Computer aided design. CAD/CAM-system anvendes ved design og fremstilling af høreapparater hos virksomheden Oticon. Designeren anvender et specielt inddatabord og kan vælge fra en meget omfattende menu af kommandoer. På den grafiske skærm vises resultatet som en linjetegning, der viser konturerne af det emne, som skal fremstilles.

.

Computer aided design, CAD, teknologi, hvormed en computer benyttes til grafisk visning af resultater af en designproces, og hvor designeren via software (programmel) kan tegne, flytte, forstørre og formindske streger, cirkler eller mere komplicerede grafiske elementer, herunder også tredimensionale objekter. Sammensatte objekter kan gemmes i biblioteker og genbruges efter behov. Et CAD-system kan sædvanligvis vise resultatet af en række beregninger på emnet, der er under konstruktion, fx afstand mellem to punkter, volumen og vægt af en maskindel, flow gennem et rørsystem, simulering af egenskaber for et elektronisk kredsløb m.m.

CAD-teknologien startede i begyndelsen af 1970'erne. Udviklingen var drevet af industrien, motiveret af behovet for at automatisere fremstillingen af tekniske tegninger. De første generationer af CAD-systemer understøttede kun linjetegning, og tredimensionale emner afbildedes som stregtegning af overfladens kontur, mens der ikke var nogen afbildning af et emnes indre geometri eller komponenter. Senere versioner udvidedes til at kunne illustrere med brug af halvgennemsigtige overflader og tredimensional skyggelægning. Dermed opnås en næsten fotografisk gengivelse af emnet, allerede inden det er fremstillet.

Design af tekniske systemer inkluderer udarbejdelse af skitser til illustration af form og funktion, tegninger til specifikation af emnets forskellige dele og en række beregninger, der verificerer, at den ønskede funktion og holdbarhed kan opnås med det foreslåede design. Designprocessen er iterativ. Heri ligger, at designeren skal se og teste prototyper af det færdige produkt for dermed at kunne optimere de enkelte dele af sit design. En test indebærer undersøgelse af, om emnet har opnået de ønskede egenskaber med hensyn til styrke og levetid over for dagligt slid og ældning, men også over for ekstreme påvirkninger som stød, vibration, temperatur eller elektromagnetisk stråling. En manuel iterativ designproces er meget kostbar, både fordi prototyper skal fremstilles og testes for hver iteration, og fordi ændringer i tegninger og anden dokumentation er tidskrævende og kostbar. Indførelsen af CAD har gjort designprocessen enklere, hurtigere og billigere inden for en lang række områder. I stedet for fremstilling og test ved hver iteration anvendes en computer til at vise form, simulere funktion og beregne virkninger af simulerede test. Derved kan man ofte nøjes med fremstillingen af den endelige prototype, hvis funktion verificeres uden kostbare rettelser i produktet.

Ud over den tekniske gevinst ved CAD-systemers assistance til designeren er tidsfaktoren en meget væsentlig parameter, både for prisen på det færdige produkt og i form af den konkurrencefordel, der ligger i at kunne markedsføre et nyt produkt kort tid efter, at idé eller behov er opstået.

Eksempler på anvendelse af CAD

Ved konstruktion af huse og bygningsværker kan arkitekt, ingeniør eller teknisk tegner indføre en rettelse på én tegning og automatisk og konsekvent få opdateret alle tegninger, som indeholder det pågældende emne. Emnet kan vises grafisk i tre dimensioner og roteres, så designeren kan iagttage, om den foretagne modifikation skulle have uønskede virkninger, som ikke kan ses på todimensionale snittegninger. Inden for husbygning kan det færdige resultat af en ændring hurtigt vises som en perspektivisk afbildning på computerens grafiske skærm, idet man kan lade computeren simulere, at man går rundt i forskellige retninger og iagttager fx lys- og skyggevirkninger. Dermed kan en bygherre hurtigere tage stilling til en foreslået ændring, og der opnås større sikkerhed for, at det færdige resultat vil være tilfredsstillende.

Ved maskinkonstruktioner er et CAD-program ofte udvidet med avancerede beregningsprogrammer som fx finite elementers metode. Funktion og belastning kan simuleres for det emne, der er under konstruktion, og mekaniske spændinger og temperaturer inden i materialet vises grafisk. Det sker ved at vise emnet som gennemsigtigt og farvelægge forskellige dele afhængigt af spænding eller temperatur. Ved at lade computeren simulere og vise resultater grafisk kan et emne optimeres i form og materialevalg, inden det fremstilles. Herved opnås mindst muligt forbrug af råmaterialer og energi ved fremstillingen. Samtidig sikres, at det færdige produkts holdbarhed er som ønsket.

Inden for konstruktion af integrerede elektroniske kredsløb anvendes CAD til at løse opgaver, der ville være meget vanskelige at løse uden denne teknologi. En designingeniør kan specificere en ønsket logisk funktion af et kredsløb, og CAD-systemet laver automatisk et forslag til en sammensætning af elektroniske komponenter, der udfører denne funktion. Et simuleringsprogram kan vise, om funktionen af det kredsløb, der er designet, vil opfylde de givne specifikationer. De elektriske signaler på kredsløbets ind- og udgange kan vises som både tidssignaler og i frekvensdomænet. CAD-systemet kan desuden automatisk fremstille masker til brug for fremstilling af den integrerede kreds. Denne teknologi har været en forudsætning for den udvikling, som har ført til muligheden for fremstilling af kredsløb med flere millioner enkeltkomponenter på en silicium-skive på få kvadratmillimeter.

I forbindelse med fremstilling af mekaniske emner benyttes den beskrivelse, som findes i it-læsbar form i CAD-systemet. Et emnes geometri, herunder placering af fx huller og udfræsninger, overføres via it til numerisk styrede værktøjsmaskiner og robotter, der skal foretage fremstillingen, se computer aided manufacturing. Se også automatisering og industrirobotter.

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig