8 benefícios do software CAD 3D

Da criação de imagens fotorrealistas à prototipagem rápida: conheça as vantagens do desenvolvimento de projetos usando software de CAD 3D e saiba como aproveitar isto na sua empresa!

A história dos softwares CAD (do inglês Computer-Aided Design) começa na década de 50 e 60, com a criação e evolução das primeiras máquinas (computadores!) que permitiram o uso de ferramentas para auxiliar no desenvolvimento de projetos de engenharia (civil, mecânica, elétrica, etc). Ao longo dos anos, estas ferramentas foram evoluindo: o que antes era visto em 2 dimensões (2D), passou a ser visualizado em 3 dimensões (3D), o que trouxe novas mudanças, com novos benefícios para este novo tipo de tecnologia.

Mas, até hoje empresas utilizam o CAD 2D em seus processos e projetos. Apesar do CAD 3D já possuir um bom tempo no mercado, qual motivo disso ainda acontecer? Um dos principais, (segundo empresas consultadas e clientes que utilizavam o 2D) é a falta de conhecimento da existência destas ferramentas e, principalmente, dos benefícios que os softwares de CAD 3D podem representar para as empresas, projetistas, engenheiros, arquitetos e outros profissionais.

Você também tem essa dúvida e desconhece o potencial das ferramentas 3D? Listamos alguns destes benefícios, para te ajudar na escolha do seu software CAD 3D para seus projetos!

Melhor visualização do produto e comunicação entre equipes de projeto

O CAD é excelente para comunicar ideias! Vivemos em um mundo tridimensional e visualizamos os objetos dessa maneira. Quando se trata de transmitir a ideia de um projeto, é claro que preferimos uma imagem, modelo ou animação 3D a um desenho técnico 2D. Na visualização 2D, os projetistas precisam olhar três ou quatro vistas de um projeto e combiná-las mentalmente para saber como esse projeto será em 3D (e muitas vezes precisam ter experiência para entender situações mais complexas).

Embora os engenheiros e desenhistas possam compreender um desenho 2D, isso pode ser muito mais difícil para os clientes, vendedores, compradores e fornecedores. Visualizar um projeto em 3D, em vez de em 2D, facilita bastante o entendimento do produto e a comunicação.

Outro destaque é o uso extensivo da animação 3D. A capacidade de mostrar aos clientes um “filme” do equipamento em “ação”, além de comunicar como este irá funcionar, também oferece uma vantagem em relação aos concorrentes que apresentam desenhos 2D na fase de cotação. Com imagens e animações 3D, os potenciais clientes se sentem mais confiantes no produto acabado que será oferecido. Esse recurso, combinado com a capacidade de adicionar acabamentos com qualidade fotográfica aos modelos 3D, muitas vezes torna difícil dizer se você está vendo um modelo de CAD ou uma fotografa real da máquina!

Além dos benefícios de apresentação, os modelos de montagem 3D podem ser “explodidos” de maneira rápida e fácil, criando vistas expandidas para ilustrações técnicas e instruções de montagem. Se houver a necessidade de desenhos 2D para a fabricação, o CAD 3D oferece recursos para criação automática de vistas 2D, incluindo vistas de seção e vistas detalhadas.

A capacidade de gerar imagens e animações 3D também facilita a comunicação com outras pessoas além dos clientes. O pessoal de vendas, marketing, serviços de campo, equipes de operações, área financeira e de gestão também pode achar complicado interpretar um desenho 2D. Entretanto, se o projeto for apresentado em 3D, o entendimento é imediato: você pode girar o modelo, aplicar zoom, medir, animar e até mesmo demonstrar as etapas de desenvolvimento de seus projetos.

Eliminação de atualizações manuais

Em 2D, é necessário atualizar manualmente cada vista do desenho sempre que ocorre uma alteração. Se alterar uma peça, você precisará realizar essa modificação em cada uma das três vistas do desenho da peça, além de precisar alterar todas as vistas de todas as montagens que usam essa peça.

Diversos clientes se perguntam como era possível criar um equipamento usando somente CAD 2D. Muitos acabam passando a maior parte do tempo tentando manter atualizadas todas as vistas de desenho durante a evolução dos projetos (e mesmo assim, muitas vezes erros acontecem e acabam prejudicando todo andamento do projeto).

Pense em quantas vistas precisam ser atualizadas manualmente em 2D cada vez que se realiza uma simples mudança no projeto. Uma pequena alteração na dimensão de uma peça desencadeia uma série de atualizações. Todas as vistas, geralmente três no mínimo, devem ser modificadas. Em seguida, os desenhos das montagens que contêm essa peça, também pelo menos três vistas, devem ser atualizados. E o que acontece se a montagem tiver várias dessas peças? Além disso, como ter certeza de que todos os desenhos em que a peça é usada foram atualizados?

Nos softwares de CAD 3D (aqueles que são paramétricos e associativos) esta preocupação não existe! Quando você altera o modelo de uma peça como, por exemplo, o comprimento ou o diâmetro de um furo, ou até mesmo adiciona um novo recurso, essa alteração é automaticamente propagada em todas as vistas de desenho, todas as montagens e em qualquer outro lugar onde essa peça é usada.

Redução de erros com a verificação de interferência e colisão

Em um desenho 2D, é difícil encontrar interferências em peças, especialmente quando o projeto se torna grande e complicado. Além disso, como as atualizações em 2D tomam muito tempo, muitas vezes os usuários usam atalhos, como mudar a dimensão de uma peça sem atualizar o tamanho real do modelo.

Quantas vezes você já ouviu falar que “o desenho não está em escala”? Adicione a isso o fato de que vários projetistas estarão compartilhando as funções de projeto na montagem, e a possibilidade de haver interferências em peças será muito maior. A verificação de desenhos 2D para identificar possíveis problemas de interferência é extremamente demorado, e as interferências podem passar despercebidas, mesmo com a revisão mais diligente.

Nos softwares CAD 3D, é possível eliminar a interferência entre as peças. A verificação de interferência é automática e todas as peças podem ser verificadas para saber se há interferência com qualquer outra peça. Os problemas de interferência são realçados e até mesmo a quantidade de interferência é informada.

A verificação de interferência em uma montagem estática já é bastante difícil em 2D, mas se torna algo quase impossível quando você está lidando com um projeto que se move. Há um número praticamente infinito de possibilidades de uma colisão ocorrer em projetos que se movem. Para algumas soluções em 3D, você pode “mover” o projeto em toda sua faixa de movimentos, verificando continuamente se ocorrem colisões entre as peças. Quando uma colisão é detectada, o movimento será interrompido automaticamente e as interferências serão realçadas. Se você desenvolve projetos com componentes internos que se movem, a detecção de colisão é uma ferramenta inestimável para verificar o funcionamento de seu projeto.

As interferências também resultam de problemas em tolerâncias. Por isso, em softwares 3D, é possível verificar automaticamente as condições de tolerância máxima e mínima para que você possa garantir que as tolerâncias aplicadas às peças são adequadas. Ele também identifica quais tolerâncias estão contribuindo mais para o problema de empilhamento de tolerâncias, fazendo com que você economize tempo ao não precisar tentar descobrir quais tolerâncias ou esquemas de dimensionamento devem ser alterados. Quando os erros de ajuste e função diminuem, a eficiência aumenta, permitindo que você reduza tempo, mão de obra e custos de materiais.

Reutilização de modelos existentes

Dois aspectos importantes e exclusivos de alguns softwares CAD 3D é permitir que você reutilize projetos existentes de forma fácil e abrangente: através da associatividade e redimensionamento. “Associatividade” significa que quando você altera o modelo de um projeto essa modificação se propagará por todos os outros lugares onde esse modelo é usado: desenhos, montagens de nível mais alto e outros. “Redimensionamento” significa que se você alterar uma peça, clicando e alterando uma dimensão, todas as outras geometrias nessa peça serão redimensionadas de forma proporcional e automática.

Por exemplo, se você modelou uma placa com cinco polegadas (5”) de comprimento e furos à distância de uma polegada (1”) de cada extremidade, e clicar na dimensão de cinco polegadas (5”) e mudá-la para dez polegadas (10”), a localização dos furos será atualizada, mas eles ainda estarão a uma polegada (1”) de distância de cada extremidade da peça.

A associatividade e o redimensionamento permitem reutilizar projetos existentes para criar facilmente novas versões ou configurações. Você poderá criar prontamente várias configurações novas de uma única peça variando dimensões e recursos específicos.

Por exemplo, você poderia criar um parafuso de cabeça sextavada e depois aplicar todas as variações de comprimento e diâmetro a partir de um único projeto, apenas alterando as dimensões. Da mesma forma, você poderia criar um catálogo completo de parafusos a partir de uma peça variando o passo da rosca, o tipo de cabeça, o material, o comprimento e o diâmetro.

Aceleração dos ciclos de desenvolvimento com testes e otimização virtuais

Acelerar um ciclo de projeto depende de mais fatores do que simplesmente otimizar a parte inicial ou o projeto da montagem. Outro grande benefício da modelagem 3D é a percepção que ela oferece por meio de testes virtuais, análise e otimização, que podem assumir muitas formas.

Clientes afirmam que uma grande vantagem de trabalhar com o 3D é que ele permite aplicar movimento às peças de uma montagem e avaliar rapidamente muitos projetos diferentes em relação aos requisitos operacionais. Os projetistas podem atribuir um tipo de material a uma peça e identificar as propriedades de massa, inclusive peso e centro de gravidade.

Além disso, recursos de simulação de movimento permitem avaliar os efeitos de diferentes curvas, atrito, molas, gravidade de desempenho de motor e outras características físicas de um projeto. Assim, em vez de apenas executar a animação da máquina em movimento, você pode simular o que realmente está acontecendo no projeto. A simulação de movimento calcula automaticamente as forças em componentes vitais, como rolamentos, buchas e articulações. Essas informações são então usadas para calcular pontos resistentes, deﬂexão, fadiga e fatores de segurança da peça. Além disso, outras análises podem ser realizadas, como de vibração, térmica e de ﬂuxo para que seu projeto possa ser otimizado.

Desta forma, os softwares de CAD 3D podem ser usado para resolver problemas típicos de projeto, tais como:

Quanto peso posso retirar dessa peça sem que ela passe a funcionar fora de um determinado fator de segurança?
Será que a peça irá se dobrar demais se for fabricada com um material diferente?
Será que uma peça específica de um componente eletrônico sofrerá superaquecimento pela falta de ﬂuxo de ar?

Projetos para fabricação

Muitas das novas tecnologias de produção dependem da disponibilidade de um modelo de CAD 3D como ponto de partida. Por exemplo, a programação em máquinas de CNC de dois, três eixos ou mais, a prototipagem rápida, o projeto de moldes e até mesmo a fabricação de chapas metálicas exigem agora modelos 3D que possam ser referenciados para criar trajetórias de ferramentas, modelos de SLA e padrões planos de chapa metálica com tolerâncias de dobra adequadas.

Um número cada vez maior de empresas está adotando a prototipagem e a fabricação rápidas para reduzir o tempo de produção de peças de protótipos e peças finais personalizadas, como, por exemplo, o corpo de aparelhos auditivos. Esses sistemas rápidos operam a partir de entradas de modelagem 3D geradas no formato STL (Standard Template Library, biblioteca de modelos padrão), um tipo de arquivo que você pode gerar a partir do modelo CAD 3D simplesmente salvando-o nesse formato.

Se um fabricante tiver que “reconstruir” um projeto 2D em 3D, surgem dois problemas. Em primeiro lugar, a remodelagem adiciona uma etapa adicional ao processo de fabricação, o que exige mais tempo. Muitas fábricas que exigem modelos de CAD 3D colocam os trabalhos 2D no final da fila devido ao trabalho necessário para converter o projeto 2D em 3D. Para a maioria dos fabricantes, isto significa apenas trabalho de preparação adicional antes do processo de fabricação. Para os fabricantes, suas fábricas devem funcionar a plena capacidade e os trabalhos de preparação custam tempo de produção, e esse tempo de preparação será cobrado do cliente.

O segundo problema está relacionado a um possível erro na conversão de 2D para 3D. Isso significa que a peça final talvez não atenda aos requisitos do projeto, o que iria afetar a entrega do seu produto. Se você trabalhar em 3D desde o início, poderá gerar arquivos que estão prontos para ir diretamente às operações de fabricação exigidas por modelos CAD 3D.

Em muitos casos, os desenhos 2D não são nem necessários para a fabricação. Por exemplo, os softwares 3D podem criar o modelo 3D completo com notas e informações detalhadas sobre dimensionamento e tolerâncias. Dessa forma, todos os dados e notas necessários para a fabricação da peça são incluídos diretamente no modelo de CAD 3D.

Modelo 3D com detalhamento de fabricação

O resultado final com o uso destas ferramentas é que as peças e desenhos 3D são enviados à fábrica de forma mais correta e completa, fazendo com que os operadores das máquinas gastem menos tempo tirando dúvidas com os engenheiros e projetistas sobre desenhos de fabricação incompletos e mais tempo na produção.

Criação perfeita de listas de materiais e gerenciamento de dados

Trabalhar com um sistema de CAD 3D associativo também assegura uma lista de materiais (BOM, Bill of Materials) precisa e atualizada. A BOM oferece informações precisas, pois é atualizada automaticamente com as alterações realizadas nas peças e montagens.

O gerenciamento de dados é essencial no processo de desenvolvimento do produto. Os projetos geralmente passam por vários estágios de desenvolvimento, como, por exemplo, conceituação, projeto detalhado de engenharia, montagem, teste e liberação final para produção. O controle de dados é especialmente importante quando consideramos todo o pessoal necessário para desenvolver e fabricar um produto: engenharia, produção, compras, vendas, marketing, fornecedores e até mesmo clientes. Todos eles precisam saber que estão usando os dados mais atualizados e corretos. Os softwares de gerenciamento de dados dos produtos asseguram que sejam executados os procedimentos corretos de liberação e aprovação de seus projetos em cada estágio do desenvolvimento.

Ferramentas de vendas e de marketing

Os departamentos de vendas e de marketing também podem tirar proveito dos dados de CAD 3D. As ferramentas de publicação oferecem suporte completo ao uso de dados de CAD 3D para permitir a criação de imagens 2D fotorrealistas, modelos 3D e animações mais atrativos para clientes e consumidores.

Basta acessar o website das empresas que usam software 3D para perceber a apresentação de produtos da forma mais completa e colorida, e com realismo fotográfico. Modelos fotorrealistas, recursos para animação e prototipagem rápida também permitem ao pessoal de marketing realizar pesquisas de mercado com custos mais reduzidos do que se projetassem e produzissem protótipos da maneira convencional.

Então, deu para perceber como é possível ganhar com o uso do 3D, proporcionando agilidade e flexibilidade para enfrentar com êxito os projetos do dia a dia?

Nós da 4i Engenharia possuímos soluções de CAD 3D que permitem obter todos estes ganhos (e muito mais)!

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