TRABALHO SOBRE SISTEMA CAD

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1 FACULDADE ANHANGUERA DE RIBEIRÃO PRETO ENGENHARIA MECÂNICA 9ºB ENGENHARIA INTEGRADA POR COMPUTADOR PROFESSORA BRIANDA TRABALHO SOBRE SISTEMA CAD Felipe Cantarelli RA: João Moreira Ramos RA: Julio César Caldas Filho RA: Rodolfo Aparecido de Souza Mattos RA: Rogério Morazotti RA: Sidnei Ananias de Oliveira Junior RA: Vinícius Donizeti de Souza RA: Wagner Alves da Silva RA: RIBEIRÃO PRETO 2016

2 INTRODUÇÃO O CAD é um software gráfico utilizado nas áreas de Engenharia para criar desenhos em duas dimensões (2D) ou modelos tridimensionais (3D) de produtos. Pode ser aplicado em diversos segmentos: Engenharia Mecânica; Engenharia Elétrica; Engenharia Civil; Arquitetura, entre outras.

3 Será abordado como tema a importância de se utilizar o sistema CAD em processos de engenharia dentro de uma cadeia produtiva, envolvendo etapas de desenvolvimento de produtos, projeto, fabricação e inspeção, utilizando outros sistemas computacionais. Serão apresentadas também as metodologias comuns para a construção de peças e produtos em um sistema CAD tridimensional.

4 Abordaremos os conceitos tecnológicos sobre sistemas CAD/CAM. Estes sistemas computacionais são empregados atualmente com grande êxito para auxiliar as etapas de desenvolvimento e fabricação de produtos. O conhecimento sobre esta tecnologia torna-se imprescindível para uma formação profissional capacitada, relacionada às áreas de Engenharia.

5 HISTÓRIA DO SISTEMA CAD Começou com o Euclides, matemático de Alexandria, que, em seu tratado 350 AC, expôs muitos dos postulados e axiomas que são os fundamentos da geometria euclidiana sobre a qual os sistemas de software CAD de hoje são construídos.

6 Depois de anos, que o primeiro software CAD de verdade surgiu como um sistema muito inovador (embora, é claro primitiva em comparação com software CAD de hoje) chamado "Bloco de nota" foi desenvolvido por Ivan Sutherland no início O software CAD na época foi inovador porque o designer interagia com o computador graficamente usando uma caneta de luz para desenhar no monitor do computador.

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8 Em meados dos anos 1960 na Europa, os pesquisadores franceses estavam fazendo um trabalho pioneiro em curva 3D complexo e computação geometria da superfície. A Citroen de Casteljau deu passos fundamentais no complexo de computação geometria curva 3D e Bezier (na Renault) publicou sua pesquisa inovadora, incorporando alguns dos algoritmos de Casteljau, no final de O trabalho de ambos, Casteljau e Bezier, continua a ser um dos fundamentos de software CAD 3D para o tempo presente. Ambos MIT (SACoons em 1967) e da Universidade de Cambridge (ARForrest, da equipe de Charles Lang, em 1968) também foram muito ativos na promoção da investigação sobre a implementação da curva 3D complexo e modelagem de superfície no software CAD.

9 Durante a década de 1960 e 1970, as maiorias dos engenheiros ainda fizeram toda a sua obra com a mão. Modelagem 3D foi introduzida na década de 1970 mais tarde, e muitos recursos foram adicionados para ferramentas de desenho assistido por computador desde então. Em 1982 surgiu então a empresa Autodesk, que iniciou com a produção do Software AutoCAD em duas dimensão (2D) e posteriormente o Inventor em 1999.

10 Foi também na década de 80 que surgiram os primeiros computadores pessoais, desenvolvidos pela IBM. Com este avanço, várias empresas começaram a tomar proveito para criar softwares CAD para PCs. Para alavancar as vendas, a Dassault e a IBM fecharam um acordo de vendas mútuas de produtos, o que foi muito rentável para as duas empresas. Além da Dassault Systèmes e da Autodesk, empresas como Adra Systems (com o CADRA 2D CAD), Bentley Systems (com a implementação para PC do Intergraph s IGDS CAD), a Micro- Control Systems (com o CADKEY), Unigraphics (com o NX Unigraphics), entre outras, surgiram na mesma época e já começaram a distribuir seus próprios softwares CAD. Porém, se tem notícias de muito poucas destas empresas.

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12 Em 1984, o primeiro Macintosh 128 (da Apple) foi distribuído e, no ano seguinte, a empresa Diehl Graphsoft foi fundada e já começou a vender o MiniCAD, que se tornou rapidamente o CAD mais vendido para sistemas Mac.

13 Com o crescente uso do Sistema Operacional UNIX os softwares CAD da Dassault Systèmes e da Unigraphics começaram a ter suas versões para este sistema. Um grande avanço nos Softwares CAD foi o lançamento do Pro/Engineer da Parametric Technology em , atualmente conhecido como PTC Creo, que trouxe um grande aproveitamento de construção de sólidos paramétricos, baseados em recursos (features) e modelagem associativa de sólidos. Devido à grande necessidade de automatização, principalmente na área de engenharia aeronáutica, a década de 90 teve uma crescente venda de softwares CAD, além de gerar uma grande disputa entre as empresas que os desenvolviam. Entre as maiores empresas da disputa, estavam a Dassault Systèmes, a Parametric Technology, a Unigraphics e a Autodesk.

14 Ao final da década de 90, com o avanço da Internet, começaram a surgir os primeiros softwares CAD que funcionavam online. A empresa líder nessa nova tecnologia foi a Dassault Systèmes, que aproveitou os conhecimentos obtidos pela integração de programas CAD na rede da Boeing durante a produção do Boeing 777. Para a Autodesk, apenas em 2000 foi lançada a primeira versão do AutoCAD para a internet. A Dassault, também no final da década de 90, começou a comprar várias empresas desenvolvedoras de softwares CAD, como o SolidWorks (fundada em 1993) e Deneb Robotics (fundada em 1985). E, em 1999, a Autodesk lança mais um Software CAD, o Inventor, para acirrar a competição com as outras empresas.

15 Após da entrada das maravilhas computacionais no desenho técnico, melhorando em muito com os avanços das ferramentas de desenhos, em programas que auxiliam nos projetos de engenharia várias empresas acabaram criando programas próprios para fins internos da engenharia e projetos, assim essas empresas acabaram desenvolvendo programas CAD com padrões comerciais, de uso mais simples possível, mas que poderia atender a demanda de cada tipo de mercado que o necessitasse.

16 Hoje, temos vários programas CAD conhecidos e que são mais usados pela indústria em geral no mundo todo. Alguns deles e seus respectivos desenvolvedores são: CATIA Dassault Systemes França SolidWorks Dassault Systemes França AutoCad Autodesk EUA Inventor Autodesk EUA

17 Além das empresas aeroespaciais, civis e militares em vários pontos do planeta, inclusive aqui no Brasil, como a Embraer, várias empresas grandes automobilísticas, como Wolksvagen, Ford, Chevrolet, Nissan, Mitsubishi, entre outras, usam esses programas como ferramentas de criação e produção de seus produtos. GM DO BRASIL EMBRAER

18 Conceitos e aplicações do sistema CAD A sigla CAD apresenta duas definições principais: Computer Aided Drafting (CAD); traduzida como desenho técnico, representação somente bidimensional.

19 Conceitos e aplicações do sistema CAD Computer Aided Design (CAD); projeto ou desenho industrial, podendo o modelamento tridimensional.

20 Conceitos e aplicações do sistema CAD No comércio atual podemos notar um grande número de diferentes CAD em 2D e 3D disponível. CAD desenvolvidos por diferentes fornecedores podendo ser aplicado em diferentes segmentos de mercado, representando maior versatilidade de trabalho. Desta forma, esse sistemas podem ser classificados de acordo com sua utilização e características de trabalho, conforme apresentado a seguir:

21 Conceitos e aplicações do sistema CAD Sistema CAD de pequeno porte (low-end); trabalha com sistema de engenharia em 2D. Características principais: Baixo custo de software e hardware; Sistemas genéricos: mecânica, elétrica, civil, arquitetura, etc.; Fácil utilização. Sistemas usados para suprir desenhos em 2D, sem a integração com outros sistemas (CAM, CAI, etc.) Exmplo: AutoCAD 2D.

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23 Conceitos e aplicações do sistema CAD Sistema CAD de médio porte (midlle-end); modelagem tridimensional, sólidos ou superfícies. Dentre outras podemos citar: Objetos com volume, massa, centro de gravidade; Geração de desenhos em 2D diretamente no modelo 3D Possibilidade de integração com outro sistemas. Exemplo: Solidworks, SolidEdge, Inventor. Duas características importantes desta classe de sistema:

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27 Conceitos e aplicações do sistema CAD Paramétrica Esta característica permite que todas as dimensões de um produto modelado por um sistema CAD estejam relacionadas entre si, através de um parâmetro. Quando se altera o valor numérico deste parâmetro, todos os valores atrelados a ele se alteram automaticamente. Associativa Os sistemas CAD com característica associativa permitem a geração automática de desenhos de engenharia 2D, com vistas e cotas para dimensionamento, partindo do modelo 3D. Qualquer alteração posterior no modelo 3D, o sistema alterará automaticamente o desenho de engenharia 2D.

28 Conceitos e aplicações do sistema CAD Sistema CAD de grande porte (high-end); todos os sistema CAD integrados com outros sistemas CAx. Sistema composto por vários módulos dentro do mesmo software. Capacidade de modelagem híbrido (Sólidos e superfícies); Recursos de visualização fotográfica (Renderização); Integrados com módulos CAM, CAE, CAI em um único software. Exemplo: CATIA.

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30 AUTOCAD AutoCAD criado e comercializado pela Autodesk, Inc. desde 1982, É utilizado principalmente para a elaboração de peças de desenho técnico em duas dimensões (2D) e para criação de modelos tridimensionais (3D). Além dos desenhos técnicos, o software vem disponibilizando, em suas versões mais recentes, vários recursos para visualização em diversos formatos e é amplamente utilizado em arquitetura, design de interiores, engenharia mecânica, engenharia geográfica, engenharia elétrica e em vários outros ramos da indústria. LICENÇA ANUAL: R$ 7.500,00

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33 IMPORTÂNCIA É inegável que o AutoCAD é um dos softwares mais usados para criar e manipular projetos e desenhos técnicos, tanto por projetistas quanto pelos estudantes de engenharia. O uso dessa ferramenta evolucionou a indústria de projetos, aumentando produtividade dos profissionais e reduzindo drasticamente as chances de erros. O AutoCAD pode ser usado tanto na elaboração de desenhos técnicos em 2D, quanto na criação de projetos tridimensionais, em 3D. Empresas de diversos setores utilizam essa ferramenta na implantação de vários processos. Na área de Engenharia Mecânica, AutoCAD serve para desenhar produtos e separá-los em categorias, facilitando o processo de produção de peças e equipamentos para fábricas de diversos setores como o automotivo, o naval e a construção de máquinas, por exemplo.

34 VANTAGENS Compatibilidade: O AutoCAD é um programa universal e tem compatibilidade com outros softwares e o padrão dessa ferramenta é uma das mais procuradas no mercado. Ferramentas gráficas: Desenhar, modelar, remodelar, ver as dimensões. Tudo isso é possível com o AutoCAD. Somando-se a isso, o software é o mais completo no mercado quando o assunto é volume e desenhos geométricos de maior complexidade. Plataforma de edição: Talvez o maior diferencial do AutoCAD para softwares semelhantes seja o AutoLisp. Essa linguagem própria e única do CAD permite a transformação de aplicativos específicos para cada área de atuação do designer: engenharia, arquitetura, topografia entre outras. Acesso remoto: Você não precisa ficar carregando seu notebook pra cima e pra baixo para editar um projeto. Basta salvá-lo em um servidor remoto, para ter acesso a ele na faculdade, no trabalho pela internet. Qualidade dos gráficos: Quem trabalha com desenhos bem sabe que a qualidade dos gráficos faz toda diferença na elaboração do projeto. Nesse quesito o AutoCAD é muito bem servido. Seja em 2D ou 3D os desenhos nesse software são eficientes e realistas, dando uma visão próxima do real de como ficaria o produto.

35 INVENTOR Diferente do AutoCad que utiliza camadas no ambiente gráfico, o Inventor é um dos programas que também usa apenas um ambiente gráfico. Um ambiente para exibir em 2D e 3D, trazendo uma ferramenta revolucionária para a área da engenharia: poder criar projetos, modelar diretamente no ambiente 3D. Além disso, traz ao usuário algumas ferramentas de gerenciamento de materiais que facilitam em muito o andar e desenvolvimento do projeto. Uma ferramenta a mais para os usuários AutoCad que até então só tinham ambiente 2D oferecido pela Autodesk. LICENÇA ANUAL: R$ 8.700,00

36 Também produzido pela Autodesk, o Inventor teve sua primeira versão lançada em 1999, com alguns recursos e ferramentas que já fazem jus à revolução na área de desenhos técnicos e projetos. A Autodesk traz com o Inventor uma ferramenta de modelagem 3D para os usuários do AutoCad que até então só utilizavam ambiente 2D, mais uma ideia de agilizar o processo de produção de um projeto, onde disponibiliza algumas ferramentas que modelam objetos em ambiente 3D, gerenciam materiais relacionados à esses objetos e auxiliam na produção e fabricação desses produtos. Além da modelagem de peças em 3D, o Inventor ainda traz a possibilidade de montar várias peças uma com as outras conforme o projeto, e ainda realizar testes.

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38 VANTAGENS Gerenciamento de materiais utilizados no projeto, disponibiliza documentos sobre a manufatura do projeto. Ferramentas no ambiente facilitando o acesso do usuário e manuseio do ambiente com botões de vistas dos planos de fácil acesso causando para os usuários um ambiente de fácil uso, mais leve e organizado. Gerador de estruturas baseado em dados técnicos. Gerador de tubulações baseado as normas técnicas.

39 CATIA Criado pela Dassault Systemes em 1977 é o programa amplamente utilizado para desenho de peças industriais. Ao contrário de outros programas de software 3D, software Catia não se baseia em uma abordagem de malha, mas em uma abordagem de modelagem usando curvas (NURBS). É a técnica de modelagem mais preciso que existe. Por ser um software confiável e oferecer um pacote de poderosas ferramentas para as mais variadas áreas da indústria, o CATIA é um software de desenhos 3D padrão de grandes empresas e indústrias aeronáuticas, automotiva, trânsito ferroviário e arquitetura. LICENÇA ANUAL: R$ ,00

40 CATIA é usado para projetar, simular e analisar produtos de diversas áreas e setores, passando pela indústria naval até os bens de consumo e sempre gerando os melhores resultados. A intensa migração dos softwares 2D para os modernos e poderosos softwares 3D é uma realidade irreversível. Com CATIA, a facilidade de criação, de execução e de administração do produto é infinitamente superior

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42 VANTAGENS Ambiente de projeto social baseada em uma única fonte de autenticidade, que é acessado usando poderosos painéis 3D que impulsionam inteligência de negócios, projetada simultaneamente em tempo real e colaboração de todas as partes interessadas, incluindo os trabalhadores móveis. Oferece uma experiência intuitiva com modelagem e simulação apresenta o primeiro nível de 3D para aperfeiçoar a eficácia de todos os usuários, tanto experientes e esporádicos. É uma plataforma de desenvolvimento de produto, inclusive, que é fácil de integrar com processos e ferramentas existentes. Isso permite que várias disciplinas aproveitar eficaz e integrada aplicações especializadas em todas as fases de desenvolvimento do produto. Ele oferece uma solução para modelar produtos complexos e inteligentes através da engenharia de sistemas. Abrange a definição de requisitos, a arquitetura dos sistemas, a modelagem de comportamento e do produto virtual, e muito mais. Com CATIA, a facilidade de criação, de execução e de administração do produto é infinitamente superior. Ele é destinado a quem quer iniciar na área de projetos 3D e deseja atualizar-se com o mercado de trabalho para ganhar em qualidade e desempenho nos seus projetos.

43 SOLIDWORKS Um programa feito por uma empresa não muito conhecida no mercado da engenharia, por engenheiros que idealizavam um sistema CAD com fácil manuseio, com suporte em qualquer computador e baixo custo, o Solidworks em menos de 2 anos ganhou não só o mercado como também prêmios e uma grande transação econômica com uma empresa grande no mercado já conhecida. Desenvolvido pela empresa Solidworks Corporation em 1993, mas até então não havia ganhado o mercado. Em 1995 os três engenheiros responsáveis pelo desenvolvimento do programa CAD para o mercado, acabaram concluindo um programa idealizado de fácil manuseio e que não requeresse um sistema de hardware mais robusto. Em duas semanas no mercado o programa Solidworks eaempresajáganharamoprêmiodemelhorprogramadaáreaindustrialcom melhor custo beneficio. LICENÇA ANUAL: R$ ,00

44 Com esse sucesso a Dassault Systemes comprou em 1997 a Solidworks Coorporation, colocando em seu rol de programas mais uma ferramenta para a área de engenharia com um custo acessível e fácil aceitação. Trabalha com interface parecida com a do Inventor, disponibilizando ferramentas de modelagens em 2D e 3D.

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46 VANTAGENS Tem em relação aos outros programas é em relação ao custo beneficio, já que é um programa CAD que já disponibiliza uma ferramenta de simulação, por um custo acessível e com mais compatibilidade de hardwares no mercado e está tendo fácil aceitação ao mercado industrial. Reduz o trabalho e aumenta a produtividade por parte do projetista. Além de possuir as mais variantes funções, ele é fácil de usar, permitindo ao projetista o conhecimento das informações do projeto sem a necessidade da construção de um protótipo. Ter informações de propriedade mecânica, como massa, peso, sem a necessidade de confeccionar a peça.