CAD – תכנון וייצור בעזרת מחשב – סוגים שונים של תוכנות – כתבה רביעית בסדרה

CAD – תכנון וייצור בעזרת מחשב – סוגים שונים של תוכנות – כתבה רביעית בסדרה

בשלושת הכתבות הקודמות למדנו מהי טכנולוגיית תכנון וייצור בעזרת מחשב, סקרנו את המשתמשים בשיטה ומהם השימושים הרבים שנעשים בה ברחבי העולם.
בכתבה רביעית זו נצלול יותר פנימה ונציג את סוגי ה- CAD הקיימים ומי עשוי למצוא שימוש בכל אחד מהם.

ישנם מספר סוגים שונים של CAD, כל אחד מצריך מהמשתמש חשיבה שונה לגבי השימוש ותכנון הרכיבים בצורה וירטואלית. ישנם יצרנים רבים של מערכות CAD דו מימדיות (2D) פשוטות כולל מספר תוכנות חינמיות בעלות קוד פתוח. תוכנות אלו מעניקות גישה לתהליך השרטוט ללא הצורך בבלגן שכרוך בשרטוט ידני, כיוון שהן ניתנות להתאמה כנדרש במהלך יצירת השרטוט הסופי.

הרחבה של תרשים דו מימדי הינה wireframe תלת מימדי. כל קו בשרטוט נכנס למודל בצורה ידנית. למוצר הסופי אין מאפייני מסה שקשורים אליו ולא ניתן להוסיף אליו מאפיינים בצורה ישירה. הגישה של המשתמש כאן דומה לגישתו אל מערכות 2D, על אף שמערכות תלת מימד רבות מאפשרות שימוש במודל wireframe על מנת ליצור את זוויות התרשים ההנדסי הסופי.

מוצקים “אילמים” בשלושה מימדים נוצרים בצורה מקבילה למניפולציה שנעשית על עצמים בעולם האמיתי. לצורות גיאומטריות תלת מימדיות פשוטות כגון מנסרות, צילינדרים, כדורים ועוד, יש נפחים קבועים אשר נוספים להם או מופחתים מהם, ממש כאילו מרכיבים או חותכים עצמים בעולם האמיתי. מוצקים פשוטים בתלת מימד לא כוללים בד”כ כלים אשר יאפשרו בקלות תנועת רכיבים, יגבילו את התנועה או יזהו התערבות בין הרכיבים.

ישנם שני סוגים של מודלים של מוצקים:

1. 3D parametric solid modeling מאפשר למפעיל להשתמש במה שמכונה “כוונת התכנון”. העצמים והמאפיינים שנוצרים ניתנים לשינוי. כל התאמה שתבוצע בעתיד תשנה את הדרך בה החלק המקורי נוצר. אם הייתה כוונה למקם מאפיין מסוים ממרכז החלק, על המשתמש למקם אותו ממרכז המודל. המאפיין יכול להיות ממוקם ע”י שימוש בכל אובייקט גיאומטרי שכבר קיים בחלק, אך מיקום רנדומלי זה יבטל את כוונת התכנון.
2. Explicit Modellers or Direct 3D CAD Modelers מספקים את היכולת לערוך גיאומטריות ללא עץ היסטוריה. עם שיטת מודל ישירה, ברגע שנעשה שימוש בשרטוט כדי ליצור גיאומטריה, השרטוט משתלב בתוך הגיאומטריה החדשה והמתכנן פשוט מתאים את הגיאומטריה ללא צורך בשרטוט המקורי.

מערכות CAD ברמה הגבוהה מציעות יכולות של שילוב יותר אורגני, אסטתי וארגונומי של מאפיינים לתוך התרשימים. לעיתים קרובות משלבים Freeform surface modeling עם מוצקים כדי לאפשר למתכנן ליצור מוצרים שמתאימים לדרישות האנושיות, כמו שהם מתממשקים עם המכונה.

תוכנת ®COMSOL Multiphysics אותה משווקת בלעדית בישראל חברת נומריקל בע”מ, הינה תוכנת סימולציות מובילה המשמשת לתכנון ועיצוב מוצרים ומתפקדת כמעבדה ניסויית וירטואלית עם תוצאות תואמות מציאות. אל התוכנה ניתן לייבא תרשימים מתוכנות CAD רבות ותוכנות שרטוט כגון SolidWorks® , ולבנות מודלים מגוונים עליהם מבוצעים צימודים מולטיפיזיקליים ובחינת השפעות בדרך של אנליזה נומרית.