Система автоматизированного проектирования (САПР) – сложный комплекс средств, предназначенный для автоматизации проектирования и представляющий собой вид программного пакета, роль которого заключается в создании конструкторской и технологической документации, 3D-моделей и чертежей.
Возможности и области применения САПР
Основная цель разработки платформы – это повышение эффективности труда инженеров с помощью обеспечения взаимодействия с электронно-вычислительными машинами. Оно достигается следующими факторами:
- облегчается процесс конструирования для сотрудников всех отраслей;
- уменьшаются сроки завершения проектов в целом;
- сокращается начальная стоимость работы проектирования за счет устранения издержек и оплаты многочасового труда работников;
- улучшается качество готового продукта и каждого отдельного этапа;
- практически убирается статья расходов на тестирование изделий и устранение погрешностей.
Такой результат достигается за счет ряда достоинств автоматизации:
- обширная и доступная информационная база, заложенная в структуре программы;
- автоматический сбор и классификация всех сопутствующих документов;
- возможность системы параллельного конструирования и, соответственно, предоставления объема работ на текущий момент моделирования;
- заложенная в программе библиотека готовых решений;
- режим проверки и испытаний готового продукта путем математического моделирования;
- подбор и предложение максимально выгодных методов моделирования при минимизации расходов;
- сбор и классификация информации для наиболее выгодного управления предприятием.
Состав и структура САПР
Это обширная система, которая, не смотря на перевод, не полностью соответствует аббревиатуре CAD. В русскоязычный термин входят три базовых понятия:
- CAE (Computer-aided engineering) – программа инженерного анализа, осуществляющая расчет данных.
- CAD (Computer-Aided Design) – этап собственно проектирования и построения схем.
- CAM (Computer-aided manufacturing) – модуль по управлению результатами деятельности двух предыдущих устройств.
На деле все три технологии взаимодействуют и дают возможности в одной программе осуществлять полный цикл конструирования объектов любой сложности.
Существует большое количество пакетов САПР разного уровня. Значительное распространение получили системы, в которых основное внимание сосредоточено на создании «открытых» (т.е. допускающих расширение) базовых графических модулей CAD, а модули для выполнения расчетных или технологических задач (соответствующие блокам САМ и САЕ) остаются для разработки пользователям или организациям, специализированным на соответствующем программировании. Такие дополнительные модули могут использоваться и самостоятельно, без CAD-систем, что очень часто практикуется в строительном проектировании. Они сами могут представлять крупные программные комплексы, для которых разрабатываются свои приложения, позволяющие решать более узкие задачи.
Основные производители систем САПР
Крупнейшим поставщиком программных решений для промышленного и гражданского строительства, машиностроения, рынка средств информации является компания Autodesk, Inc. Компанией создана широкая линейка решений для архитекторов, инженеров, конструкторов, позволяющих им создавать цифровые модели. Технологии Autodesk используются для визуализации, моделирования и анализа поведения разрабатываемых конструкций на ранних стадиях проектирования и позволяют не просто увидеть модель на экране, но и испытать её.
AutoCAD – самая распространенная CAD-система в мире, позволяющая проектировать как в двумерной, так и трехмерной среде. С помощью AutoCAD можно строить 3D-модели, создавать и оформлять чертежи и многое другое. AutoCAD является платформенной САПР, т.е. эта система не имеет четкой ориентации на определенную проектную область, в ней можно выполнять хоть строительные, хоть машиностроительные проекты, работать с изысканиями, электрикой и многим другим.
Компания GRAPHISOFT — один из крупнейших мировых разработчиков и поставщиков программного обеспечения для рынка архитектурно-строительного проектирования (AEC — rchitecture / Engineering / Construction).
Основным программным продуктом компании является ARCHICAD — единая объектно-ориентированная трехмерная система автоматизированного проектирования, предназначенная для решения архитектурно-строительных задач, которые с помощью концепции Виртуального Здания (Virtual Building) реализуют уникальную технологию Информационного Моделирования Зданий (Building Information Modeling — BIM). ArchiCAD — мощная среда 3D-моделирования для работы с объектами по современным технологиям. Система разработана специально для архитекторов: инструментарий программы позволяет строить чертежи и модель из привычных объектов (стен, колонн, перекрытий и т.д.), а интерфейс программы интуитивно ясен. При работе в ArchiCAD не просто создаются отдельные чертежи, а разрабатывается полный набор документации по проекту в одном файле.
Компания АСКОН (www.ascon.ru) — крупнейший российский разработчик инженерного программного обеспечения. При разработке массовых CAD/AEC/PLM-систем под марками КОМПАС, ЛОЦМАН:PLM и ВЕРТИКАЛЬ используются собственные уникальные технологии (3D- и 2D-математическое ядро, параметризация, технологическое проектирование, управление инженерными данными.
Заказчики программного обеспечения АСКОН — предприятия, имеющие в своей структуре инженерные службы (конструкторские и технологические отделы и проектные бюро и т. п.), занимающиеся выпуском проектно-конструкторской документации любого типа (чертежи, схемы, планы, спецификации, пояснительные записки, 3D модели и 3D сборки и т. п.). Потенциально заказчиком АСКОН может стать любое предприятие, где так или иначе создаются чертежи, схемы, планы, спецификации, пояснительные записки, 3D модели и 3D сборки и т. п. Где в структуре предприятия есть инженеры – конструкторы, инженеры проектировщики.
SolidWorks — программный комплекс САПР для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Обеспечивает разработку изделий любой степени сложности и назначения.
Работает в среде Microsoft Windows. Разработан компанией SolidWorks Corporation. SolidWorks — предназначен для создания твердотельных параметрических моделей деталей и последующего полуавтоматического выполнения их рабочих чертежей, сожержащих все необходимые типы изображений. Также поддерживает поверхностное моделирование, проектирование деталей, изготовленных литьем, проектирование деталий, изготовленных из листового материала.
Программный пакет ZWCAD является альтернативой AutoCad особенно в случаях, когда купить AutoCAD представляется невозможным, либо нецелесообразным.
Покупая ZWCAD, вы приобретаете не только хорошо зарекомендовавшую себя программу для инженеров и строителей, но и достигаете значительной экономии денежных средств.
Программа ZWCAD имеет внутренний формат DWG и DXF, таким образом, полная совместимость форматов с распространенными САПР, например, c AutoCAD, реализована на уровне хранения информации. Благодаря внедренному стандарту OpenDWG, ZWCAD открывает, редактирует и сохраняет любые DWG/DXF файлы, созданные в версиях AutoCAD, без каких-либо преобразований. Это делает ZWCAD более совместимым с предыдущими форматами, чем сам AutoCAD последних версий. Чертежи, созданные в ZWCAD, могут затем использоваться как в ZWCAD, так и в AutoCAD без потери данных. В случаях, когда компания имеет собственные наработки или файловый архив чертежей в DWG/DXF, совместимость форматов является обязательным и необходимым условием работы. Это обеспечивает полную совместимость в чтении, редактировании и записи файлов, созданных в AutoCAD.
Удобство работы обеспечивается привычным интерфейсом и возможностью импортировать в ZWCAD меню, созданные в AutoCAD. Команды и кнопки, соответствующие командам и кнопкам AutoCAD, позволяют быстро приступить к работе, потратив минимум времени на переобучение.
Интеграция данных файлов, созданных в других приложениях, например, Microsoft Word или Microsoft Excel не составляет труда — в ZWCAD реализована возможность редактирования внедренного документа непосредственно в создавшем его приложении.
Система автоматизированного проектирования электроники Altium Designer призвана заменить своего предшественника – распространенную САПРпод маркой P-CAD. Хотя многие функции P-CAD перенесены в Altium Designer. Система представляет собой комплексное решение, позволяющее в рамках единой модели данных вести разработку электронных устройств во всех трех аспектах: печатные платы, программируемая аппаратная часть и программная часть. В одном и том же приложении можно разрабатывать принципиальные схемы, проектировать печатные платы и создавать прототипы будущих устройств. Над одним проектом могут работать специалисты разных отделов. В результате инженеры получают возможность сосредоточиться на интеллектуальной составляющей изделия, на совершенстве его электронной начинки, что во многом определяет конкурентные преимущества выпускаемой продукции.
Программный продукт для двумерного черчения и трехмерного проектирования, одновременно служащий платформой для запуска нескольких сотен сторонних приложений. Доступная по цене альтернатива продукту AutoCAD, совместимая с ним по формату файлов .dwg, набору команд и интерфейсам прикладного программирования. Существуют версии BricsCAD для платформ Windows, Linux и Mac OS X
В отличие от AutoCAD и его аналогов, BricsCAD представляет собой унифицированную среду для эффективной работы с 2D и 3D данными, предлагая полноценный набор инструментов для 3D MCAD (включая проектирование изделий из листового металла) и BIM в рамках единой платформы.
OEM-версия BricsCAD входит в состав ПО CADMAN компании LVD(Бельгия), одного из признанных мировых лидеров в области производства станков и интегрированного программного обеспечения для обработки листового металла.
В настоящее время на рынке присутствуют самые разные современные CAD системы, которые отличаются между собой как по функциональности, так и по стоимости. Выбрать подходящую систему автоматизированного проектирования среди многих CAD – непростая задача. При принятии решения необходимо ориентироваться на потребности предприятия, задачи, которые стоят перед пользователями, стоимость приобретения и содержания системы и многие другие факторы.
SketchUp Pro – программа для трехмерного моделирования для архитекторов, дизайнеров, строителей, инженеров и производителей различных товаров. Решение включает широкий спектр инструментов для рисования и создания чертежей, палитру материалов, палитру настроек тени и многое другое.
Оборудование для 3d печати
3D сканеры:
3д-сканер технологичное устройство, которое может с очень высокой точностью считывать 3D-поверхность и формировать трехмерную модель, а затем отправлять полученные данные на ПК. Устройство передаёт на компьютер информацию о форме, цвете, размере, толщине и поверхности сканируемого объекта.
Поверхность модели считывается оптическим методом, то есть сканер оборудован двумя съёмочными камерами, которые отдалены друг от друга на некоторое расстояние. Так же у сканера есть проектор, который транслируется на сетку и камера считывает форму самой сетки. Поскольку между камерами есть расстояние, то на данной основе они понимают дальность до каждого пикселя сетки. Таким образом, они видят свою модель и сохраняют её как объёмное целое.
Единственный недостаток у сканера – это то, что у него нет функции распознания объектов некоторых цветов. Проще говорят, сканер не знает, что сканировать нужно, а что нет. Именно поэтому придётся отказаться от сканирования зеркальных предметов и предметов тёмного цвета, особенно чёрного, так как сканер чёрный не видит. Что касается сканируемой модели, то она должна иметь светлые тона, чтобы не было проблем с распознаванием цвета в освещении проектора.
Виды:
1. Ручные сканеры с разнообразной разрешающий способностью и погрешность измерений.
2. Стационарные сканеры для гео изысканий, строительства и архитектуры, сканирования больших объектов в промышленности.
3. Стационарные высоко точные сканеры, внесённые в национальный реестр средств измерения.
3D принтеры:
3D-принтер — это периферийное устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по цифровой 3D-модели. В зарубежной литературе данный тип устройств также именуют фабберами, а процесс трехмерной печати — быстрым прототипированием (Rapid Prototyping)
С помощью 3D-печати можно распечатать точную копию изделия по заданным параметрам. Так мы увидим, насколько деталь соответствует чертежам и способна вписаться в общую конструкцию.
На сегодняшний день, отечественные компании все чаще приобретают 3д-принтеры, чтобы распечатывать наработки, смотреть их, щупать руками, что помогает в короткие сроки данный компонент внедрить.
Естественно, это к тому же помогает снизить затраты и издержки производства. Если раньше требовалась технологическая подготовка производства, изготовление оснастки, где каждая итерация является изменением оснастки и, соответственно, дополнительными затратами, то сегодня можно сразу деталь распечатать на 3д-принтере.
И даже если находится ошибка моделирования, то затраты компании в этом случае – это просто следующая итерация печати. А она на порядок меньше, чем изготовление нового компонента как по времени, так и по деньгам.