CAD vs CAE vs CAM :quelle est la différence ?

Qu'est-ce que la CAO ? Qu'est-ce que le CAE ? Qu'est-ce que la CAM ? Quels sont ces logiciels et en quoi sont-ils différents les uns des autres ? La première chose à savoir sur ces trois systèmes est les deux premières lettres de chaque abréviation. « CA » signifie Computer-Aided, ce qui signifie que les trois systèmes sont créés pour aider l'utilisateur à atteindre son objectif plus rapidement en utilisant la puissance des ordinateurs pour le traitement. La dernière lettre pour CAO est Conception, pour CAE, Ingénierie et pour CAM, Fabrication. Ce sont des logiciels d'ingénierie et de fabrication. Chacun a son propre objectif. L'article plongera dans un aperçu de haut niveau des trois systèmes, de leur utilisation et de leur objectif global.

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Présentation de la conception assistée par ordinateur

Un programme de CAO est une technologie informatique qui conçoit un produit et documente la phase de conception du processus d'ingénierie. La CAO peut faciliter le processus de fabrication en transférant des diagrammes détaillés des matériaux, des processus, des tolérances et des dimensions du produit. Il peut être utilisé pour produire des diagrammes 2D ou 3D, qui peuvent ensuite être tournés pour être visualisés sous n'importe quel angle, même de l'intérieur vers l'extérieur.
La conception assistée par ordinateur est l'utilisation de systèmes informatiques pour aider à la création, la modification et l'optimisation de la conception. Ceci est souvent considéré comme un logiciel d'ingénierie.

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Les programmes de CAO modernes peuvent améliorer les éléments suivants :

1. Augmenter la productivité de l'ingénieur
2. Améliorer la qualité de la conception
3. Améliorer les communications grâce à la documentation
4. Créer une base de données pour la fabrication

La sortie CAO se présente souvent sous la forme de fichiers électroniques pour l'impression, l'usinage ou d'autres opérations de fabrication.

Les programmes de CAO modernes pour la conception mécanique utilisent des graphiques vectoriels pour les objets ou peuvent produire des graphiques raster montrant l'apparence globale des objets de conception.

Cependant, les logiciels d'ingénierie nécessitent plus que des formes. Comme dans la rédaction manuelle ou les dessins techniques et d'ingénierie, la sortie des programmes de CAO doit transmettre des informations, telles que les matériaux, les processus, les dimensions et les tolérances, conformément aux conventions spécifiques à l'application.
La CAO est un art industriel important largement utilisé dans de nombreuses applications, notamment les industries automobile, navale et aérospatiale, l'architecture, les prothèses et bien plus encore. La CAO est également largement utilisée pour produire des animations informatiques pour les effets spéciaux dans les films, la publicité et les manuels techniques, souvent appelés DCC (création de contenu numérique). La CAO a été une force motrice majeure pour la recherche en géométrie computationnelle, en infographie et en géométrie discrète.

Utilisations des programmes de CAO modernes

La Conception Assistée par Ordinateur est l'un des nombreux outils utilisés par les ingénieurs et les concepteurs et est utilisé de plusieurs manières selon le métier de l'utilisateur et le type de logiciel en question. La CAO fait partie de l'ensemble de l'activité de développement de produits numériques (DPD) au sein des processus de gestion du cycle de vie des produits (PLM). comme :

1. Ingénierie assistée par ordinateur (IAO)
2. Fabrication assistée par ordinateur (FAO)
3. Rendu photo réaliste
4. Gestion des documents et contrôle des révisions à l'aide de la gestion des données produit (PDM)

La CAO s'est également avérée utile pour les ingénieurs, en utilisant quatre propriétés qui sont :

1. Histoire
2. Caractéristiques
3. Paramétrage
4. Contraintes de haut niveau

L'historique de construction peut être utilisé pour revenir sur les caractéristiques personnelles du modèle et travailler sur un seul élément plutôt que sur l'ensemble du modèle. Les paramètres et les contraintes peuvent être utilisés pour déterminer la taille, la forme et d'autres propriétés des différents éléments de modélisation.

Qui utilise la conception assistée par ordinateur ?

Voici une courte liste de personnes qui utiliseraient très probablement la CAO dans le cadre de leur travail.

• Architecture
• Ingénieurs civils
• Ingénieurs électriciens
• Responsable des installations
• Designers d'intérieur
• Ingénieurs mécaniciens
• Ingénieurs en structure
• Les géomètres
• Ingénieurs de fabrication
• Ingénieurs en acoustique
• Ingénieurs en protection incendie
• Concepteurs de services alimentaires

Cette liste s'allonge encore et encore. La conception assistée par ordinateur est utilisée dans de nombreuses industries de l'aérospatiale, de l'automobile, du textile, de l'électronique et bien plus encore. La conception assistée par ordinateur permet aux entreprises d'explorer des idées modélisées avant la mise en œuvre du prototypage physique. Les logiciels d'ingénierie sont principalement utilisés par les ingénieurs.

Présentation de l'ingénierie assistée par ordinateur

Est-ce l'utilisation généralisée de logiciels pour faciliter les tâches d'analyse technique. Les logiciels d'ingénierie incluent l'analyse par éléments finis (FEA), la dynamique des fluides computationnelle (CFD), la dynamique multicorps (MDB) et l'optimisation.
Les logiciels d'ingénierie qui ont été développés pour soutenir ces activités sont considérés comme des outils CAE. Les outils de CAE sont utilisés, par exemple, pour analyser la robustesse et les performances des composants et des assemblages. Le terme englobe la simulation, la validation et l'optimisation des produits et des outils de fabrication. À l'avenir, les systèmes CAE seront les principaux fournisseurs d'informations pour aider les équipes de conception à prendre des décisions.

Réseau Nodal d'Ingénierie Assistée par Ordinateur

En ce qui concerne les réseaux d'information, les systèmes CAE sont considérés individuellement comme un seul nœud sur un réseau d'information total et chaque nœud peut interagir avec un autre nœud sur le réseau. Ces nœuds jouent un rôle dans la méthode des éléments finis qui utilise la géométrie du modèle existant pour construire un réseau nodal à travers l'ensemble du modèle qui est ensuite utilisé pour déterminer comment le modèle fonctionnera, en fonction des paramètres que la pièce réelle connaîtrait, dans le monde réel. Les paramètres suivants sont généralement utilisés en génie mécanique pour les simulations CAE :

1. Température
2. Pression
3. Interactions des composants
4. Forces appliquées

La plupart des paramètres utilisés pour la simulation sont basés sur l'environnement et les interactions que le modèle connaîtrait pendant le fonctionnement. Ceux-ci sont entrés dans le logiciel CAE comme un moyen de voir si la pièce pouvait théoriquement gérer les contraintes de conception.

Les systèmes CAE peuvent apporter un soutien aux entreprises. Ceci est réalisé par l'utilisation d'architectures de référence et leur capacité à placer des vues d'informations sur le processus métier. L'architecture de référence est la base du modèle d'information, en particulier les modèles de produit et de fabrication.

Les domaines CAE couverts sont inclus :

1. Analyse des contraintes sur l'assemblage de composants à l'aide de FEA
2. Analyse des flux thermiques et fluides à l'aide de la CFD
3. Dynamique multicorps (MBD) et cinématique
4. Outils d'analyse pour la simulation de processus pour les processus de fabrication
5. Optimisation de la documentation des processus
6. Optimisation du développement de produits
7. Vérification intelligente des non-conformités
8. Analyse de sécurité des assemblages
   

En général, il y a trois phases dans toute tâche d'ingénierie assistée par ordinateur :

1. Pré-traitement :définition du modèle et des facteurs environnementaux à appliquer.
2. Solution d'analyse
3. Post-traitement des résultats

Les logiciels d'ingénierie incluent Abaqus, Ansys, MSC Adams Car et bien plus encore. Les programmes de CAO modernes exportent des modèles vers des logiciels d'ingénierie pour l'analyse de prototypes virtuels.

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Fabrication Assistée par Ordinateur

La fabrication assistée par ordinateur est l'utilisation de logiciels pour contrôler les machines-outils et les machines connexes dans le processus de fabrication. Il n'est pas techniquement considéré comme un système pour les logiciels d'ingénierie, mais plutôt pour les machinistes du côté de la fabrication. Mais les ingénieurs y sont souvent exposés. La FAO peut également faire référence à l'utilisation d'un ordinateur pour aider à toutes les opérations d'une usine de fabrication, y compris la planification, la gestion, le transport et le stockage. Son objectif principal est de créer un processus de production plus rapide ainsi que des composants et un outillage avec des dimensions plus précises et une consistance des matériaux. La FAO est un processus assisté par ordinateur après la conception assistée par ordinateur (CAO) et parfois après l'ingénierie assistée par ordinateur (IAO), car le modèle généré en CAO et vérifié en CAE peut être entré dans le logiciel de FAO, qui contrôle la machine-outil.

Routage d'usine de fabrication assistée par ordinateur

CAM utilisé pour les machines à commande numérique par ordinateur

La fabrication assistée par ordinateur est le code logiciel derrière les machines qui fabriquent les produits. Les machines à commande numérique par ordinateur sont les dispositifs qui utilisent le code CAM pour la fabrication de produits. Les machines CNC comprennent :

• Moulins
• Tours
• Graveurs
• Meuleuses de surface
• Soudeurs
• Fabrication de décharges électriques

Tout ce qu'un opérateur aurait à faire avec des machines-outils conventionnelles est programmable avec des machines CNC. CAM fournit des instructions étape par étape que les machines-outils suivront pour terminer la fabrication du produit. Avant la FAO, le machiniste devait saisir manuellement le code avant de mettre en œuvre le programme. Cette saisie manuelle peut être laborieuse en fonction de la complexité du produit final. CAM a rendu cela plus simple en incorporant un logiciel intelligent pour développer le code basé sur la plate-forme GUI (Graphical User Interface). Cela a rendu le code de fabrication facile à produire avec un peu plus qu'un simple clic sur un bouton sur le processus souhaité et la génération du code pour la machine CNC.

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Comment la CAO, l'IAO et la FAO fonctionnent ensemble

Un programme de CAO moderne est nécessaire pour utiliser des logiciels de fabrication, de FAO ou d'ingénierie, CAE. Comme les deux systèmes nécessitent un modèle pour effectuer soit l'analyse, soit la fabrication. L'IAO requiert le modèle géométrique pour déterminer le réseau nodal intégré à utiliser pour l'analyse. La FAO nécessite la géométrie de la pièce pour déterminer les itinéraires et les coupes de la machine-outil. Les deux nécessitent la CAO, mais la CAO peut être utilisée comme un système autonome pour l'ingénierie de modèles virtuels. La CAO est l'épine dorsale de la FAO ou de l'IAO et est nécessaire à leur bon fonctionnement. Chaque logiciel est un outil puissant pour les ingénieurs et les machinistes qui rend les tâches quotidiennes plus faciles et plus efficaces. Les utiliser correctement offrirait un avantage optimal aux individus et aux entreprises qui les utilisent.

Avez-vous déjà utilisé l'une de ces plateformes logicielles ? Si oui, expliquez s'ils ont rendu la vie plus facile en les utilisant ou non ?

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