de sólidos. Sistemas paramétricos. Ya que la fase de CAD desempeña un papel tan importante, es necesario que la aplicación que utilicemos sea lo suficientemente flexible, para cumplir lo mejor posible con todo lo dicho anteriormente. Teniendo esto en cuenta, se requerirá una aplicación que nos permita modelar piezas o conjuntos en 3D. El uso de aplicaciones de modelado de sólidos está siendo cada vez más extendido, y cada vez son más los fabricantes que están implementando técnicas de modelado de sólidos en los sistemas de CAD. La tendencia de la mayoría de las empresas es de implementar este tipo de aplicaciones, frente a las clásicas herramientas 2D. A pesar de todo, aun se seguirán utilizando herramientas 2D, ya que el costo de una aplicación de modelado de sólidos no está al alcance de todas las empresas. Una gran ventaja de las aplicaciones de modelado de sólidos es que estas son paramétricas. Es decir, la geometría está totalmente basada en parámetros (o dimensiones). Al variar el valor de uno de estos parámetros podremos variar fácilmente la geometría del modelo asociado a ese parámetro. Esto requiere que el modelo este correctamente parametrizado. Esto es muy importante, ya que como hemos comentado anteriormente, una modificación en el modelo puede llegar a ser en ocasiones algo traumático, si este no estuviese convenientemente parametrizado. Por tanto la parametrización confiere flexibilidad al modelo. Dependerá de nosotros el que esto sea así. Hay que tener presente que las herramientas de CAD son meras herramientas de dibujo (no podemos pretender convertirnos en buenos escritores por el hecho de disponer de la mejor aplicación de tratamiento de textos). Por lo cual, antes de proceder con el diseño es necesario tener claro que es lo que queremos conseguir, saber cuáles son las especificaciones de partida, conocer cuántas piezas tendrá nuestro conjunto y como se conectan entre ellas, métodos de fabricación, etc... Es necesario conocer con qué recursos contamos, es decir, conocer las funcionalidades de nuestra aplicación de CAD. El modelado de sólidos consiste en ir construyendo el sólido, a base de ir combinando de modo secuencial distintas funciones. Cada una de estas funciones queda registrada en el ‘árbol del modelo’, de modo que si deseamos modificar algo una vez finalizado el modelo, bastará con dirigirse a la función que deseamos modificar y cambiar el valor del parámetro (o dimensión) que nos interesa. Por lo tanto es importante conocer las funciones disponibles, para poder combinarlas adecuadamente. Podríamos decir que es posible llegar a la misma solución (el mismo modelo geométrico), con distintos ‘árboles’. Podemos combinar funciones diferentes, en distinto orden, con parámetros distintos y obtener exactamente la misma geometría. Pero aunque externamente todo parezca similar, la ‘topología’ de ambos modelos puede ser muy diferente. Se entiende por ‘topología’ la disposición de las funciones dentro del árbol del modelo. Por lo tanto, es muy importante seleccionar adecuadamente el orden y el tipo de funciones que utilizaremos en nuestro modelo. Es necesario destacar el concepto de ‘dependencia’. Al crear una función, esta ha de apoyarse en algún objeto (cualquier entidad geométrica o referencia, plano, curva, punto, arista, superficie...) o función previamente definido. Al hacer esto estamos creando una dependencia de esta nueva función con las anteriores. Esto quiere decir que si modifico o elimino alguna de
estas funciones de apoyo, la nueva función puede verse afectada, o incluso ser eliminada. Denominaremos ‘Parent’ a esta nueva función creada, y diremos que todos aquellos objetos o funciones en las cuales me he apoyado son ‘Children’ de ésta. Esta dependencia se denomina con el término inglés: ParentChild Relationship A continuación enumeraremos las funciones más habituales en el modelado de sólidos. • Protusion: Añade material a la pieza. Los 4 modos de añadir material a una pieza: Extrude, Revolve, Blend, Sweep • Cut: Elimina material del modelo. Hay 4 modos eliminar material de una pieza: Extrude, Revolve, Blend, Sweep • Chamfer: Permite añadir un chaflán a una pieza. • Round: Utilizaremos esta función para redondear aristas u otras partes del modelo. • Hole: Esta función permite crear un agujero en la pieza. • Pattern: también denominado ‘patron’. Permite copiar una función un número determinado de veces. • Rib: Se utiliza para añadir nervios fácilmente. • Shell: Vacía automáticamente aquellas zonas del modelo que nos interesen. Por lo tanto, la creación de un modelo sólido consiste en la correcta combinación de las funciones citadas, en el orden adecuado. A diferencia de lo que ocurre en las tradiciones sistemas de CAD en 2D, en los sistemas de modelado de sólidos el modo de trabajo habitual no se basa en referenciar los objetos o entidades respecto a un origen (0,0,0). La posición de una función depende de la posición de las funciones o referencias en las que se apoya (Dependencias). Otro concepto muy importante es el de las REFERENCIAS (DATUMS). Podemos definir una serie de entidades (ej: planos, ejes, puntos, curvas...), y utilizarlas como base para posicionar otras funciones. Estas entidades están definidas con el modelo sólido, pero son solo referencias, es decir, no son entidades sólidas. Para finalizar, se enumeran los tipos de fichero que pueden formar parte de nuestro proyecto o modelo: • Piezas (Parts): Pueden contener referencias (datums) y funciones. • Conjuntos (Assemblies): Pueden estar formado por componentes (parts) u otros conjuntos (subasssemblies) • Dibujos (Drawings): Son modelos 2D, con un formato determinado y las vistas de la pieza o conjunto. • Formatos (Formats): En estos se definen propiedades, como el tamaño del papel, cajetín, tablas... • Otros: ficheros de información del modelo, de proceso de fabricación... En una aplicación de modelado de sólidos ha de existir asociatividad entre todos los elementos que componen un proyecto (parts, assemblies, drawings...). Esto quiere decir que si se modifica alguno de los componentes, esta modificación queda reflejada en todos los conjuntos y planos asociados a dicho componente. Esta propiedad es bidireccional, es decir, si se altera algo en el drawing, dicha modificación es trasmitida al modelo sólido (Part) y al conjunto (Assembly). Esta asociatividad se podría extender también a los módulos de análisis (CAE) y fabricación (CAM). A continuación se expone un ejemplo de piezas creadas con una aplicación de modelado de sólidos, con los cuales ilustraremos el modo habitual de trabajo con modelos sólidos.
Ejemplo I. Calibre A través de este ejemplo podremos mostrar generalidades sobre el modelado de sólidos. En la Figura 2- 1 podemos ver una perspectiva de un conjunto (calibre) y diferentes vistas de un componente de dicho calibre, en el que nos centraremos en el ejemplo. En la parte izquierda se observa una lista, denominada ‘árbol del modelo’, donde aparecen todas las referencias (DATUMS) y funciones (FEATURES) utilizadas para definir la pieza.
Centrándonos en el ‘árbol del modelo’, se observa que está formado por una serie de funciones y referencias. Como ejemplos de funciones (FEATURES) tenemos: 1 Protusion, 5 cuts, y 8 holes generados por medio de 3 patrones. El resto de elementos son referencias (DATUMS). En el ejemplo podemos encontrar 4 planos (ej: DTM1). Como se ha comentado en el anteriormente, la secuencia de operaciones planteada en este ejemplo no es única, ni la óptima. Esta secuencia puede diferir dependiendo del criterio del usuario. Se recomienda mantener un orden en la creación y disposición de las funciones dentro del árbol, de modo que la estructura de este sea fácil de entender por aquellas personas que consultan el modelo. Entre otras funcionalidades existe la posibilidad de renombrar funciones o agruparlas, de modo que la estructura sea más clara, especialmente cuando se trata de un modelo complejo.
Durante el proceso de creación de la pieza hay que tener especial cuidado en la elección de las funciones, y las dependencias de estas. Se ha tener en cuenta que el modelo ha de ser flexible, de modo que dichas funciones han de ser fáciles de modificar en el futuro. A continuación se plantea un posible proceso a seguir a la hora de crear funciones en una pieza. Este orden en la disposición de funciones es solo una recomendación, pero dado que cada pieza es diferente, puede no ser válido para muchos otros modelos. • Referencias (Datums): Conviene comenzar definiendo las referencias del modelo en las que nos apoyaremos para definir el resto de funciones. Podemos verlo como el esqueleto de la pieza: planos, ejes, curvas, puntos... • Protusiones: Se recomienda añadir material al comienzo del proceso, utilizando para ello el menor número de funciones posible. • Cuts: A continuación procedemos a eliminar material sobrante. Se recomienda igualmente utilizar en lo posible el menor número de funciones. • Holes: Seguidamente, añadiremos agujeros al modelo. • Patterns, copy: Procederemos a copiar aquellas funciones que nos interesen. • Chamfers, rounds: Añadiremos detalles por medio de estas funciones. • Otras: Podemos completar la pieza mediante vaciados, simetrías, etc. A continuación se describen algunos sistemas CAD CAM CAE con sus características y funciones.
SISTEMA CAD PARAMETRICO SOLID WORKS
Características El software de diseño mecánico SolidWorks® ofrece un rendimiento incomparable, facilidad de uso y funciones que le permitirán ahorrar mucho tiempo. Posee innovaciones de avanzada y cientos de mejoras solicitadas por los clientes que le permitirán diseñar productos con mayor rapidez y precisión. Con el software SolidWorks, los datos de diseño son 100% editables y las relaciones entre las piezas, los ensamblajes y los dibujos están siempre actualizados. Fácil de usar Reduce los pasos necesarios para completar un diseño, disminuye la confusión visual y minimiza el cansancio con un conjunto de funciones de visualización y control intuitivas que permiten una interacción real con el usuario. Integración y transición de datos 2D a 3D
Edita y mantiene los archivos DWG en su formato nativo con DWGEditor™, una herramienta de edición que brinda una interfaz con la que están familiarizados los usuarios de AutoCAD®. Conserva el valor de los datos heredados con las mejores herramientas disponibles para convertir datos 2D a datos 3D, adecuar la geometría 2D reutilizable y habilitar una transición perfecta a 3D. Funciones únicas Aproveche las ventajas de una amplia gama de herramientas integradas y funciones innovadoras ofrecidas sólo por el software de diseño mecánico SolidWorks: Diseño de piezas integrado Confirme la integridad del diseño fácilmente con COSMOSXpress™, la primera herramienta de validación de diseños integrada disponible para probar diseños de piezas rápida y fácilmente en un sistema de diseño mecánico en 3D. Comunicación de diseños Comparta conceptos de diseño fácilmente con eDrawings™, la primera herramienta habilitada para correo electrónico que facilita enormemente la colaboración en el diseño de productos. Herramientas para el diseño de máquinas y máquinas agrícolas Utilice un conjunto completo de herramientas de diseño de piezas soldadas y documentación. Obtenga las mejores funciones de chapa metálica totalmente asociativas, que permiten pasar rápidamente de la fase de diseño a los dibujos finales de fabricación. Ahorre tiempo con una biblioteca de operaciones de diseño de máquinas. Herramientas de diseño de moldes Automatice la creación de núcleos y cavidades con herramientas integradas de diseño de moldes. Utilice MoldflowXpress, una herramienta de validación de diseños basada en un asistente, para probar rápida y fácilmente la posibilidad de fabricación de piezas moldeadas por inyección de plástico. Herramientas para el diseño de productos de consumo Acelere el diseño de productos de consumo con herramientas mejoradas para una fácil manipulación de superficies; automatice la creación de elementos de diseño de piezas de plástico que se utilizan frecuentemente como, por ejemplo, salientes de montaje y ganchos de mosquetón; y desarrolle conceptos en diseños detallados más rápidamente con la posibilidad de importar archivos de Adobe® Illustrator®. Acceso en línea a componentes ya preparados
Ahorra tiempo con 3D Content-CentralSM , el primer recurso Web integrado que proporciona a los usuarios de sistemas de CAD en 3D acceso a componentes ya preparados mediante catálogos en línea de primer orden. Modelado de piezas Cree fácilmente diseños con extrusiones, revoluciones, operaciones lámina, vaciados avanzados, patrones de relleno de áreas y taladros aprovechando las funciones únicas del modelado de piezas basado en operaciones. Modelado de ensamblajes Relacione otras piezas directamente y mantenga sus relaciones al crear piezas nuevas. Obtenga un rendimiento inigualable en el diseño de ensamblajes grandes con decenas de miles de piezas. Acelere el diseño de ensamblajes con el enganche automático de SmartMates y los componentes inteligentes reutilizables, cuyo tamaño se reajusta automáticamente a otros componentes del diseño. Simule movimiento real e interacción mecánica entre sólidos con las funciones exclusivas de simulación física. Dibujos en 2D Desarrolla dibujos de ingeniería completos y preparados para la fase de producción sin dibujar ni una sola línea o arco. Haga dibujos totalmente asociativos. Las vistas de dibujos y las listas de materiales se actualizan cada vez que se m odifica el diseño de las piezas o del ensamblaje. Genere listas de materiales para un proyecto entero con un solo clic. Agregue globos automáticamente a cada componente en una vista de dibujo y alinéelos fácilmente. Compare dibujos fácilmente para resaltar las diferencias y ver qué cambios se han realizado de una versión a otra. Aproveche la exclusiva función de vista de dibujo 3D que permite ver piezas y ensamblajes en 3D sin abandonar el entorno de dibujo. Superficies Capture y modifique la intención del diseño con las exclusivas funciones de croquis 3D. Genere superficies complejas utilizando recubrimientos y barridos con curvas guía y asas de arrastre para controlar la tangencia fácilmente, y una función de relleno innovadora. Recorte, extienda, redondee y cosa superficies intuitivamente. Traslade, gire, copie y cree superficies simétricas para poder manipularlas mejor. Ayuda SolidWorks dispone de un sistema de ayuda basado en HTML, que contiene hipervínculos y animaciones, tutoriales en línea, un portafolio de diseño con instrucciones de uso y un glosario. Intercambio de datos
SolidWorks ofrece conversores de archivos para casi todos los productos de CAD mecánico que se encuentran actualmente en el mercado.
SISTEMA CAE PRO ENGINEER
Solución integrada para 3D CAD / CAE / CAM, que ofrece a los usuarios con nuevas oportunidades para superar las barreras tradicionales en el proceso de diseño, haciendo que el proceso de desarrollo aún más rápido, más eficiente e innovadora. Pro / ENGINEER Wildfire - un completo 3D CAD / CAE / CAM para el desarrollo de productos de cualquier complejidad. Gracias a las capacidades de automatización de gran alcance, Pro / ENGINEER Wildfire es una solución reconocida para el diseño 3D, ingeniería, modelado y desarrollo de productos de la competencia comercial. Pro / ENGINEER - no tanto una herramienta para la visualización de soluciones ya, pero primero y ante todo, una herramienta para la búsqueda de soluciones de ingeniería. Las amplias capacidades del sistema permiten a los ingenieros para desarrollar productos de acuerdo con las necesidades del cliente, en lugar de las limitaciones del software. Un breve resumen de las principales características de Pro ENGINEER Wildfire - Sólidos y modelado de superficies - Análisis de la geometría y las características de inercia de masa de piezas y ensamblajes. Traductores de IGES, STEP, Parasolid, DWG de AutoCAD, DXF, STEP, SET,
VDA, NEUTRAL, PATRAIN, SLA, STL, CGM, TIFF, RENDER, inventor, VRML, CATIA, PDGS, CADAM. - Asociativa de dos vías de datos espantapájaros CADDS5 Apoyo, Pro / Desktop, ECCD, ICEM, convertidor de Patran, Nastran, ANSYS Ventajas: * Las eficaces prestaciones de diseño paramétrico permiten obtener una mayor diferenciación y mejoran la posibilidad de mecanizado de los productos * Las aplicaciones totalmente integradas permiten desarrollar todo el proceso desde la concepción hasta la fabricación en una aplicación * La propagación automática de los cambios de diseño a todos los componentes de la cadena le permite diseñar con confianza * Las completas prestaciones de simulación virtual le permiten mejorar el rendimiento de los productos y superar los objetivos de calidad de los productos * Generación automática de entregas de mecanizado y diseños de herramientas asociativos Pro/ENGINEER permite crear las complejas geometrías y los grandes conjuntos que hacen posible los diseños difíciles. Y las técnicas de mecanizado como el fresado de cinco ejes y el mecanizado de alta velocidad facilitan la creación de los productos terminados. Pero para el ingeniero de diseño, algunas cosas no cambian nunca. Las superficies, los ángulos y los conjuntos pueden complicarse cada vez más, pero hay que seguir entregando el proyecto a tiempo y sin salirse del presupuesto. Y con todo, la pregunta fundamental de diseño sigue sin respuesta: ¿funcionará el producto como se ha diseñado? La evaluación temprana del rendimiento del diseño es a menudo la clave y, si va a actualizar a la última versión de Pro/ENGINEER Mechanica, no quedará decepcionado. Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 presenta numerosas mejoras de uso, incluidas algunas reducciones de pulsaciones del ratón. Pero contiene tres mejoras importantes (diagnóstico de simulación, gestión de conectividad de conjuntos y soporte de materiales no lineales) que superan las pulsaciones del ratón y también el software de los competidores. Diagnóstico de simulación. Pongamos, por ejemplo, que está en Pro/ENGINEER Mechanica y que desea probar la resistencia del compartimento de una bomba de aceite. Define los parámetros, aplica presión y… la simulación se para. Sabe que algo va mal, una superficie con secciones superpuestas o aristas cuyos ángulos son inferiores al mínimo permitido, pero no sabe qué es. Para averiguarlo, debe comprobar los ficheros de registro y, en función de lo que vea, buscar una forma de solucionar el problema. “El diagnóstico a veces parece específico”, afirma John Buchowski, director de gestión de productos de PTC. “En algunos casos, aparece un cuadro de diálogo que indica que hay algo mal, pero no te dice qué. En otros casos, no se ve nada en absoluto, así que hay que mirar los ficheros de registro, los ficheros de informe o cualquier otra cosa que se encuentre”.
La solución en Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 es una nueva interfaz que realiza diagnóstico de simulación. Para empezar, se abre una ventana de diálogo que indica exactamente cuál es el problema, por ejemplo una superficie superpuesta consigo misma. Después, la interfaz genera el modelo y realza el punto en cuestión, además de permitirle girar o acercar el modelo para verlo desde diferentes perspectivas. Por último, el cuadro de diálogo puede indicar cómo solucionarlo o puede ofrecer resolverlo automáticamente. Gestión de conectividad de conjuntos. Cuanto más complejo sea un conjunto, mayor será la probabilidad de que haya un gran número de contactos estructurales entre sus piezas. Las piezas podrían moverse sin contacto, podrían moverse con contacto ocasional o podrían estar ligadas, donde el contacto es constante. También está el contacto térmico, donde puede o no transferirse calor entre las piezas. Los contactos térmicos pueden ser libres, en los que no pasa calor entre ellos; pueden estar ligados, en los que sí pasa calor entre ellos; o pueden tener resistencia térmica, en los que entre ellos pasa un cierto grado de calor. En este caso, Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 ahorra tiempo al ingeniero de diseño al permitirle seleccionar la configuración por defecto para las conexiones estructurales y térmicas. En un conjunto grande, trescientos o cuatrocientos contactos estructurales pueden ser libres, mientras que sólo c inco o diez pueden estar ligados, por ejemplo. En lugar de tener que definir cada contacto manualmente, ahora puede definir “libre” como valor por defecto y tratar los demás individualmente. Esto es aplicable también a los contactos térmicos. Otra incorporación es la posibilidad de prever fácilmente en el modelo dónde actuarán estos contactos. Soporte de materiales no lineales. Cada día se diseñan nuevos productos con elastómeros, como el caucho o el nylon. Los elastómeros, el caucho, el nylon y algunos plásticos se denominan materiales no lineales por cómo reaccionan ante una carga aplicada. A veces, estos materiales pueden sufrir una gran cantidad de deformación, pero recuperan su forma original cuando se retira l a carga. La ejecución de análisis de tensión en productos que utilizan estos materiales, por ejemplo los motores de automóviles, ha sido históricamente muy difícil y requería un sofisticado ajuste de los datos de pruebas de materiales a la compleja legislación especializada sobre materiales; como ejemplos, Arruda-Boyce y Mooney-Rivlin 2. En el pasado, el análisis de materiales no lineales también ha requerido aplicaciones especializadas que no estaban al alcance del ingeniero de diseño. Sin embargo, ahora Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 integra el soporte de materiales no lineales en el análisis de Pro/ENGINEER Advanced Mechanica.
“Esto significa que el ingeniero de diseño puede crear un diseño más realista”, “Antes, el diseñador podía tener que adivinar cómo afectarían las propiedades de los materiales no lineales a la resistencia del modelo. Un especialista probaría el rendimiento no lineal y, después, devolvería el modelo para su modificación. Ahora, el ingeniero de diseño puede hacerlo sin salir de Pro/ENGINEER.
Es un material no lineal y Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 permite a los ingenieros de diseño incluirlo en su análisis de tensión de Pro/ENGINEER Advanced Mechanica.
SISTEMA CAM MASTERCAM
Mastercam es un sistema integrado de Software CAD/CAM que opera en Microsoft Windows. Su poder y su versatilidad le ayudan a solucionar tanto la parte de diseño geométrico como la parte de fabricación de los productos. Sus distintos módulos le ofrecen soluciones en Fresados de 2D, 2 1/2D y 3D mecanizando superficies y multisuperficies. En Electroerosión por Hilo, controlando 2 y 4 ejes, en Torneado, en Láser, en Punzonado y en máquinas de corte por Plasma. Mastercam tiene todas las prestaciones de Acotación que precisa el diseñador mecánico, salida para diversos periféricos, como Plotters, Impresoras etc.. Interfaces de comunicación con prácticamente todos los sistemas CAD existentes en el mercado actualmente. Mastercam es programa de fabricación asistida por ordenador (CAM) para el fresado y torneado 2 a 5 ejes, modelado en 2D y 3D, modelado de sólidos y mecanizado de relieves. Es utilizado frecuentemente en las áreas de moldes, prototipos, automotriz, aeroespacial, médica y de consumo. MasterCam es uno de l os mejores programas CAD/CAM, permite crear círculos, líneas, arcos hasta generación de superficies en tres dimensiones (X, Y, Z) con Mastercam puedes agregar cortes de contornos, grabados, etc.
A nivel profesional, con amplias capacidades de modelado y un sólido conjunto de estrategias para el tratamiento, con una interfaz amigable de acceso y el usuario. Puedes crear desde Solidworks, Autocad u otros e importar directamente... así de fácil Un breve resumen de las principales características de Mastercam: - Fresado de 2 - 5 ejes - Tornos y fresado - Trabajo por descarga eléctrica - Madera 2-5 ejes - Escultórica de modelado y grabado - Modelado sólido - 2D y 3D wireframe y modelado de superficies, diseño de dibujo Las nuevas funciones agregadas a la X5 de Mastercam: - Nueva OptiRough trayectoria - Nuevo híbrido Finalizar trayectoria - Mejora de la interfaz de múltiples ejes trayectoria - Nuevas sendas de múltiples ejes - Mastercam simulación de la máquina - Nueva dinámica Resto trayectoria Molino - Nueva dinámica del contorno trayectoria - Frente a la Isla en 2D sendas HST - Bloque de perforación de apoyo en FBM taladro - Capacidad para asignar colores a las caras de sólidos - Avanzado modelo CAD curvatura análisis y muchas más.
CONCLUSION Para algunos pueden ser evidentes los beneficios y prestaciones de los sistemas CAD CAM CAE y su aplicación integrada, pero para aquellos que recién comienzan a conocer estos programas vale la pena mencionar algunas consideraciones importantes:
Incremento de la productividad de diseño: con el uso de comandos dentro de un paquete de CAD, se puede elaborar automáticamente las vistas de un diseño, obtenemos la rotación del dibujo de una posición a otra, y de igual forma si se teclean otros comandos como copiar, mover, borrar, estirar, etc., se modifica rápidamente el diseño, representando con esto un potencial que pudiera considerarse ilimitado.
Análisis de diseño: este es otro punto importante que puede ser manejado automáticamente por los atributos integrados en un sistema de CAD/CAM. Esto es conveniente para las diferentes aplicaciones de diseño mecánico, por ejemplo en prototipos de nuevas piezas o en tuberías de plantas, donde los dibujos son muy complejos y se les tiene que anexar las especificaciones requeridas.
Incremento de productividad para ingeniería: virtualmente la mayor parte de las tareas de ingeniería pueden automatizarse. Por ejemplo el modelado de una pieza 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 en 3 dimensiones. Otra de las sofisticadas herramientas de modelado de estos sistemas es la que permite la construcción de figuras con álgebra booleana para modelos sólidos.
Análisis de elementos finitos : tal vez lo más difícil de todas las tareas de ingeniería puede ser la conducta sofisticada que presenta un análisis de elementos finitos. Para este proceso las partes son reducidas a elementos físicos discretos con los cuales se puede analizar independientemente con respecto a esfuerzos y desplazamientos requeridos. De esta manera pequeñas porciones de cada parte pueden ser analizadas basándose en cargas y esfuerzos, los cuales serán el tema para cuando la pieza es manufacturada o puesta en uso.
Costo: La industria que requiere de sistemas de CAD/CAM/CAE entiende ampliamente la importancia y la magnitud de una inversión de estos sistemas. Para explicar como una industria puede probar y aceptar los costos del software, se comenzará con la siguiente fórmula básica: Costo/Beneficio = Ganancia Neta
