CAD & CAM

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CAD/CAM E SEU PAPEL NA MANUFATURA
Bibiana Couto
Carlos Rafael Costa
Mário Miguel
Paulo Santana
Priscilla Viana
Orientador: Liz Augusto				2014.2
CAD
Computer Aided Design/Drafting: Projeto ou desenho técnico.
Aplicação de sistemas computacionais para auxiliar as etapas que envolvem desenhos e projetos.
CAD 2D x CAD 3D
CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS CAD
No âmbito comercial, podem ser divididos em três categorias:
Sistemas CAD de pequeno porte (low-end);
Sistemas CAD de médio porte (middle-end);
Sistemas CAD de grande porte (high-end);
SISTEMAS CAD DE PEQUENO PORTE (low-end)
Foi o início dessa tecnologia;
Utilizados para representar objetos e formas geométricas em duas dimensões;
Entidades de baixa ordem 
(retas, círculos, curvas): simplicidade 
matemática para representação;
Vantagens:
Baixo custo ;
Sistemas genéricos;
Fácil utilização, armazenamento, busca de dados, alterações e modificações nos desenhos;
Limitações:
Na comunicação com outros sistemas Cax;
Análises mecânicas;
Ausência de informações de volume ou superfície.
SISTEMAS CAD DE PEQUENO PORTE (low-end)
SISTEMAS CAD DE PEQUENO PORTE (low-end)
Exemplos:
QCAD RibbonSoft;
Unicad UniOPPEN Software;
Autocad Autodesk.
SISTEMAS CAD DE MÉDIO PORTE (middle-end)
Capacidade de representação geométrica em três dimensões, de forma realística, e não por vistas e perspectivas;
Gera objetos com informações superficiais e características mecânicas, como centro de gravidade e volume;
Auxilia diferentes etapas de projeto e pode ser responsável por:
Modelamento de produtos tridimensionais;
Análise de formas geométricas para manufatura;
Análises de interferências em peças e conjuntos-montados;
Definição de volume e centro de massa do produto;
Geração de desenhos em 2D com cotas e dimensionamentos;
Análises de suavidade e continuidade entre superfícies;
Gerenciamento de projeto.
São os sistemas mais robustos e englobam todos os recursos dos sistemas anteriores, acrescentando: 
Capacidade de modelamento híbrido; 
Recursos de visualização fotográfica; 
Integrados com diversos módulos, CAM, CAE, CAI, etc, em um único software. 
Esta é uma classificação genérica, e por se tratar de uma área em constante evolução, poderá sofrer alterações de acordo com o desenvolvimento tecnológico. 
SISTEMAS CAD DE GRANDE PORTE (high-end)
MÉTODOS DE REPRESENTAÇÃO 3D
Wireframe; possibilita a ligação de linhas entre pontos nos espaços 3D, permitindo a criação de modelos espaciais e garantindo a consistência de vistas 2D derivadas e cotagem associada;
CSG: são usados para construir componentes que são objetos sólidos e não simplesmente uma malha de linhas traçadas.
Brep; versatilidade na geração de modelos complexos e na velocidade de verificações, já que armazena os parâmetros das arestas de forma explícita;
Híbrida: união dos métodos CSG e Brep.
Paramétrica: Permite que se crie modelos de produtos com dimensões variáveis, as dimensões são ligadas por meio de expressões
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MODELAMENTO EM SISTEMAS CAD
A modelagem virtual consiste em representar um objeto tridimensional (representados por meio de coordenadas cartesianas no espaço x,y,z) em ambiente computacional.
Técnicas de modelamento.
Geometrias primitivas: são necessárias apenas informações das dimensões do objeto e sua localização no espaço.
Geometrias baseadas em domínio wireframe: operação de revolução ou extrusão de um perfil.
Geometrias de intersecção: superfícies suaves, a fim de realizar a intersecção entre as demais, princípios blend (mistura de ambas as formas geométricas) e fillet (obedece com rigor ao valor de raio definido pelo usuário.
Geometrias primitivas:
Geometrias baseadas em domínio wireframe;
Geometrias de intersecção.
PROGRAMAÇÃO EM CAD
A utilização de programação com linguagem simples e acessível a usuários normais, permitem o desenvolvimento de aplicação próprias, sendo possível:
Automatizar e acelerar processos de projeto e desenho;
Criar e adaptar caixas de diálogo;
Manipular os objetos do Software;
Efetuar cálculos matemáticos, envolvendo parâmetros geométricos dos objetos;
Comunicação com outros programas.
SELEÇÃO DE UMA PLATAFORMA CAD
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VANTAGENS
Melhorar a qualidade do projeto;
Melhorar a comunicação;
Criar banco de dado para manufatura;
Aumentar a produtividade do projetista/engenheiro;
Diminui tempo de projeto.
DESVANTAGENS
Custo associado a aquisição do Software;
Custo associado a aquisição de Hardware específico para essas aplicações;
Custo associado a formação de profissionais;
APLICAÇÕES
Aeroespacial: testes de estrutura e projeto hidráulico;
Arquitetura: plantas, elevações, perspectivas, elétrica e hidráulica;
Automotivo: projeto de carroceria e parte elétrica;
Eletrônico: placa de circuito impresso e processos de circuito integrado;
Mecânico: projeto de máquinas, processos, ferramentas e acessórios;
CAM
CAM (Computer Aided Manufacturing - Fabricação Assistida por Computador) refere-se a todo e qualquer processo de fabricação controlado por computador.
 Sua origem remonta-se ao desenvolvimento das máquinas controladas numericamente (C.N.) no final dos anos 40 e inicio dos 50. Quando estas máquinas começaram a ser controladas por computador, no fim dos anos 50 inicio dos 60, surgiu o termo C.N.C. Atualmente a sigla (CNC) engloba diversos processos automáticos de fabricação, tais como; fresamento, torneamento, oxicorte, corte a Laser, entre outros. Assim sendo, o termo CAM é empregado para todas estas disciplinas e para qualquer outra que possa surgir.
CAM
Utiliza recursos computadorizados no planejamento e controle de unidades de produção. Quando o CAD concede dados da geometria – de projeto- para um sistema CAM, o sistema agrupado é chamado de CAD/CAM.
O CAM é percebido como uma ferramenta de auxílio via computador para a preparação da fabricação, reproduzindo as tecnologias usadas no chão de fábrica.
Geração de programas para máquinas CNC via software.
Principal aplicação: programação de usinagem por fresamento (3 a 5 eixos simultâneos).
Comandam máquinas de eletroerosão, tornos, corte a Laser ou jato d’água, entre outros.
CAM
CAM
Conforme a figura, é permitida a visualização das operações de usinagem por intermédio de programas de CAM, propiciando devido seus recursos uma otimização do processo de manufatura.
Especializada em equipamentos industriais para siderúrgicas, manuseio e movimentação de cargas, centrais hidrelétricas, indústrias de petróleo e gás; a empresa X antes de migrar para o sistema CAM programava os processos de usinagem manualmente, desde os cálculos de percurso de ferramentas, edição e inserção dos programas nas máquinas CN. 
Muito tempo era consumido nesse processo, além de não atender à demanda da fábrica e gerar muitos erros de programação. Para resolver esses problemas que a empresa incorporou softwares de CAM em seu sistema de produção. 
CASO PRÁTICO
CASO PRÁTICO
Com a inserção da nova tecnologia foram alcançados benefícios como:
-Versatilidade e rapidez na elaboração de programas;-  
- Geração de programas mais confiáveis;
- Redução de peças refugadas;
- Eliminação da perda de tempo com correções dos programas durante o processo de fabricação;
- Redução drástica dos custos referentes às horas de programação.
TROCA DE DADOS CAD/CAM
As bases de dados tendem a substituir as folhas de projeto em todas as fases de design e fabricação de um objeto.
Forma: informação topológica, geométrica e características de forma;
Auxiliar: informação gráfica, de parâmetros da base de dados, etc;
Design: informação gerada para fins de análise 9massa, elementos finitos);
Fabricação: informação sobre ferramentas, maquinação, tolerâncias, planeamento, custos, etc.
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
Trata-se de um trabalho aprofundado.
Exige tanto conhecimento teórico
como prático.
Proporciona inúmeros desafios.
Grandes responsabilidades.
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
Basicamente a elaboração de um projeto pode ser subdividida em 4 etapas principais:
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CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
1 - Através de uma interface amigável e um editor CAD direcionado para Engenharia, o usuário cria a estrutura, isto é, define a posição dos elementos, por exemplo peças, pilares, vigas e as cargas que atuarão.
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
2 – O sistema gera e calcula automaticamente modelos matemáticos, compostos por grelhas e pórticos, que simulam o comportamento da estrutura.
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
3 – Através de visualizadores gráficos específicos que mostram diagramas de esforços e deslocamentos, o Engenheiro interpreta os resultados oriundos do processamento.
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
4 - De acordo com os esforços obtidos, o sistema automaticamente dimensiona e detalha as armaduras necessárias em cada um dos elementos.
5 – Através de editores especiais, o Engenheiro otimiza e redefine de acordo com a sua necessidade, fazendo em seguida as mesmas etapas anteriores nos locais modificados.
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
6 – Para finalizar, todo o conjunto de desenhos é rapidamente organizado pelo sistema de pranchas com tamanho, margem e carimbo personalizados.
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
O CAD/CAM, possui um programa chamado Modelador Estrutural, na qual toda a edificação pode ser lançada de forma 100% gráfica.
O Modelador Estrutural possui diversos recursos direcionados para Engenharia que tornam o lançamento estrutural mais eficiente. 
Alguns exemplos são a inclusão de desenhos de referência, tratamento por objetos, visualização 3D.
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
CAD/CAM E SEUS CÁLCULOS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Engenharia Integrada por computador e sistemas: CAD/CAM/CNC. Princípios e aplicações; SOUZA, Adriano; ULBRICH Cristiane. 1ª edição.