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2 A sigla CAD pode representar duas definições principais, das quais muitas vezes são empregadas inadequadamente: Computer Aided Drafting (CAD) a palavra drafting pode ser traduzida como desenho técnico, que, como já definido, representa a utilização de vistas em duas dimensões para representar um objeto tridimensional. Computer Aided Design (CAD) neste caso, a palavra design pode ser traduzida como projeto ou desenho industrial, o que representa uma maior versatilidade festes sistemas.

3 Classificação dos Sistemas CAD: Os sistemas CAD atuais podem ser classificados conforme sua possibilidade de aplicação devido ao desenvolvimento tecnológico, envolvendo custo e a capacidade de representação geométrica.

4 Sistemas CAD de pequeno porte - Esta classe de softwares CAD é composta por sistemas que apenas empregam representações geométricas em duas dimensões. Como características principais: Baixo custo de software e hardware; Aplicação genérica: mecânica, elétrica, civil, arquitetura, etc; Comunicação de baixa ordem com outros sistemas; Fácil utilização; Facilidade de armazenamento; Facilidade nas alterações e modificações de desenhos; Limitações: Nas análises mecânicas; Pela ausência de informações de volume e superfície; Na comunicação com outros sistemas CAx CAE, CAM, etc.

5 Representação wireframe, ambiguidade de representação

6 Sistemas CAD de médio porte - Esta é considerada a classe de software CAD em maior ascensão no mercado atual. É composta por sistemas capazes, principalmente, de representar objetos tridimensionais, e entre outras características pode-se citar: Modelamento tridimensional em geral, sólidos ou superfícies; Objetos com volume, massa, centro de gravidade; Geração de desenhos de engenharia em 2D diretamente do modelo 3D; Análise das formas geométricas para manufatura; Análises de interferência em peças e conjuntos montados; Análise de suavidade e continuidade entre superfícies Gerenciamento de projeto; Denominados stand-alone, apenas um módulo de trabalho.

7 Em geral não são integrados diretamente com outros sistemas computacionais, como CAE, CAM, CAI; As geometrias tridimensionais geradas em CAD médio porte podem ser transferidas a outros sistemas CAx. Dependendo de desenvolvimento, os sistemas CAD desta classe podem possuir duas características de modelamento: paramétrico e associativo. Um sistema CAD pode ser considerado paramétrico em duas circunstancias: Parametrização Dimensional: permite que todas as dimensões do produto estejam relacionadas entre si, através de parâmetros. A aplicação destes sistemas é realizada com êxito quando se deseja modelar uma família de peças.

8 Ex: chave-fixa para parafusos, em que, para cada dimensão da porca, as demais dimensões da chave estão relacionadas. Parametrização de perfil 2D

9 Parametrização entre Geometrias: estes sistemas, em geral, possuem um histórico das etapas realizadas para a construção de um produto conhecido como árvore binária, ou árvore de construção topológica. A aplicação destes sistemas é realizada com êxito quando se deseja modelar uma família de peças.

10 Em um CAD assossiativo, os desenhos técnicos 2D são gerados automaticamente, contendo as vistas tradicionais de desenho, como a vista frontal, lateral, de topo e isométrica. Pode conter informações dimensionais e de qualidade pelas cotas definidas pelo usuário. O desenho 2D fica diretamente relacionado com o modelo 3D. Característica associativa de um sistema CAD para geração de desenhos

11 Sistemas CAD de grande porte Desenvolvido e utilizado por empresas de grande porte como a General Motors, são os sistemas mais robustos e englobam todos os recursos dos sistemas anteriores, acrescidos de: Capacidade de modelamento hibrido; Recursos de visualizacao fotografica; Em geral, estes sistemas são compostos por vários módulos dentro do mesmo software e podem envolver CAD, CAM, CAE, CAI, etc. Possui diferentes sistemas CAx integrados e possui também submódulos de trabalho dentro do mesmo CAx.

12 Modelamento em Sistemas CAD: A modelagem virtual consiste em representar um objeto tridimensional em ambiente computacional. Os objetos são representados por meio de coordenadas cartesianas no espaço (x, y, z). O modelo criado no CAD muitas vezes deve possuir informações das propriedades da superfície, continuidade, textura e informações sobre a propriedade do material como: precisão, qualidade superficial, resistência mecânica, etc. Técnicas de Modelamento: existem três principais técnicas comuns em sistemas CAD para geometrias tridimensionais:

13 Geometrias Primitivas: método mais rápido para gerar objetos tridimensionais, baseados em formas primitivas Superfícies primitivas. (a) plano; (b) cubo; (c) cone; (d) cilindro; (e) esfera; (f) torus.

14 Geometrias baseadas em domínio wireframe: os objetos são construídos utilizando informações geométricas em wireframe, podendo ser retas, curvas, arcos ou uma combinação destas entidades. As principais operações para fazer estas geometrias são: revolução ou extrusão de um perfil sobre o vetor direcional; migração entre seções transversais; interpolação entre curvas. Linha de revolução definida pelo eixo Y e curva a ser revolucionada Curva para a extrusão

15 Geometrias de intersecção: geradas automaticamente pelo software CAD quando o usuário solicita criar uma superfície suave, a fim de realizar a intersecção entre outras superfícies. Raio de concordância por blend Intersecção entre fillets

16 Auxílio para seleção de uma plataforma CAD: Devido a falta de esclarecimento, em muitas ocasiões, empresas são iludidas por um sistema CAD específico, deslumbrando-se com as possibilidades de modelamento geométrico e apresentação de objetos tridimensionais na tela e outras diversas funções, enquanto um simples CAD 2D pode ser a ferramenta mais adequada para suprir as suas necessidades. O CAD muitas vezes pode ser super ou sub dimensionado, aumentando o custo para a empresa que investe equivocadamente nesta tecnologia. Inicialmente, a empresa deve possuir extrema clareza de suas necessidades de acordo com as características de seus produtos e necessidade de aplicação.

17 Critérios Técnicos: Complexidade da geometria; Ferramentas de trabalho; Família de produtos; Integração com outros sistemas CAx; Interface de comunicação; Critérios de Investimentos: Custo do sistema; Documentação; Custo do hardware; Suporte Técnico;

18 Ambiente de trabalho em sistemas CAD, CAx: considerando as diferentes atividades de projeto, a maioria dos sistemas CAD atuais possuem diferentes módulos de trabalho. Desenhos 2D (comumente denominado draft); Modelamento 3D (modeling); Modelamento de formas complexas (free form); Modelamento de chapas (sheet metal); Projeto de ferramental (mould design); Montagem (assembly). Em alguns softwares CAD, após iniciar o sistema, o usuário deverá identificar a tarefa desejada, assim o software carrega as ferramentas específicas para atender a cada módulo.

19 Ferramentas e práticas de trabalho em sistemas CAD: São apresentadas inicialmente as ferramentas comuns de trabalho em sistemas CAD para a construção e manipulação de geometrias. Inicialmente é necessário definir a posição que irá ocupar no espaço empregando coordenadas cartesianas relativas a uma origem (denominado como plano de trabalho); Regra da mão direita na qual o dedo médio representa o eixo Z, o polegar o eixo X e o indicador o eixo Y.

20 Comandos para auxílio visual são comuns aos sistemas CAD e demais CAx e tem por objetivo auxiliar na vizualização de regiões específicas do trabalho realizado: ampliar vista (zoom); rotacionar vista; movimentar vista; níveis de trabalho; ocultar objetos. Ferramentas para identificar características geométricas do modelo 3D: identificar o raio mínimo; identificar regiões com ângulos negativos; identificar continuidade da superfície. Ferramentas de edição de objetos: cópia, rotação, simetria, off-set (ou espessura) e expansão. O modelo final precisa de duas metades iguais e opostas para se completar, e, por isso, necessita da operação de espelhar objetos A ferramenta de off-set foi utilizada para formar uma espessura no modelo

21 Transferência de geometrias entre sistemas CAx: Devido ao grande número de empresas que desenvolve programas com sistemas CAD em diferentes extensões, 1980 surgiu o padrão de comunicação entre sistemas CAx Initial Graphics Exchange Specifications (IGES), onde qualquer arquivo geométrico gerado em CAx específico pode ser convertido em ASCII, contendo informações das entidades que compõem a geometria, como retas, curvas, superfícies, cor, etc. Troca de dados geométricos entre sistemas CAx

22 Transferência de geometrias entre sistemas CAx: Na maior parte dos casos, quando um objeto sólido é exportado pelo padrão IGES, esta nova geometria é convertida em superfícies. Na transferência de dados, a ocorrência de perda de informações geométricas é comum e um significativo tempo de retrabalho no modelamento é muitas vezes exigido. Exemplo de problemas na importação de arquivos IGES.

23 Transferência de geometrias entre sistemas CAx: Outros padrões de comunicação tem sido desenvolvidos. O VDA-FS é norma alemã para a transferência de informações de superfícies, desenvolvido pela associação de fabricantes de equipamentos da Alemanha, original da indústria automobilística. Conceito similar do IGES em que ambos os formatos ASCII que contém informações definindo as fórmulas matemáticas dos dados CAD. Os padrões IGES ainda é o mais utilizado pelas indústrias mundiais. A comunicação direta oferecida por alguns sistemas pode minimizar os problemas na transferência de dados geométricos, mas ainda, informações são perdidas nestas comunicações.

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