CAD – תכנון וייצור בעזרת מחשב – הטכנולוגיה מאחורי השיטה – כתבה חמישית בסדרה
בארבע כתבות הספקנו להכיר את שיטת התכנון והייצור בעזרת מחשב, למדנו מי עושה בה שימוש ואילו שימושים נרחבים קיימים בעזרתה. בכתבה האחרונה בסדרה נבין מהי הטכנולוגיה העומדת מאחורי השיטה.
במקור תוכנות לתכנון וייצור בעזרת מחשב התפתחו עם שפות מחשב כמו Fortran, ALGOL ועוד. אך עם התקדמות שיטות התיכנות המבוססות אובייקטים, הדבר השתנה בצורה קיצונית. שיטות מידול מודרניות טיפוסיות כמו parametric feature based modelerאו מערכות freeform surface נבנות סביב מספר מודולים בשפת תיכנות C עם ממשק התיכנות האופייני לכל אחד.
מערכת CAD יכולה להיראות כבנויה מהאינטרקציה של ממשק משתמש גרפי עם גיאומטריה NURBS ו/או נתוני boundary representation דרך geometric modeling kernel. ניתן להשתמש גם במנוע האילוץ הגיאומטרי על מנת לנהל את היחסים האסוציאטיביים בין גיאומטריות, כגון מסגרת של גיאומטריה בשרטוט או רכיבים בהרכבה.
יכולות בלתי צפויות של יחסים אסוציאטיביים אלה הובילו ליצירת אבטיפוס חדש שנקרא אבטיפוס דיגיטלי. זאת בניגוד לאבטיפוס מוחשי שמצריך זמן תכנון וייצור. מודלים של CAD יכולים להיווצר ע”י מחשב לאחר שהאבטיפוס המוחשי נסרק בעזרת מכונת סריקה CT תעשייתית. תלוי בטבע העסק, ניתן לבחור מראש אבי טיפוס מוחשיים או דיגיטליים בהתאם לצרכים הספציפיים.
יכולות בלתי צפויות של יחסים אסוציאטיביים אלה הובילו ליצירת אבטיפוס חדש שנקרא אבטיפוס דיגיטלי. זאת בניגוד לאבטיפוס מוחשי שמצריך זמן תכנון וייצור. מודלים של CAD יכולים להיווצר ע”י מחשב לאחר שהאבטיפוס המוחשי נסרק בעזרת מכונת סריקה CT תעשייתית. תלוי בטבע העסק, ניתן לבחור מראש אבי טיפוס מוחשיים או דיגיטליים בהתאם לצרכים הספציפיים.
כיום מערכות CAD קיימות בכל הפלטפורמות הגדולות (Windows, Linux, UNIX and Mac OS X). חלק מהחבילות אף תומכות במספר פלטפורמות.
נכון להיות לא נדרשת חומרה מיוחדת עבור רוב תוכנות ה CAD. למרות זאת, מערכות CAD מסוימות יכולות לבצע משימות גרפיות וחישוביות מורכבות, כך שמומלץ שיהיה מותקן על המחשב כרטיס גרפי מתקדם, מעבד מהיר וזיכרון RAM בכמות גדולה.
נכון להיות לא נדרשת חומרה מיוחדת עבור רוב תוכנות ה CAD. למרות זאת, מערכות CAD מסוימות יכולות לבצע משימות גרפיות וחישוביות מורכבות, כך שמומלץ שיהיה מותקן על המחשב כרטיס גרפי מתקדם, מעבד מהיר וזיכרון RAM בכמות גדולה.
ממשק אדם – מכונה הינו לרוב דרך עכבר המחשב אך יכול להיות גם דרך עט מיוחד ומשטח רישום דיגיטלי (טאבלט). לרוב ניתן גם לבצע מניפולציה של צורת המודל על המסך בעזרת השימוש ב- Spacemouse/SpaceBall. חלק מהמערכות תומכות גם בזכוכית סטריאוסקופית על מנת לצפות במודל התלת מימדי. טכנולוגיות שבעבר היו מוגבלות להתקנים גדולים או יישומים של מומחים, הפכו לזמינות לקבוצה רחבה של משתמשים.
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.