CAD è l’utilizzo di tecnologie software e in particolare della computer grafica per supportare l’attività di progettazione di manufatti sia virtuali che reali.
I sistemi di computer-aided design hanno come obiettivo la creazione di modelli del manufatto. Se viene realizzato un modello 3D, esso può essere utilizzato per calcoli come analisi statiche, dinamiche e strutturali ed in tal caso si parla di computer-aided engineering (CAE), disciplina più vasta di cui il CAD costituisce il sottoinsieme di azioni e strumenti volti alla realizzazione puramente geometrica del modello.

I giorni in cui si disegnava con carta, matita e goniometri volgono al termine. La maggior parte degli ingegneri, dei progettisti di PCB e degli architetti sono diventati esperti nell’uso di software CAD (computer-aided design). Il CAD è un software creato specificamente per facilitare la stesura della documentazione, la visualizzazione di concetti di design 2D o 3D usando rendering fotorealistici, la simulazione di funzionalità del mondo reale e l’esportazione di dati CAD in software di produzione assistita dal computer (CAM).

 Che cos’è un software CAD?

Il CAD, ovvero Computer-Aided Design and Drafting (CADD), è quindi la tecnologia che consente di progettare e poi creare la relativa documentazione tecnica, sostituendo il disegno manuale con un processo automatizzato. Se siete progettisti, disegnatori, architetti e ingegneri, probabilmente avrete già usato i programmi CAD 2D o 3D, come AutoCAD o AutoCAD LT. Questi famosi programmi software consentono di generare la documentazione relativa a un progetto, analizzare le idee progettuali, visualizzare i concetti tramite rendering fotorealistici e simulare la realizzazione di un progetto nel mondo reale.

Funzionalità del software CAD

I programmi CAD presentano funzionalità diverse per adattarsi alle varie tipologie di progettazione, ad esempio i processi che richiedono l’utilizzo di grafica vettoriale 2D o quelli che richiedono la modellazione 3D di superfici solide. La maggior parte dei programmi CAD 3D consentono di applicare più sorgenti luminose, ruotare gli oggetti in tre dimensioni ed eseguire il rendering dei progetti da qualunque angolazione.

Lavorare con software CAD

Il CAD centralizza la progettazione del prodotto in un ambiente 3D automatizzato. Qualsiasi progetto ingegneristico di solito inizia nel CAD; il CAD è l’ambiente di modellazione 3D all-in-one ideale. Incorpora una libreria a fonte unica e una gestione dei dati basata sul cloud. Questo facilita il rapido accesso a schemi salvati, simboli schematici, disegni 2D, impronte 2D e modelli 3D. Con il CAD 3D, gli ingegneri possono scegliere tra modelli precaricati, come porte e finestre, o iniziare da zero utilizzando i parametri di riempimento.Una volta completato un modello CAD, il file CAD può essere caricato in software CAM.

I vantaggi di un software CAD

I software di modellazione CAD offrono diversi vantaggi rispetto alle tecniche di disegno tradizionali, tra i quali:

  • Maggiore accuratezza per disegni 2D di dimensioni precise
  • Automazione dei processi comuni
  • Accesso a librerie di elementi usati abitualmente come porte, finestre e parti di produzione
  • Possibilità di modificare rapidamente parti di un disegno senza dover ricominciare da capo
  • Gestione di dettagli di disegni complessi all’interno di un unico file
  • Creazione di blocchi per elementi disegnati frequentemente
  • Maggiore collaborazione e visualizzazione insieme ai colleghi grazie alla possibilità di condividere e contrassegnare lo stesso file
  • Potenzialità offline

La storia dello sviluppo del CAD in sintesi

È difficile immaginare quante innovazioni e progressi siano stati necessari per arrivare all’attuale tecnologia di progettazione assistita dal computer. Lo sviluppo del CAD può essere fatto risalire alle prime innovazioni in tema di disegno tecnico come la cianografia, che impiegava probabilmente l’originale processo di documentazione tecnica “copia e incolla”. Circa 120 anni dopo, la prima vera origine del CAD avvenne quando General Motors (GM) e IBM crearono DAC-1 un anno dopo che Ivan Sutherland inventò Sketchpad.
1842: Cianografia

    • La cianografia è ancora ampiamente utilizzata in varie applicazioni, ma il modello originale è diventato obsoleto prevalentemente negli anni ’50. Nel 1842, John Herschel, astronomo, fotografo e chimico, creò il processo di cianotipia. Questo processo avveniva disegnando su carta semitrasparente sopra un’altro foglio di carta e applicando una miscela fotosensibile di ferricianuro di potassio e citrato di ammonio ferrico. Il disegno veniva poi esposto alla luce, facendo diventare la carta esposta blu e lasciando le linee del disegno bianche.
    • Il blueprinting fu una delle prime innovazioni per snellire il processo di progettazione e contribuì significativamente alla seconda rivoluzione industriale. Tali innovazioni furono progettate per creare modi più economici e più facili per svolgere i compiti.

1936-37: La macchina di Turing

    • Dall’introduzione della cianografia, ci sono state numerose innovazioni, ma nessuna più importante della creazione e del progresso dei computer. Nel 1936, Alan Turing descrisse quella che sarebbe stata poi soprannominata la “macchina di Turing”, ovvero una macchina computazionale destinata ad analizzare i limiti di ciò che può essere calcolato, progettata per elaborare numeri reali.

1943: ENIAC

    • Uno sforzo di collaborazione tra l’esercito degli Stati Uniti e la Moore School of Electrical Engineering dell’Università della Pennsylvania portò al primo computer di uso generale chiamato ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), progettato per calcolare la balistica dei proiettili di artiglieria.

1953: Primi macchinari CNC

    • Le prime macchine a controllo numerico erano molto diverse dalle moderne macchine CNC. Invece di un display elettronico, utilizzavano il controllo numerico e un utensile da taglio di qualche tipo.

1963: Sketchpad e DAC-1

    • Un decennio dopo, Ivan Sutherland creò Sketchpad, che incorpora un’innovativa interfaccia utente grafica. Sketchpad ha permesso interazioni uomo/computer più accessibili usando le icone. GM e IBM collaborarono per creare DAC-1 (Design Augmented by Computer), che fu usato per circa un decennio prima di essere sostituito da una versione più recente.

1964: Primi sistemi CAD commerciali

    • Non molto tempo dopo Sketchpad, i primi sistemi CAD commerciali, come il DAC-1, furono messi a disposizione di GM, IBM e corporazioni aerospaziali.

1971: ADAM

    • Il Dr. Patrick J. Hanratty di Manufacturing and Consulting Services (MCS) ha creato un sistema chiamato Automated Drafting and Machining (ADAM). Vale la pena menzionare che questo programma CAD 3D è stato introdotto negli anni ’70, ma non è stato incorporato nell’industria commerciale.

Anni ‘80: PC e AutoCAD 2D

    • I PC vengono prodotti per il grande pubblico, e AutoCAD di Autodesk è stato un progresso significativo per il decennio.

Anni ’90: Introduzione di Solidworks

    • Solidworks introduce dei miglioramenti graduali verso il CAD 3D.

Anni 2000: disponibilità della piattaforma e integrazione CAD/CAM con Fusion 360

    • Nuove piattaforme richiedono nuove integrazioni. Il software CAD/CAM integrato e basato sul cloud di Autodesk, Fusion 360, è stato creato per svariate applicazioni, dalla progettazione industriale al design di circuiti stampati. Oggi, Fusion 360 è in prima linea nello sforzo di rendere il processo di progettazione veloce, facile e conveniente.

 

Il futuro dei software CAD 3D

Man mano che il software CAD 3D continuerà a svilupparsi, sempre più progressi e strumenti diventeranno disponibili per i progettisti, tra cui:

  • Strumenti di progettazione generativa che migliorano l’ottimizzazione delle parti per i costi, i materiali e i diversi processi di produzione.
  • Strumenti completi di progettazione PCB che supportano la progettazione di prodotti tecnologici.
  • Funzionalità di modellazione parametrica che permettono di fare facilmente aggiornamenti alle dimensioni e visualizzare gli effetti in tempo reale.
  • Una pletora di funzioni per la stampa 3D/produzione additiva.