CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC
3.1. Công nghệ CAD/CAM/CNC:
3.1.3. CAD (Computer-aided Design)
CAD – tên tiếng Anh là (Computer-aided Design). Tức là thiết kế có sự trợ giúp của máy tính. Thiết kế ở đây được hiểu là vẽ chi tiết hoặc sản phẩm bằng máy vi tính dưới dạng 2D hoặc mô hình hóa ở dạng 3D.
Quá trình thiết kế được chia làm 6 giai đoạn: - Xây dựng nhiệm vụ
- Thiết kế tổng thể - Thiết kế chi tiết - Tính toán phân tích - Lập tài liệu thiết kế
Hình 3.1.3 : Quá trình thiết kế CAD.
Việc sử dụng công cụ tin học và điện tử trong công việc thiết kế -thiết kế với sự trợ giúp của máy tính điện tử (CAD) có thể chia thành 4 công đoạn chính bao gồm:
Mô hình hóa hình học Tính toán kỹ thuật Thiết kế tối ưu
Mô hình hình học: ứng dụng hệ thống CAD để phát triển việc mô tả toán học của các vật thể hình học. Các mô hình hình học này được lưu trữ trong hệ cơ sở dữ liệu (trong bộ nhớ máy tính) cho phép người sử dụng biểu diễn hình ảnh của mô hình trên các thiết bị đồ họa và thực hiện các thao tác dựng hình.
Tính toán phân tích kỹ thuật: sau giai đoạn thiết kế mô phỏng hình học. Mô hình thiết kế cần phải được tính toán phân tích (để đảm bảo các thông số kỹ thuật), ví dụ: kiểm tra độ bền, biến dạng, quá trình trao đổi nhiệt. Quá trình tính toán phân tích kỹ thuật được thực hiện thông qua các phần mềm CAE.
Lập tài liệu thiết kế tự động: đây là công việc thể hiện kết quả thiết kế - tự động tạo các hình chiếu, tạo bản vẽ kỹ thuật bao gồm cả ghi kích thước từ mô hình 3D đã được thiết kế. Tóm lại: vai trò cơ bản nhất của CAD là để xác định hình học của thiết kế như hình dáng hình học của các chi tiết cơ khí, các kết cấu kiến trúc, mạch điện tử, mặt bằng nhà cửa trong xây dựng… Các ứng dụng điển hình của CAD là tạo bản vẽ kỹ thuật với đầy đủ các thông tin kỹ thuật của sản phẩm và mô hình hình học 3D của sản phẩm. Hơn nữa, mô hình CAD này sẽ được dùng cho các ứng dụng CAE và CAM sau này. Đây là lợi ích lớn nhất của CAD vì có thể tiết kiệm thời gian một cách đáng kể và giảm được các sai số gây ra do phải xây dựng lại hình học của thiết kế mỗi khi cần đến nó.
Ứng dụng của CAD:
Hình 3.1.3.1: CAD được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
- Sản phẩm hay còn gọi là đầu ra của CAD sẽ là các file bản vẽ điện tử chứa các dữ liệu về hình học để phục vụ cho việc in ấn bản vẽ hoặc phục vụ việc tạo ra dữ liệu cho quá trình gia công chế tạo
- CAD không chỉ bao gồm vấn đề mô tả hình học:
+ Tương tự như các bản vẽ kỹ thuật vẽ bằng tay, đầu ra của CAD còn phải chuyển tải thêm các thông tin khác như vật liệu, kích thước và dung sai + Thiết kế trong CAD chủ yếu thiết kế kĩ thuật, chứ không phải là thiết kế đồ họa đơn giản, và sản phẩm được tạo ra từ CAD thường bao gồm các kích thước chính xác, dung sai và thậm chí là yêu cầu về vật chất tạo ra sản phẩm.
Ưu điểm CAD mang lại:
- Tăng năng suất thiết kế
- Hỗ trợ việc sửa đổi thiết kế dễ dàng
- Nâng cao chất lượng và độ chính xác bản vẽ - Cải hiện việc trao đổi thông tin,
- Giữa các nhóm (kỹ sư) thiết kế, chế tạo và nhà cung cấp - Với các ứng dụng khác như CAM, FEM, CAE
- Marketting, trình bày sản phẩm
- Tạo ra cơ sở dữ liệu phục vụ cho quá trình gia công chế tạo sau này.