TERMINOLOGIA
Diccionario Cad/Cam/Cae en Español presentado por 3DCadPortal
CATIA definida por sus siglas en Ingles (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application) es un software de diseño y desarrollo de producto 3D CADCAMCAE de alto nivel desarrollado por la compañía francesa Dassault Systèmes y que es la base de todas las aplicaciones y de su solución PLM. CATIA es usado por las principales empresas automotrices y aeroespaciales a nivel mundial para el diseño industrial y mecánico de sus vehículos.
Análisis Computacional de Fluidos o CFD
Rama de la mecánica de fluidos que usa métodos numéricos y algoritmos para resolver y analizar problemas que involucren fluidos. Hablando de diseño por computadora, CFD es una técnica computacional que permite realizar estos estudios usando modelos matemáticos de cómputo en tres dimensiones que representan el problema en cuestión.
El modelo virtual es sometido a estos análisis físicos y químicos y el programa de cómputo estima un resultado y predice un comportamiento del fenómeno de manera grafica. Con estos programas es posible simular flujos de líquidos y gases, análisis térmicos, transferencia de masa, cuerpos en movimiento, reacciones químicas e interacción con acústica. La simulación y análisis pueden incluir multifisica.
La preparación de los modelos virtuales en CFD implica su preproceso, análisis y postproceso. Durante el preproceso se establece la malla tridimensional a trabajar y se preparan las condiciones de análisis. En el análisis se hace la resolución del problema mediante diferentes métodos y algoritmos de cómputo y en el postptoceso es revisan e interpretan los reportes de resultados. Algunos ejemplos de los programas o software dedicados al CFD son Ansys Fluent, Flow3D, Pointwise y Simcenter.
Computer Generated Imagery o Imágenes Generadas por Computadora, término que se aplica a las técnicas usadas por los programas de animación 3D por computadora. Las animaciones son creadas por cuadros secuenciales de imágenes estáticas.
Modelo de trabajo donde se accede a toda clase de servicios de hardware y software en la nube a través de Internet. La nube puede ser privada, pública o funcionar como ambas.
Este concepto incorpora el software, plataforma e infraestructura como servicio para satisfacer las necesidades de cómputo del usuario. El equipo requerido para trabajar en este modelo es una PC convencional de bajo costo y solo con acceso a internet, ya que la operación se realiza en diferentes servidores en diferentes lugares, la inconveniencia es el almacenamiento de datos que sería remoto.
Entre las ventajas de cloud computing es que permiten a las empresas escalar rápidamente sus necesidades, sin tener que añadir equipo, software ni personal. A través de la nube, los clientes pueden acceder bajo demanda, siguiendo el modelo de pago por uso, a un gran número de recursos informáticos asignados dinámicamente, contando con una enorme capacidad de procesamiento y almacenamiento, sin necesidad de instalar máquinas localmente, lo que se traduce en considerables ahorros de todo tipo.
Coordinate Measuring Machine , Máquina de medición de coordenadas
El control numérico o CNC es una forma de automatización programable en la cual el equipo de procesado se controla a través de números, letras y otros símbolos. Estos números, letras y símbolos están codificados en un formato apropiado para definir un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando la tarea en cuestión cambia, se cambia el programa de instrucciones.
La capacidad de cambiar el programa hace que el control numérico sea apropiado para volúmenes de producción bajos o medios, dado que es más fácil escribir nuevos programas que realizar cambios en los equipos de procesado.
El principio de operación común de todas las aplicaciones del control numérico es el control de la posición relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto a procesar. La aplicación del control numérico abarca gran variedad de procesos , se dividen las aplicaciones en dos categorías: aplicaciones con máquina herramienta y aplicaciones sin máquina herramienta.
CNC Significa "Control Numérico Computarizado". En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posición y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias a esto puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como círculos, líneas diagonales y figuras complejas tridimensionales.
Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en los 3 ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requieren para el maquinado de moldes y troqueles En una máquina CNC una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. Una vez programada la máquina esta ejecuta todas las operaciones por sí sola, sin necesidad de que el operador esté manejándola. En el caso de una industria o un taller, esto permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea mas productivo.
El término "Control Numérico" se debe a que las órdenes dadas a la máquina son indicadas mediante códigos numéricos.
DGN viene de la palabra Design. Es el nombre de extensión de archivos usado para distinguir el formato de dibujo CAD de la aplicación MicroStation de la compania Bentley Systems, es equivalente a DWG de AutoCad. DGN puede considerarse como un tipo o formato de archivos de cómputo con su propia estructura de datos.
Direct Numerical Control o Control númerico directo.
En su forma más elemental, DNC significa Control Numérico Distributivo en mecanizado. También conocida como control numérico directo, la tecnología DNC permite conectar en red un único computador con varias máquinas para crear un ecosistema de taller más rápido, cohesionado y productivo. Pero esta definición es sólo el principio de lo que el DNC significa para los profesionales y los procesos industriales y de fabricación. Más que ejecutar un programa desde un ordenador a una máquina, DNC debe entenderse como un proceso para obtener los mayores beneficios.
En la era de la Industria 4.0, en la que todo está conectado en red, se necesita una plataforma que gestione y controle los datos, la información y los procesos de fabricación de un componente. De este modo se evita que se distribuyan datos no seguros a través de ordenadores o máquinas en el taller y se exige a los empleados que garanticen que se utilizan los datos correctos.
Aquí es donde entra en juego el Control Numérico Distribuido. En este caso, las máquinas herramienta controladas por computadora se integran a través de una red LAN o WLAN. Se trata de sistemas de CNC conectados a un ordenador. En caso necesario, el sistema DNC carga los programas CNC utilizados para el mecanizado directamente en el sistema de control de la máquina a través de un servidor central.
Análisis por elementos finitos
Es una técnica de simulación en computadora 3D usada en simulación y análisis en ingeniería. Utiliza una técnica numérica llamada Método de los Elementos Finitos MEF, la cual es una aplicación, donde el objeto o sistema a evaluar es representado mediante un modelo geométricamente similar, consistente de representaciones simplificadas y enlazadas entre sí de regiones discretas ( elementos finitos).
En cada elemento se aplican las ecuaciones de equilibrio, en conjunto con consideraciones físicas tales como las relaciones de compatibilidad y constitutivas, y se construye así un sistema de ecuaciones algebraicas simultáneas. El sistema de ecuaciones se resuelve mediante técnicas de álgebra lineal o esquemas numéricos no lineales, según corresponda, entregando el valor de las incógnitas. Siendo un método aproximado, la precisión del MEF puede mejorarse mediante refinamiento de la malla en el modelo utilizando más elementos y nodos.
Una aplicación común del MEF es para la determinación de esfuerzos y desplazamientos en objetos mecánicos y sistemas. Sin embargo, es también utilizado en el análisis de muchos otros tipos de problemas, incluyendo aquéllos en transmisión de calor, dinámica de fluidos, y electromagnetismo. El MEF es capaz de manejar sistemas complejos para los cuales no puede encontrarse soluciones analíticas cerradas.
En matemáticas, es un método numérico muy general para la resolución de ecuaciones diferenciales muy utilizado en diversos problemas de ingeniería y física. El método se basa en dividir el cuerpo, estructura o dominio (medio continuo) sobre el que están definidas ciertas ecuaciones integrales que caracterizan el comportamiento físico del problema en una serie de subdominios no intersectantes entre sí denominados elementos finitos.
¿Qué es un ERP?
Una empresa cuenta con diferentes recursos: humanos, tecnológicos, materiales, financieros e información. A medida que las empresas crecen, el proceso de control de dichos recursos se hace complicado. Ante esta circunstancia, la tecnología de la información ofrece como solución la implementación de los ERP (Enterprise Resource Planning o Planeación de Recursos de la Empresa). Un ERP es un sistema informático integral que incorpora los procesos operativos y de negocio. El propósito fundamental de un ERP es otorgar apoyo a los clientes del negocio, tiempos rápidos de respuesta a sus problemas, así como un eficiente manejo de información que permita la toma oportuna de decisiones y disminución de los costos totales de operación.
Lo más destacable de un ERP es que unifica y ordena toda la información de la empresa en un solo lugar, de este modo cualquier suceso queda a la vista de forma inmediata, posibilitando la toma de decisiones de forma más rápida y segura, acortando los ciclos productivos. Con un ERP tendremos la empresa bajo control e incrementaremos la calidad de nuestros servicios y productos. La implantación de un ERP conlleva la eliminación de barreras ínter departamentales, la información fluye por toda la empresa eliminando la improvisación por falta de información
Presentamos estas definiciones por ser conceptos que encuentras mucho en software, programas de cálculo y de elementos finitos.
El esfuerzo es una fuerza que actúa sobre el área unitaria en la que se aplica, existen esfuerzos de tensión, flexión, compresión y cortantes. La deformación unitaria se define como el cambio de dimensión por unidad de longitud. El esfuerzo suele se suele expresar en pascales (pa) o en psi (libras por pulgadas cuadradas, por sus siglas en ingles). La deformación unitaria no tiene dimensiones y con frecuencia se expresa en pulg/pulg o en cm/cm.
El esfuerzo es la causa y la deformación es el efecto. En muchas aplicaciones sujetas a cargas dinámicas intervienen esfuerzos de tensión o de compresión, los esfuerzos cortantes se encuentran en el procesamiento de materiales, en técnicas como extrusión de polímeros, también los encuentras en aplicaciones estructurales.
La pendiente de la gráfica de deformación contra esfuerzo elásticos es lo que se conoce como módulo de Young o de elasticidad, existe también una deformación elástica.
El primer sistema de impresión 3D o prototipado rápido fue la estereolitografía, patentado por Chuck Hull para la compañía 3D Systems en 1986, el dispositivo desarrollado, crea figuras tridimensionales basado en el concepto de superposición o unión de capas muy delgadas; que es como todos los procesos de manufactura aditiva rápida trabajan.
La estereolitografía es un proceso de impresión 3D de realización rápida de prototipos de plástico sin usar moldes, muy preciso y flexible que reproduce muchos detalles de las piezas a fabricar.
Para iniciarlo se requiere de un modelo 3D hecho en un programa CAD que modele sólidos. Él programa CAD exporta el modelo 3D en formato electrónico llamado STL utilizado por las máquinas de estereolitografía. Este modelo se orienta en la maquina adecuadamente.
La estereolitografía (SLA) es un proceso donde un polímero liquido fotosensible es curado capa por capa por un rayo ultravioleta que es direccionado por espejos controlados por computadora.
El láser traza lo que va leyendo del modelo 3D, formas las fronteras y las rellena por secciones transversales bidimensionales, la resina se endurece cuando es tocada por el láser o rayo ultravioleta, cuando la sección o layer es completada, la plataforma de la maquina baja en el baño fotovoltaico para formar la siguiente capa o layer.
La pieza después de ser impresa 3D en el baño es levantada de la plataforma de la maquina y debe pasar por un horno UV para obtener una resistencia final, las piezas obtenidas son de un polímero semi traslucido con tonalidad ámbar.
Como características de SLA, es que presenta la mejor definición, acabado, dureza, transparencia, las piezas de SLA pueden ser usadas en pruebas de ajuste y ensamble, pruebas funcionales como patrones de herramentales, modelos de presentación, etc.
La extrusión es la técnica de modelado 3D donde un perfil en dos dimensiones o sección es prolongado a lo largo de un camino o path, de tal manera que se crea una continuidad de perfiles en tercera dimensión. El resultado puede ser una superficie , un sólido o una secuencia de secciones. Extruir crea una operación extruyendo un objeto 3D a partir de un croquis 2D.
Fusion Deposition Modeling o Modelado por deposición de alambre, es técnica de manufactura aditiva de prototipado rápido usada por la compañía Stratasys.
En este proceso el material ABS y de Soporte es alimentado por alambre, y procesados por una boquilla que los funde, un cabezal dibuja la forma capa por capa directamente del modelo 3D suministrado, las partes huecas de la pieza a fabricar quedan con materia de soporte que posteriormente se remueve.
GD&T también referido como geometric dimensioning and tolerancing, geometría dimensional y análisis de tolerancia, es un lenguaje simbólico usando en dibujos de ingeniería y dibujos generados por computadora para describir dimensiones nominales y su variación o tolerancia permitida. Con las anotaciones GD&T en los dibujos se comunican los técnicos para llevar a cabo el diseño, manufactura e inspección de piezas. La lectura de la simbología GD&T se usa en las áreas de calidad, metrología, inspección, producción de la empresa.
Geographic Information Systems ó Sistemas de Información Geográfica. Programas de software y aplicaciones utilizados en mapas , fotografía satelital, modelado de terrenos, recursos naturales, gobierno, etc.
HD3D viene de Información en alta definición para desarrollo de producto, siglas definidas por Siemens PLM Software, creadores de los programas de software NX y Solid Edge para diseño mecánico dentro del ramo CADCAM. HD3D es una manera de desplegar visualmente datos de Teamcenter la aplicación PLM de Siemens relacionados al modelo 3D, puedes pensarlo como reportes visuales con gran detalle de algunas situaciones mientras diseñas en 3D.
Información por Siemens PLM Software
¿Qué es tooling?
En las áreas de ingeniería y manufactura se refiere al proceso de diseño y fabricación de herramientas para fabricar ciertas piezas. Sin el tooling los productos sencillamente no existirían. El también llamado utillaje influye en la calidad del producto. Si no se fabrica y utiliza correctamente, producirá piezas inútiles y por debajo del nivel óptimo.
Los moldes, dados, troqueles y otros dispositivos como fixtures, dispositivos de sujeción, escantillones son herramental o tooling. El herramental puede ser fabricado en varios materiales, como acero, aluminio, madera, cera, etc. Algunos ejemplos de proceso donde se usa herramental son los moldes de aluminio, plástico, termoformado, estampado, prensado.
Invertir en herramental es caro, primero se sugiere el diseño virtual 3D, luego fabricar herramental rápido como prototipos, pueden ser impresos 3D.
Un hilo digital (Digital Thread) es un conjunto de soluciones de software y mejores prácticas digitalizadas para ofrecer visibilidad, colaboración, automatización y trazabilidad de datos dentro de un dominio clave, conectando con otros dominios digitalizados. Las soluciones basadas en hilos digitales pueden permitir procesos multidisciplinarios y entrelazar los datos relevantes para presentar una visión completa del producto, la producción y el proceso de una manera accionable.
Definición aportada Por: Dale Tutt, VP de sector aeroespacial y de defensa en Siemens Digital Industries Software
Quiere decir High Performance Computing o Cómputo de Alto Rendimiento. Computadoras de alto desempeño para aplicaciones de análisis CAE como CFD, FEA, simulación de datos (choque de autos 3d) , grandes ensambles o de misión crítica que requieren un alto poder de cómputo que no lo pueden obtener de computadoras normales.
El diseño de este tipo de equipos incluye capacidades de proceso en paralelo con múltiples procesadores y almacenaje. Suele conocerse como super cómputo o cómputo en paralelo Un ejemplo de estos equipos de cómputo es la empresa Cray.
Initial Graphics Exchange Specification, Especificación para el intercambio de datos gráficos. Un estandar de la industria para intercambio de datos entre sistemas CAD.
El estándar Initial Graphics Exchange Specification (IGES) fue diseñado para permitir el intercambio compatible de datos de definición de productos utilizados por diferentes sistemas de diseño asistido por computadora y manufactura asistida por computadora (CAD/CAM). Utilizando un formato de base de datos neutro, el procesador IGES puede crear o traducir datos de modelos de productos digitales basados en vectores 2D y 3D.
La especificación inicial de intercambio de gráficos (IGES) se desarrolló como un formato de datos neutral para la transmisión de datos CAD entre sistemas CAD/CAM diferentes. Aunque el formato IGES no proporciona un formato de datos adecuado para las aplicaciones de fabricación posteriores, puede considerarse como la principal fuerza impulsora para lograr el estándar internacional de datos de productos y el formato de intercambio de datos. Por lo tanto, se describe en detalle en esta sección. Para transferir la información, la traducción se realiza de un formato nativo al archivo neutro y luego a otro formato nativo.
Proceso que consiste en la obtención de datos numéricos tridimensionales de un objeto, actividad que puede ser manual o mediante un dispositivo llamado escáner o digitalizador 3D, los datos obtenidos como coordenadas son procesados , desplegados como nube de puntos y convertidos a geometría manejable en sistemas CAD, el manejo de datos y la conversión se hacen mediante un software de ingeniería de reversa. En ocasiones se colocan marcas o pintura en spray en el objeto a capturar.
Su aplicación puede ser en diseño industrial , inspección, calidad , análisis, modelado de caracteres para animación, aplicaciones médicas, etc.
Un ejemplo de hardware es el digitalizador 3D es el MicroScribe, un ejemplo de software de ingeniería de reversa es PolyWorks y los datos pueden entrar a cualquier sistema MCAD por ejemplo Solid Edge.
Un fenómeno transformador en el campo de la inteligencia artificial: la Gen AI está emergiendo como un actor dominante en el mercado mundial de la IA (Inteligencia Artificial).
¿Qué es la Gen IA?
La Gen AI o Inteligencia Artificial Generativa representa un tipo de inteligencia artificial que utiliza la información existente para generar nuevos contenidos, ya sean textos, imágenes u otros medios, mediante modelos generativos. Estos modelos, basados en algoritmos avanzados, extraen patrones y estructuras de los datos, es decir, están entrenados para dar resultados basados en respuestas y procesos anteriores.
La Inteligencia Artificial Generativa ha ganado reconocimiento y usuarios en los últimos años, su base tecnológica se remonta a décadas atrás. El primer modelo lingüístico que empleó una red neuronal, pilar fundamental de la IA Generativa, se introdujo en 2001. Desde entonces, el desarrollo y sofisticación de estos modelos ha acelerado el avance de la inteligencia artificial generativa.
Aplicaciones de la Gen AI: vastas y prometedoras
Actualmente los líderes empresariales buscan incorporar Gen AI a sus procesos. El alcance es tan grande que una de las mayores empresas tecnológicas del mundo ha comenzado recientemente a incorporar el uso de esta tecnología en sus dispositivos móviles. Las empresas pueden utilizar esta tecnología para apoyar una amplia gama de procesos, incluyendo:
- Recopilación y organización de grandes conjuntos de datos
- Apoyo a las actividades de marketing
- Formación de chatbots
- Optimización y generación de código
- Automatización de tareas manuales
- Atención al cliente
De acuerdo con un estudio de Boston Consulting Group, para 2025 se espera que la Gen AI ocupe un notable 30% del mercado total de la inteligencia artificial, alcanzando un valor estimado de 60.000 millones de dólares. Este crecimiento exponencial pone de relieve el papel fundamental que la Gen AI desempeña en la economía digital del futuro próximo.
Fuente: Sinch
El Internet de las cosas, o IoT, es una red de dispositivos interrelacionados que se conectan e intercambian datos con otros dispositivos IoT y con la nube. Los dispositivos IoT suelen llevar tecnología como sensores y software, y pueden incluir máquinas mecánicas y digitales y objetos de consumo.
Estos dispositivos lo abarcan todo, desde artículos domésticos cotidianos hasta complejas herramientas industriales. Cada vez más, organizaciones de diversos sectores utilizan IoT para operar de forma más eficiente, ofrecer un mejor servicio al cliente, mejorar la toma de decisiones y aumentar el valor del negocio.
Con IoT, los datos pueden transferirse a través de una red sin necesidad de interacciones entre personas o entre personas y computadoras.
Knowledge base engineering , Ingeniería basada en conocimientos
Manufactura aditiva es un nombre oficial usado en la industria de fabricación, una definición registrada como ASTM F2792 para todas las aplicaciones de tecnologías de prototipos rápidos y procesos aditivos.
Manufactura aditiva se define como el proceso de agregar o unir materiales, usualmente capa por capa para crear objetos a partir de modelos de cómputo CAD 3D. Su opuesto es la manufactura sustractiva donde se corta material (mecanizado CNC) . Algunos sinónimos son impresión 3d, fabricación aditiva, procesos aditivos, manufactura por capas o layers o fabricación de forma libre.
Las aplicaciones principales de manufactura aditiva son para para creación de prototipos rápidos usando diseño y modelado, para fabricación directa de partes y moldes , revisión de ajustes de formas en ensambles y verificación de prototipos funcionales. Alrededor del mundo, la manufactura aditiva está cambiando la forma en que las organizaciones diseñan y manufacturan sus productos. Cuando se usa de manera correcta, puede ahorrar mucho a las organizaciones en costos de calidad y reducción dramática de tiempos de proceso.
La manufactura aditiva imprime piezas que en otros procesos no pueden ser fabricados. Las piezas de formas muy complejas en su exterior o interior pueden ser impresas 3D de manera integral o en partes para unirse después.
Este proceso utiliza una variedad de materiales que van desde plástico, cerámica, metales, arena, etc.
Definición por Terry Wohlers de Wohlers Associates en Fort Collins Colorado para 3DCadPortal
Mechanical computer aided design, Diseno mecánico asistido por computadora
Es una forma 3D usada en computación grafica basada en polígonos, los polígonos son compuestos por vértices, ejes y caras , en inglés, vertex, edge , faces. Las caras comúnmente tienen forma de triangulo o cuadriláteros , la mayoría de los programas modeladores 3D las utiliza para visualizar o renderizar una superficie. A mayor cantidad de polígonos, mayor precisión. Algunos de los formatos de mallas poligonales son stl, obj , vrml, ply , x3d, etc. Un ejemplo de programas que manejan mallas poligonales o mesh son 3DsMax , Maya entre otros.
Model based definition o MBD es la definición para el proceso de presentar los modelos 3D de software CAD sin necesidad de hacer los dibujos o planos 2D. MBD propone incluir datos PMI (Product Manufacturing Information) dentro del modelo 3D para que al desplegar alguna de las vistas ortogonales de este modelo aparezcan sus medidas, incluye también poder desplegar información desde vistas auxiliares o cortes del modelo 3D.
La información que puede contener el modelo 3D son datos PMI, dimensiones, cotas, notas, metadatos, etc. Siendo esta suficiente información para ahorrar generar dibujos de representación 3D o planos.
El software CAD en la industria ya tiene aplicaciones de uso de MBD para mostrar la información a los diseñadores. El estándar ASME Y14.41-2003 propone el uso de datos MBD desde modelos sólidos.
Sistemas de ingeniería basados en modelos
Model Based System Engineering o MBSE es una metodología de sistemas de ingeniería que se enfoca en crear y explorar dominios de modelos de sistemas como fuentes de intercambio de información entre ingenieros en lugar de basarse en intercambio de documentos.
El MBSE está basado en la realización del diseño y la arquitectura de un sistema mediante modelado (visual y matemático), mejorando el diseño, la eficiencia y obteniendo un prototipo del producto final, obteniendo una validación anticipada del sistema. Se busca integrar los diferentes equipos que forman el sistema y que todo funcione.
Las especificaciones basadas en modelos y sus técnicas de simulación están asociadas con la ingeniería de sistemas para el campo de ingeniería, el termino MBSE se popularizo durante la estandarización del Systems Modeling Language (SysML). MBSE se popularizo por INCOSE cuando lanzó esta metodología en 2007.
También conocido como 3D MODELING, describe el proceso de crear objetos geométricos tridimensionales virtuales usando tecnología de cómputo. Es comparable a esculpir modelos de yeso con martillo y el cincel, pero en este proceso se usa la computadora con el mouse y el teclado. Hoy en día se pueden encontrar vacantes en las compañías solicitando modeladores 3D para las áreas de diseño.
Se refiere a el tipo de modelado de sólidos 3D donde cada tarea u operación que es ejecutada es colocada en un contenedor para ser editada más adelante. El modelado por historia implica el uso de este contenedor o árbol topológico y estos vienen de dos tipos, por caracterización o features (modelado tradicional) o caracterización por procedimiento (modelado sincrono) este tipo de modelado por historia puede ser paramétrico, un programa representativo de esta tecnología es Solid Edge. Definición proporcionada por el Blog Solid DNA http://soliddna.wordpress.com/ en colaboración con 3DCadPortal
El término de Nesting o Anidado (acomodo) en manufactura, esta referido al proceso de corte por maquinado de varias piezas en una lámina, donde estas están distribuidas y/o configuradas de una manera óptima con un gran ahorro de espacio en una sola mesa de trabajo.
El acomodo por Nesting nos dará un ahorro considerable tanto en costos de material, como en tiempo de corte de la lámina. Generalmente el Nesting, lo podemos ver en el proceso de corte con máquinas tipo ruteadores, cortadoras por golpe o punching, máquinas de corte por agua, oxicorte, etc.
En estos procesos es necesario aprovechar al máximo el material para optimizar costos, y buscar ejecutar un solo montaje, para una sola lámina para que se ejecute el programa de CNC o CAM. Existen una cantidad de programas de software orientados a esta aplicación los cuales pueden ser encontrados en el menú de software de chapa metálica en 3DCadPortal.
Posterior al nesting vendría el proceso de doblado de chapa metálica, para doblar las piezas a su forma final en máquinas automáticas y luego entregar el producto terminado
Es una colección de puntos en el espacio 3D resultado de lo que un escáner captura al digitalizar un objeto físico. Los puntos representan la lectura X, Y, Z de la superficie del objeto, en el escaneo 3d el siguiente paso después de finalizar la captura de la nube de puntos es convertir estos a una malla (mesh) o una serie de curvas, esto puede ser en procedimientos manuales o automáticos.Hay diversos formatos de point cloud data en estándar ascii que contienen coordenadas normalmente con extensión .XYZ. Nube de puntos en un término usado en escaneo 3D.
Las NURBS, B-splines racionales no uniformes (Non Uniform Rational BSplines), son representaciones matemáticas de geometría en 3D capaces de describir cualquier forma con precisión, desde simples líneas en 2D, círculos, arcos o curvas, hasta los más complejos sólidos o superficies orgánicas de forma libre en 3D. Gracias a su flexibilidad y precisión, se pueden utilizar modelos NURBS en cualquier proceso, desde la ilustración y animación hasta la fabricación. Un ejemplo de programa que utiliza NURBS es RhinoCeros, definición por McNeel NorthAmerica.
Open Graphics Library, interfase de programación API para aplicaciones de rendering, muy usada por los programas de CADCAMCAE , originalmente desarrollado por Silicon Graphics para crear objetos gráficos 2 y 3D con resultados de alta calidad en color independiente de la plataforma donde el sistema opera. Las funciones que incluye son modelado 3D, transformaciones, manejo de color, iluminación, sombreado, mapas de textura, etc.
Proceso de creación de un objeto creado mediante la combinación de dos a través de una operación matemática. Los dos objetos se pueden restar, unirse o intersectarse para formar el nuevo objeto. En el ambiente CAD es una técnica utilizada en 3D (planos, superficies o solidos) para obtener volúmenes desde la suma, resta o intersección de otros volúmenes. En los programas normalmente estas operaciones aparecen con nombres como Unión, Diferencia, Intersección.
Cuando un objeto en un ambiente CAD puede ser modificado usando parámetros, a través de sus cotas o restricciones de diseño como paralelismo, tangencias, su inclinación, etc.
Parasolid es un motor o algoritmo de modelado geométrico 3D de sólidos y superficies de forma libre orientado a objetos, fue desarrollado por ShapeData y hoy es mantenido por Siemens PLM Software, su especificación es abierta y puede ser usada por programas basados en CAD 3D. Sus capacidades son extensas y cubre lo que un modelador de sólidos puede hacer entre ellas operaciones booleanas, modelado basado en caracterización (features), etc.
La extensión de su formato puede ser (.xt_b) o (.xt_s) según si es binario o ascii. Es usado por muchos programas CAD y es un excelente formato neutro para ir de un sistema CAD de sólidos a otro, ya que conserva íntegros los datos geométricos.
Por: Staff de 3DCadPortal
Product Data Management, Manejo de datos de producto.
Product Life Cycle Management
PLM es una plataforma de software para la administración de los datos y del ciclo de vida del producto en toda la empresa, que junto al CRM (customer relationship management) y SCM (supply chain management) forman el ERP corporativo.
Un plotter o graficador es un equipo de impresión para un formato grande de papel conocido en inglés como Wide format. Cuando requieras imprimir un dibujo más grande de tabloide esta es la mejor opción.
La tecnología del plotter varía dependiendo de la empresa que lo fabrique, podemos encontrar entre inyección de tinta, láser, etc. Al momento de adquirir debes decidir en base al volumen de impresión que manejaras y el presupuesto con el que cuentes. La comunicación con el programa CAD es a través de un lenguaje como HPGL o Postscript entre otros, la comunicación con el equipo de cómputo es a través de interfases seriales USB, ethernet o inalámbricas. La aplicación del plotter es para imprimir dibujos y planos CAD en 2D , también imágenes raster, foto realismos o renders.
Es muy usado en aplicaciones de arquitectura para todo tipo de impresión y en artes gráficas. El plotter puede ser adquirido como para impresión en bicolor y múltiples colores, con accesorios como, cortador automático de papel, cubiertas, recogedor de papel de desperdicio y software que administra las colas de impresión de la empresa u hogar. Los consumibles como los diferentes tipos de papel y las tintas deben ser evaluadas cuando decidas la compra del equipo.
Como muchas empresas no tienen un plotter, se ha creado una industria de servicios de impresión en plotter, servicio conocido como ploteo de planos. La compañía líder del segmento es HP seguida por OCE y Epson.
El proceso Polyjet es una tecnología de impresión 3D para fabricar prototipos rápidos, el proceso usa un material de resinas de foto polímeros con remoción de soportes en base a agua, las piezas que se fabrican en esta técnica son de mucha precisión. Las máquinas de prototipos rápidos donde se usa el proceso Polyjet son de Objet Geometries y son los modelos de máquinas son Eden y Alaris y Connex. El proceso fue patentado en el 2000 por Objet Geometries creador de la tecnología de impresión.
EL proceso Polyjet de Objet es creado en base a capaz inyectadas de material muy delgadas de hasta 16 micras, lo que lo hace ser uno de los procesos para fabricar piezas de más alta precisión.
El proceso Polyjet usa un cabezal de inyección llamado jet para inyectar el material sobre una superficie, cada layer es curado por rayos UV inmediatamente después de ser inyectado , produciendo así material totalmente curados y que, a diferencia de otros procesos, en Polyjet las piezas pueden ser usados y manipulados de inmediato.
Polyjet usa material de soporte, el material de soporte es inyectado para las zonas donde no va parte de la pieza, es un gel que puede ser removido fácilmente usando por inyección de agua.
Dependiendo del diseño la precisión permite detalles ultrafinos de hasta 600micras en ciertas paredes delgadas. El proceso es muy limpio y permite operar dentro de la oficina y como no se requiere un post proceso se acorta el tiempo considerablemente.
Los materiales que pueden curarse en el proceso Polyjet son variados, se conocen como Full cure, Vero, Tango y Durus y también pertenecen a Objet Geometries, tienen diferentes propiedades, colores y son durables con el tiempo. El proceso Polyjet permite que diferentes materiales se mezclen haciendo de este uno de los procesos de fabricación de prototipos rápidos. más versátiles y de multimateriales. El material viene empacado en cartuchos.
Dentro de las aplicaciones y usos de los prototipos rápidos fabricados mediante polyjet tenemos: prototipos funcionales y de ensamble, masters para rtv, elastómeros, vaciados de aluminio y procesos de cera perdida.
Rapid Prototyping o prototipado rápido ,es una técnica de manufactura aditiva para construcción de un modelo físico a partir de un modelo por computadora CAD 3D , también conocida como impresión 3D.
El diseño hecho en la computadora debe estar definido como modelo sólido y el formato que la máquina de prototipos lee es STL. Hay varias técnicas y procesos de prototipado rápido, las más populares son deposición de alambre , estereolitografía y sinterizado por láser. Un ejemplo de este proceso como flujo de trabajo es, diseñar le pieza en SolidWorks, exportar el formato STL, se prepara la impresión 3D en Magics y enviarlo a fabricar en una máquina aditiva. La aplicación de Rapid Prototyping es en ingeniería , diseño industrial, arquitectura, médica, etc.
En las áreas de ingeniería y manufactura, Rapid Tooling se refiere a la fabricación rápida de los moldes, dados , troqueles y otros dispositivos, el herramental rápido es para aplicaciones como, moldeado de plásticos, termoformado, estampado, fundición, etc.
El rapid tooling es el herramental o tooling producido por procesos de prototipado rápido como sinterizado por láser, estereolitografía, fdm , etc. y puede ser usado en procesos como inyección de plástico, estampados, fundición.
El rapid tooling puede producirse directamente en acero desde datos 3D en ciertos procesos como el sinterizado por láser.
La realidad aumentada (RA) es una tecnología que combina la realidad física con elementos virtuales para crear una realidad mixta, donde los objetos virtuales son superpuestos en un entorno real.
A diferencia de la realidad virtual, la RA no sustituye la realidad física, sino que mezcla los elementos reales y virtuales como el 3D, la Realidad Aumentada se vuelve una herramienta interactiva en tiempo real la cual tiene un sin fin de aplicaciones.
Es una tecnología que permite interactuar a un usuario con un ambiente controlado por computadora. El ambiente creado por computadora es una recreación del ambiente real o de uno imaginario.
Normalmente la realidad virtual se vive de manera visual y es desplegada en computadoras o pantallas estereoscópicas que pueden incluir para el usuario artefactos como sensores táctiles con retroalimentación de fuerzas, audífonos, guantes y lentes donde las sensaciones vienen en todas direcciones.
Se aplica realidad virtual en entrenamientos, video juegos, simuladores de manejo de equipo y últimamente en aplicaciones de mercadotecnia.
Una de las aplicaciones que se usa en Computer Graphics o animación es el usar trajes con sensores en diferentes partes del cuerpo y transducir datos a la computadora de manera que se repliquen los movimientos de estos, quedando capturado el movimiento tridimensional en la pantalla, esta aplicación conocida como motion capture es un ejemplo de realidad virtual.
RepRap es un proyecto para crear impresoras 3D de código abierto y de bajo costo. RepRap inicio en 2004 y es dirigido a crear modelos de impresoras 3D que imprimen en plástico y que puedan replicarse a sí mismas. El proyecto lo inicia el Prof. Adrian Bowyer, Ingeniero y matemático de formación, el profesor Bowyer ha permanecido 22 años como académico en la Universidad de Bath en Reino Unido. Hoy en día reprap es un proyecto comunitario que puede verse en https://reprap.org/wiki/RepRap
Cuando se aplica calor a un material termo plástico para fundirlo, se dice que se plastifica. El material ya fundido o plastificado por calor puede hacerse fluir mediante la aplicación de presión y llenar un molde donde el material solidifica y toma la forma del molde. Este proceso se conoce como moldeo por inyección
El proceso de inyección de piezas de plástico es útil para piezas de gran demanda. Se realiza en una máquina de inyección de plástico, este es un proceso en donde se funde por calor la materia prima llamada polímero, el plástico se inyecta a las cavidades huecas de un molde dando forma así a la pieza a fabricar.
Los materiales típicos usados en este proceso son ABS, PVC, Nylon, Polipropileno, etc.
El proceso de obtención de una pieza por inyección de plástico sigue un orden de operaciones repetitivo en etapas como:
- Cierre del molde
- Inyección: fase de llenado y de mantenimiento.
- Plastificación y enfriamiento
- Apertura del molde y expulsión de la pieza.
El software de simulación de inyección de plástico busca reproducir de forma gráfica y numérica todo este proceso mediante algoritmos basados en el modelo de elementos finitos, desde el diseño de la pieza 3D, identificación de los puntos de inyección, hasta la simulación de inyección incluyendo su enfriamiento.
Algunos ejemplos de software CAE para estas actividades son:
- Cadmould
- Moldex3d
- Autodesk Moldflow
- SolidWorks Plastics
Fuentes: Tecnologia de plasticos y Catarina Universidad de las Americas
Estereolitografía
Iniciales de la palabra en ingles Stereolithography, proceso de fabricación de prototipos rápidos que usa un láser para solidificar plástico en estado líquido mediante rayos UV , capa por capa, para las zonas donde no hay material se usa un soporte que se remueve en el postproceso. Los materiales que se producen son en su mayoría resinas epoxicas. La compañía que produce las máquinas de fabricación de prototipos para este proceso son de 3DSystems.
Sinterizado por Láser
Iniciales del proceso Selective Laser Sintering SLS, proceso de fabricación de prototipos rápidos donde un láser solidifica material en estado de polvo capa por capa y lo une mediante un aglutinante. En sinterizado por láser no se usan soportes lo que lo pone en ventaja contra sus procesos competidores. Las empresas que producen máquinas de fabricación de prototipos SLS son 3Dsystems y EOS , entre los materiales que pueden ser hechos están, nylon o poliamidas, elastómeros, ceras, acero. Los prototipos fabricados mediante SLS don durables , cumplen con la forma y funcionalidad.
En el contexto de modelado 3D, el modelo sólido es una figura o cuerpo matemático tridimensional que define una forma y un volumen, está compuesto por fronteras , generalmente definidas como caras (faces), por sus orillas (edges) y por sus vértices (vertex).
Los modelos sólidos tienen masa y por tanto propiedades, puede aplicarse en ellos fácilmente operaciones booleanas como unión, intersección o diferencias.
Las operaciones básicas de sólidos son revolución, extrusión, barrido, redondeado, y las operaciones locales pueden ser extraer caras, generar ángulos de salida, relieves y cortes.
Un ejemplo de programa que usan sólidos en sus operaciones es SolidWorks, en el , podemos preguntarle las propiedades a un objeto sólido, lo que nos arrojara como datos el volumen, masa, momentos de inercia y centros de gravedad. Con esto , al diseñar productos o piezas , será fácil hacer cálculos sobre cómo se comportarán en la vida real.
Educación STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas por sus iniciales en inglés). La educación STEM es un enfoque interdisciplinario para el aprendizaje, donde los conceptos académicos rigurosos se combinan con lecciones del mundo real a medida que los estudiantes aplican ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas en contextos que establecen conexiones entre la escuela, la comunidad, trabajo y la empresa global que permite el desarrollo de STEM y con ella la capacidad de competir en la nueva economía. (Tsupros, 2009)
STEP viene de Standard for the Exchange of Product Model Data, estándar de intercambio de datos de digitales de modelado de producto, basado en el estándar ISO 10303 es un formato neutral para intercambio de datos técnicos entre programas CAD/CAM, actualmente existen protocolos americanos de aplicación donde el más común es el AP203 el cual es usado para intercambio de modelos sólidos y ensambles en Europa se usa el AP214 que ejecuta la misma función.
STL es un formato de archivo creado desde aplicaciones CAD que contiene información de las geometrías en forma de malla, viene de la abreviación de estereolitografía, es un formato de archivo usado para convertir modelos 3D a piezas físicas usando el proceso de impresión 3D.
El STL puede ser binario o ascii y es una malla poligonal creada desde información de superficies 3D, es formada por triángulos unidos por vértices que asemejan la forma de un objeto, STL se convirtió en el formato estándar para las máquinas de impresión 3D y prototipos rápidos.
El archivo creado como STL puede tener cierto grado de precisión o tolerancia dependiendo de los parámetros usados en su generación, esto es importante porque impacta directamente a el prototipo creado en la impresión 3D.
Para ver archivos STL pueden usarse visualizadores de STL como 3D-TOOL y si el archivo viene con problemas es posible repararlo usando aplicaciones de corrección como Magics de Materialise. El formato STL también tiene usos en aplicaciones de control numérico.
Las superficies son generadas por funciones de dos variables U y V. Las superficies son conectadas por spans o segmentos entre dos puntos en dos direcciones, así como las curvas son conectadas por spans o segmentos en una dirección. Su particularidad a diferencia de los sólidos, es que las superficies son laminas que tienen espesor cero.
La mayoría de los métodos de manipulación de superficies es una extensión del control de curvas. EL parche o patch es un área o tramo de la superficie, un área definida por un span UV, las líneas que separan los parches o patches son llamadas curvas iso paramétricas o isoparms en inglés. Las operaciones de superficies incluyen normalmente revolución, extrusión, barrido, etc.
El modelado con superficies es más complejo , pero resultan modelos 3D de alto grado de dificultad ,en un momento dado las superficies pueden convertirse a solidos mediante operaciones de coser (healing) correspondiente, el modelado de superficies suele aplicarse a la industria automotriz , aeroespacial, fundición, plásticos, etc.
Es un término usado en la industria automotriz para distinguir las formas complejas que se ven del auto, en diseño industrial se aplica también a los estilizados de formas en productos. Son superficies de forma libre estética optima con gran calidad sin hundimientos o torceduras, con curvatura continua y tangente, con una representación de curvas iso paramétricas U y V, y una matemática simple de su forma.
También llamadas Subdivison Surfaces , es una superficie que resulta del refinamiento constante de una malla poligonal, con el objetivo de crear mallas más finas y con continuidad. La operación de subdivisión es agregar más vértices a la malla, las nuevas posiciones de los vértices se interpolan desde la posición de la malla original , con este cálculo el resultado es un modelo más denso.
Los métodos o algoritmos para resolverlas subdivisiones son variados. Un ejemplo de programa donde se aplica este procedimiento es 3Dsmax, donde la malla poligonal es suavizada obtenido un modelo más detallado y la subdivisión obtenida es usada para generar renders de mejor resolución.
Syncrhonous Technology es una técnica de modelado geométrico 2D/3D creado por Siemens PLM Software, es usado en sus programas de diseño y desarrollo de producto como Solid Edge.
Synchronous Technology permite el modelado 3D basado en operaciones ,en una combinación de lo mejor de modelado directo e historial de operaciones, donde estas se sincronizan para ser más efectivas sin necesidad de un historial, sirve como herramienta fundamental para ayudar a los usuarios a reaccionar con mayor rapidez a los cambios .
Synchronous Technology puede verse como una manera de interactuar con el modelo solido sin el historial de operaciones de los modelos paramétricos, los diseñadores toman ventaja para mejorar la migración de datos de 2D a 3D, Solid Edge convierte las dimensiones 2D de planos importados en las dimensiones de conducción 3D durante la creación del modelo, por lo que los usuarios pueden editar diseños 3D basados en datos importados desde 2D.
El escaneo por tomografía CT eindstrial es un método de captura o escaneo interno y externo de objetos y materiales. El escaneo CT es el resultado de imágenes en dos dimensiones en escala de grises.
En cuestiones medicas la tomografía computada (TC o TAC) es un procedimiento de diagnóstico por imágenes que utiliza una combinación de radiografías y tecnología computarizada para obtener imágenes de cortes transversales del cuerpo, tanto horizontales como verticales.
La tomografía muestra imágenes detalladas de cualquier parte del cuerpo, incluidos los huesos, músculos, grasa, órganos, y vasos sanguíneos. Las tomografías computarizadas de alta resolución muestran más detalles que las radiografías estándar.
Torno es una máquina herramienta controlada por computadora que permite maquinar piezas que tienen forma cilíndrica.
Estas máquinas-herramientas operan haciendo girar la pieza a mecanizar, esta pieza se sujeta en el cabezal y contrapunto, mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado perpendicular de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones de mecanizado adecuadas.
Los materiales que se pueden maquinar son madera, metal, vidrio, cerámica, cera, etc. El torno es una máquina que trabaja en un plano porque solo tiene dos ejes de trabajo, normalmente denominados Z y X. Cada eje es programado por la interfase de control numérico permitiendo a los carros horizontal y transversal trabajar de forma independiente.
Las partes que se mecanizan con esta máquina son de forma cilíndrica, puede llevar taladros en sus caras, ranuras en el cuerpo y roscado. Las herramientas de corte en el torno son intercambiables según el material a cortar. La programación del torno puede ser manual, con la interfase de control numérico o mediante un programa de manufactura CAM, segun el tipo de controlador numérico de la máquina, el código generado programa CAM se debe postprocesar a el lenguaje que entiende el controlador, por ello se habla comúnmente de postprocesadores.
Lenguaje de programación que significa, Modelado de Realidad Virtual o Virtual Reality Modeling Language, también usado como formato para intercambio de datos 3D. Crea contenido de modelos de malla poligonal o de triángulos 3D para uso de multimedia y visualizació , el formato puede contener información geométrica, 3D texturas, iluminación y animación para navegación en browsers.
Fue uno de los primeros lenguajees de programación para OPENGL para crear mundos virtuales, posteriormente mejorado por Java3D y hoy en día por X3D y 3DXML. VRML aún permanece como opción de intercambio de datos en los principales programas CAD.
Mas información sobre formatos 3D para interactividad en el consorcio http://www.web3d.org/
Extensión de nombre de archivo con el que se reconoce al formato Parasolid
