Komputerowe wspomaganie projektowania (CAD) w branży metalurgicznej: możliwości i korzyści

Ostatnie 20 – 30 lat to bardzo dynamiczny rozwój technik komputerowych, w tym metod komputerowego wspomagania procesów technologicznych. Korzysta na tym także przemysł, a produkcja wszelkiego rodzaju wyrobów stała się zdecydowanie szybsza, zautomatyzowana, wydajniejsza. Bardzo rozpowszechnione są dziś zarówno CAD (Computer Aided Design), CAE (CAE (Computer Aided Engineering) jak i CAM (Computer Aided Manufacturing) oraz CIM (Computer Integrated Manufacturing). Wszystkie one składają się na nadrzędny system zarządzania cyklem życia produktu, określany jako PLM (Produkt Lifecycle Management). Skupmy się jednak na CAD i jego wykorzystaniu w metalurgii. Jakie korzyści niesie ze sobą jego stosowanie?

Systemy komputerowego wspomagania projektowania, czyli czym jest CAD?

Pierwsze programy, na kanwie których powstał CAD jaki znamy obecnie, pochodzą z lat 60. ubiegłego stulecia. Stworzył je Pierre Bézier, inżynier z firmy Renault. Programy te pozwalały tworzyć oraz modyfikować rysunki dokumentacji konstrukcyjnej, toteż określano je Computer Aided Drafting. W owych czasach programy tego typu wymagały zastosowania komputerów o dużych rozmiarach, w związku z czym nie były stosowane powszechnie. Branżami, w których na ogół z nich korzystano była branża stoczniowa, energetyczna oraz militarna. Moc obliczeniowa komputerów zwiększała się, a komputery zostały znacznie zminiaturyzowane w latach 80., dzięki czemu system CAD mógł się bardziej upowszechnić. To, co dotychczas znajdowało się na deskach kreślarskich, w wielu fabrykach zapisywano odtąd komputerowo. Czas produkcji znacząco ulegał skróceniu, zakłady mogły przez to pracować znacznie wydajniej, a same wyroby tworzone były z większą precyzję i dokładnością.

Czym dzisiaj jest CAD? To narzędzie, bez którego trudno jest dziś wyobrazić sobie pracę jakiegokolwiek inżyniera. Oprogramowanie CAD/CAM pozwala projektować oraz programować zaawansowane elementy części maszyn, etc. Programy CAD różnią się między sobą pod kątem zakresu wspomagania prac inżynierskich oraz stopnia uniwersalności. Można je podzielić na:

• programy służące do kreślenia,
• modelery średniego poziomu,
• modelery wysokiego poziomu.

Praca z użyciem oprogramowania CAD, a więc cyfrowe modelowanie, to krok pośredni pomiędzy pomysłem, a wytwarzaniem danego produktu. Oprogramowanie to pozwala:

• zaprezentować produkt w sposób multimedialny,
• dokonać wirtualnej obróbki produktu,
• sporządzić dokumentację płaską,
• zoptymalizować proces,
• dokonać niezbędnych analiz, w tym analizy kosztów, etc.

Za pomocą CAD można tworzyć zarówno projekty 2D jak i 3D.

Zalety korzystania z CAD w metalurgii

Jak już wspomniano, praca na oprogramowaniu CAD jest znaczącym usprawnieniem dla inżynierów i wszelkich projektantów. Oprogramowanie to pozwala:

• modelować szkieletowo,
• kreślić w trybie 2D,
• modelować powierzchniowo 3D,
• modelować bezpośrednio,
• modelować bryłowo 3D – umożliwia to odczytanie objętości, ciężaru czy gęstości i innych własności fizycznych tworzonego modelu.

Jakie korzyści dla danego zakładu niesie ze sobą praca z tym oprogramowaniem? Przede wszystkim CAD znacząco ogranicza możliwość wystąpienia błędów, które pojawiają się nieraz podczas projektowania i na etapie produkcji. Praca na tym oprogramowaniu wpływa na poprawę jakości produktu finalnego, zwiększa efektywność pracy zespołowej i indywidualnej, pozwala na uzyskanie cyfrowego prototypu projektowanej rzeczy, etc. Po skończeniu danego projektu i prac nad danym wyrobem, CAD pozwala na sprawne zarządzanie dokumentacja projektową i archiwizowanie jej.

Trudno dziś wyobrazić sobie branże, które nie wykorzystywałyby na co dzień CAD w swojej pracy. Oprogramowanie to sprawdza się w przemyśle (nie tylko metalurgicznym), ale i w architekturze, budownictwie, w branży elektronicznej, motoryzacyjnej, aż po projektowanie ogrodów czy medycynę. Program pozwala wizualizować sobie produkt, zanim ten trafi do produkcji, znacząco wpływając na produktywność zakładu, a często także na kreatywność osoby na nim pracującej.