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CADとCAEとCAM：違いは何ですか？

CADとは何ですか？ CAEとは何ですか？ CAMとは何ですか？これらのソフトウェアとは何ですか？また、それらは互いにどのように異なりますか？これら3つのシステムすべてについて最初に知っておくべきことは、各略語の最初の2文字です。 「CA」はコンピューター支援の略で、3つのシステムすべてが作成されており、コンピューターの能力を処理に使用することで、ユーザーが目標をより早く達成できるようになっています。 CADの最後の文字はデザイン、CAEの場合はエンジニアリング、CAMの場合は製造です。これらは、エンジニアリングおよび製造ソフトウェアプログラムです。それぞれに独自の目的があります。この記事では、3つのシステムすべてと、それらの使用方法および全体的な目的について詳しく説明します。

コンピューター支援設計の概要

CADプログラムは、製品を設計し、エンジニアリングプロセスの設計段階を文書化するコンピューターテクノロジです。 CADは、製品の材料、プロセス、公差、および寸法の詳細な図を転送することにより、製造プロセスを容易にする場合があります。これを使用して、2Dまたは3Dダイアグラムを作成できます。その後、回転させて、内側から外を見ても、任意の角度から表示できます。
コンピューター支援設計とは、コンピューターシステムを使用して、設計の作成、変更、および最適化を支援することです。これは、エンジニアリングソフトウェアプログラムと見なされることがよくあります。

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最新のCADプログラムは、次の点を改善できます。

  1. エンジニアの生産性を向上させる
  2. デザインの品質を向上させる
  3. ドキュメントによるコミュニケーションの改善
  4. 製造用のデータベースを作成する

CAD出力は、多くの場合、印刷、機械加工、またはその他の製造操作用の電子ファイルの形式です。

機械設計用の最新のCADプログラムは、オブジェクトにベクターベースのグラフィックスを使用するか、デザインオブジェクトの全体的な外観を示すラスターグラフィックスを生成する場合があります。

ただし、エンジニアリングソフトウェアプログラムには、単なる形状以上のものが必要です。手動製図や技術およびエンジニアリング図面と同様に、CADプログラムの出力では、アプリケーション固有の規則に従って、材料、プロセス、寸法、公差などの情報を伝達する必要があります。
CADは、自動車、造船、航空宇宙産業、建築、補綴など、多くのアプリケーションで広く使用されている重要な工業芸術です。 CADは、映画、広告、技術マニュアルの特殊効果用のコンピューターアニメーションを作成するためにも広く使用されており、DCC（デジタルコンテンツ作成）と呼ばれることもあります。 CADは、計算幾何学、コンピューターグラフィックス、および離散幾何学の研究の主要な推進力となっています。

最新のCADプログラムの使用

コンピュータ支援設計は、エンジニアや設計者が使用する多くのツールの1つであり、ユーザーの職業や問題のソフトウェアの種類に応じてさまざまな方法で使用されます。 CADは、製品ライフサイクル管理（PLM）プロセス内のデジタル製品開発（DPD）アクティビティ全体の一部であるため、 CADプログラムは、統合モジュールまたはスタンドアロン製品などの他のツールと一緒に使用されます。として：

  1. コンピューター支援エンジニアリング（CAE）
  2. コンピューター支援製造（CAM）
  3. フォトリアリスティックレンダリング
  4. 製品データ管理（PDM）を使用したドキュメント管理とリビジョン管理

CADは、次の4つのプロパティを使用して、エンジニアにも役立つことが証明されています。

  1. 歴史
  2. 機能
  3. パラメータ化
  4. 高レベルの制約

建設履歴を使用して、モデルの個人的な特徴を振り返り、モデル全体ではなく単一の作業を行うことができます。パラメータと制約を使用して、さまざまなモデリング要素のサイズ、形状、およびその他のプロパティを決定できます。

コンピュータ支援設計を使用する人

これは、仕事でCADを使用する可能性が最も高い人の短いリストです。

このリストはどんどん増えていきます。コンピューター支援設計は、航空宇宙、自動車、繊維、電子機器など、多くの業界で使用されています。コンピューター支援設計により、企業は、物理的なプロトタイピングを実装する前に、モデル化されたアイデアを探索できます。主にエンジニアリングソフトウェアプログラムはエンジニアによって利用されます。

コンピュータ支援エンジニアリングの概要

エンジニアリング分析タスクを支援するためのコンピュータソフトウェアの幅広い使用法です。エンジニアリングソフトウェアプログラムには、有限要素解析（FEA）、計算流体力学（CFD）、マルチボディダイナミクス（MDB）、および最適化が含まれます。
これらの活動をサポートするために開発されたエンジニアリングソフトウェアプログラムは、CAEツールと見なされます。 CAEツールは、たとえば、コンポーネントとアセンブリの堅牢性とパフォーマンスを分析するために使用されています。この用語には、製品および製造ツールのシミュレーション、検証、および最適化が含まれます。将来的には、CAEシステムは、意思決定において設計チームをサポートするのに役立つ情報の主要なプロバイダーになるでしょう。


コンピュータ支援エンジニアリングノードネットワーク

情報ネットワークに関しては、CAEシステムは個別に総合情報ネットワーク上の単一ノードと見なされ、各ノードはネットワーク上の別のノードと相互作用する場合があります。これらのノードは、既存のモデルジオメトリを利用してモデル全体を介してノードネットワークを構築する有限要素法の役割を果たします。このネットワークは、実際のパーツが経験するパラメータ入力に基づいて、モデルがどのように実行されるかを決定するために使用されます。実世界。次のパラメータは、通常、CAEシミュレーションの機械工学で使用されます。

  1. 温度
  2. 圧力
  3. コンポーネントの相互作用
  4. 適用された力

シミュレーションに使用されるパラメーターのほとんどは、モデルが操作中に経験する環境と相互作用に基づいています。これらは、パーツが設計上の制約を理論的に処理できるかどうかを確認する方法として、CAEソフトウェアに入力されます。

CAEシステムは企業にサポートを提供できます。これは、参照アーキテクチャと、ビジネスプロセスに情報ビューを配置する機能を使用することで実現されます。参照アーキテクチャは、情報モデル、特に製品モデルと製造モデルの基盤です。

対象となるCAEエリアは次のとおりです：

  1. FEAを使用したコンポーネントアセンブリの応力解析
  2. CFDを使用した熱および流体の流れの分析
  3. マルチボディダイナミクス（MBD）とキネマティクス
  4. 製造プロセスのプロセスシミュレーション用の分析ツール
  5. プロセスドキュメントの最適化
  6. 製品開発の最適化
  7. スマートな不適合の検証
  8. アセンブリの安全性分析

一般に、コンピュータ支援エンジニアリングタスクには3つのフェーズがあります。

  1. 前処理：適用するモデルと環境要因を定義します。
  2. 分析ソルバー
  3. 結果の後処理

エンジニアリングソフトウェアプログラムには、Abaqus、Ansys、MSC AdamsCarなどが含まれます。最新のCADプログラムは、仮想プロトタイプ分析のためにモデルをエンジニアリングソフトウェアプログラムにエクスポートします。

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コンピュータ支援製造

コンピュータ支援製造は、製造プロセスで工作機械および関連する機械を制御するためのコンピュータソフトウェアの使用です。これは、技術的にはソフトウェアプログラムをエンジニアリングするためのシステムではなく、製造側の機械工のためのシステムと見なされています。しかし、エンジニアはしばしばそれにさらされます。 CAMは、計画、管理、輸送、保管など、製造工場のすべての業務を支援するためのコンピューターの使用を指す場合もあります。その主な目的は、より正確な寸法と材料の一貫性を備えた、より高速な生産プロセスとコンポーネントおよびツールを作成することです。 CADで生成され、CAEで検証されたモデルは、マシンツールを制御するCAMソフトウェアに入力できるため、CAMは、コンピューター支援設計（CAD）の後、場合によってはコンピューター支援エンジニアリング（CAE）の後のコンピューター支援プロセスです。


コンピュータ支援製造工場のルーティング

コンピューター数値制御マシンに使用されるCAM

コンピュータ支援製造は、製品を製造するマシンの背後にあるソフトウェアコードです。コンピューター数値制御マシンは、製品の製造にCAMコードを利用するデバイスです。 CNCマシンには次のものが含まれます：

オペレーターが従来の工作機械で行う必要があるすべてのことは、CNC機械でプログラム可能です。 CAMは、工作機械が製品の製造を完了するために従うステップバイステップの指示を提供します。 CAMの前は、機械工はプログラムを実装する前に手動でコードを入力する必要がありました。この手動入力は、最終製品の複雑さに基づいて面倒な場合があります。 CAMは、GUI（グラフィカルユーザーインターフェイス）プラットフォームに基づいてコードを開発するインテリジェントソフトウェアを組み込むことにより、これをより簡単にしました。これにより、必要なプロセスのボタンをクリックしてCNCマシンのコードを生成するだけで、製造コードを簡単に作成できます。

CAD、CAE、およびCAMがどのように連携するか

製造、CAM、またはエンジニアリングソフトウェアプログラム、CAEのいずれかを使用するには、最新のCADプログラムが必要です。どちらのシステムも、分析または製造を実行するためにモデルを必要とするためです。 CAEでは、解析に使用する統合ノードネットワークを決定するための幾何学的モデルが必要です。 CAMでは、工作機械のルートとカットを決定するために部品の形状が必要です。どちらもCADが必要ですが、CADは仮想モデルをエンジニアリングするためのスタンドアロンシステムとして使用できます。 CADはCAMまたはCAEのバックボーンであり、それらが正しく機能するために必要です。各ソフトウェアは、エンジニアや機械工にとって強力なツールであり、日常の職務をより簡単かつ効率的にします。ソフトウェアを正しく使用すると、それらを利用する個人や企業に最適なメリットがもたらされます。

これらのソフトウェアプラットフォームのいずれかを使用したことがありますか？もしそうなら、それらを使用することで生活が楽になったのかどうかを説明してください。


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