CAD

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Lompat ke: navigasi, cari
Untuk kegunaan lain dari CAD, lihat CAD (disambiguasi).
Oblique view dari crankshaft piston 4 silinder .

Computer Aided Design adalah suatu program komputer untuk menggambar suatu produk atau bagian dari suatu produk. Produk yang ingin digambarkan bisa diwakili oleh garis-garis maupun simbol-simbol yang memiliki makna tertentu. CAD bisa berupa gambar 2 dimensi dan gambar 3 dimensi.

Berawal dari menggantikan fungsi meja gambar kini perangkat lunak CAD telah berevolusi dan terintegrasi dengan perangkat lunak CAE (Computer Aided Engineering) dan CAM (Computer Aided Manufacturing. Integrasi itu dimungkinkan karena perangkat lunak CAD saat ini kebanyakan merupakan aplikasi gambar 3 dimensi atau biasa disebut solid modelling. Solid model memungkinkan kita untuk memvisualisasikan komponen dan rakitan yang kita buat secara realistik. Selain itu model mempunyai properti seperti massa, volume, pusat gravitasi , luas permukaan dll.

CAD dapat digunakan untuk merancang kurva dan gambar dalam ruang dua dimensi (2D); atau kurva, permukaan, dan padatan dalam ruang tiga dimensi (3D).

CAD adalah seni industri penting yang banyak digunakan dalam banyak aplikasi, termasuk otomotif, galangan kapal, dan industri kedirgantaraan, desain industri dan arsitektur, prostetik, dan banyak lagi. CAD juga banyak digunakan untuk menghasilkan animasi komputer untuk efek khusus dalam film, iklan dan manual teknis, sering disebut pembuatan konten digital DCC. Kemana-mana yang modern dan kekuatan komputer berarti bahwa botol-botol parfum dan sampo sampo pun dirancang menggunakan teknik-teknik yang belum pernah terdengar oleh para insinyur pada tahun 1960-an. Karena pentingnya ekonomi yang sangat besar, CAD telah menjadi kekuatan pendorong utama untuk penelitian dalam geometri komputasi, grafik komputer (baik perangkat keras dan perangkat lunak), dan geometri diferensial diskrit.

Desain model geometris untuk bentuk objek, khususnya, kadang-kadang disebut desain geometri dibantu komputer (CAGD).


Ikhtisar perangkat lunak CAD[sunting | sunting sumber]

Mulai sekitar pertengahan 1960-an, dengan IBM Drafting System, sistem desain dibantu komputer mulai memberikan kemampuan lebih dari sekedar kemampuan untuk mereproduksi draf manual dengan draf elektronik, keuntungan-biaya bagi perusahaan untuk beralih ke CAD menjadi jelas. Manfaat sistem CAD terhadap draf manual adalah kemampuan yang sering dibutuhkan oleh sistem komputer saat ini; Generasi otomatis Bill of Material, tata letak otomatis di sirkuit terpadu, pemeriksaan gangguan, dan banyak lainnya. Akhirnya, CAD menyediakan desainer dengan kemampuan untuk melakukan perhitungan teknik. Selama masa transisi ini, perhitungan masih dilakukan dengan tangan atau oleh orang-orang yang dapat menjalankan program komputer. CAD adalah perubahan revolusioner dalam industri rekayasa, di mana para perancang, perancang dan peran rekayasa mulai bergabung. Itu tidak menghilangkan departemen, sebanyak itu menggabungkan departemen dan memberdayakan juru gambar, perancang dan insinyur. CAD hanyalah contoh lain dari efek komputer yang mulai mempengaruhi industri. Paket perangkat lunak desain yang dibantu komputer saat ini berkisar dari sistem drafing 2D berbasis vektor ke pemodel 3D solid dan permukaan. Paket CAD modern juga sering memungkinkan rotasi dalam tiga dimensi, memungkinkan tampilan objek yang dirancang dari sudut yang diinginkan, bahkan dari bagian dalam terlihat keluar. Beberapa perangkat lunak CAD mampu memodelkan matematika yang dinamis.

Teknologi CAD digunakan dalam desain alat dan mesin dan dalam rancangan dan desain semua jenis bangunan, dari tipe perumahan kecil (rumah) hingga struktur komersial dan industri terbesar (rumah sakit dan pabrik).

CAD terutama digunakan untuk teknik rinci model 3D atau gambar 2D komponen fisik, tetapi juga digunakan di seluruh proses rekayasa dari desain konseptual dan tata letak produk, melalui kekuatan dan analisis dinamis rakitan untuk definisi metode pembuatan komponen. Hal ini juga dapat digunakan untuk mendesain objek seperti perhiasan, furnitur, peralatan, dll. Selain itu, banyak aplikasi CAD sekarang menawarkan render dan kemampuan animasi canggih sehingga insinyur dapat memvisualisasikan desain produk mereka dengan lebih baik. 4D BIM adalah jenis simulasi rekayasa konstruksi virtual yang menggabungkan waktu atau jadwal informasi terkait untuk manajemen proyek.

CAD telah menjadi teknologi yang sangat penting dalam lingkup teknologi yang dibantu komputer, dengan manfaat seperti biaya pengembangan produk yang lebih rendah dan siklus desain yang sangat singkat. CAD memungkinkan para desainer untuk menyusun dan mengembangkan pekerjaan di layar, mencetaknya dan menyimpannya untuk pengeditan selanjutnya, menghemat waktu pada gambar mereka.

Penggunaan[sunting | sunting sumber]

Desain yang dibantu komputer adalah salah satu dari banyak alat yang digunakan oleh para insinyur dan perancang dan digunakan dalam banyak hal tergantung pada profesi pengguna dan jenis perangkat lunak yang bersangkutan.

CAD adalah salah satu bagian dari seluruh aktivitas Pengembangan Produk Digital (DPD) dalam proses Manajemen Siklus Hidup Produk (PLM), dan dengan demikian digunakan bersama dengan alat lain, yang merupakan modul terintegrasi atau produk yang berdiri sendiri, seperti:

CAD juga digunakan untuk pembuatan simulasi foto yang akurat yang sering diperlukan dalam penyusunan Laporan Dampak Lingkungan, di mana desain yang dibantu komputer dari bangunan yang dimaksudkan ditumpangkan ke dalam foto-foto lingkungan yang ada untuk mewakili seperti apa lokasi lokal, di mana fasilitas yang diusulkan diizinkan untuk dibangun. Potensi penyumbatan koridor pandangan dan studi bayangan juga sering dianalisis melalui penggunaan CAD.

CAD telah terbukti bermanfaat bagi para insinyur juga. Menggunakan empat properti yang merupakan riwayat, fitur, parameterisasi, dan batasan tingkat tinggi. Sejarah konstruksi dapat digunakan untuk melihat kembali ke fitur pribadi model dan bekerja di area tunggal daripada seluruh model. Parameter dan batasan dapat digunakan untuk menentukan ukuran, bentuk, dan properti lain dari elemen pemodelan yang berbeda. Fitur dalam sistem CAD dapat digunakan untuk berbagai alat untuk pengukuran seperti kekuatan tarik, kekuatan luluh, sifat listrik atau elektromagnetik. Juga tekanan, regangan, waktu atau bagaimana elemen terpengaruh pada suhu tertentu, dll.

Type[sunting | sunting sumber]

suatu prosedur sederhana

Ada beberapa jenis CAD yang berbeda, masing-masing membutuhkan operator untuk berpikir secara berbeda tentang cara menggunakannya dan merancang komponen virtual mereka dengan cara yang berbeda untuk masing-masing.

Ada banyak produsen sistem 2D kelas bawah, termasuk sejumlah program sumber terbuka dan gratis. Ini memberikan pendekatan untuk proses menggambar tanpa semua keributan skala dan penempatan pada lembar gambar yang disertai penyusunan tangan karena ini dapat disesuaikan sesuai kebutuhan selama pembuatan draf akhir.

3D wireframe pada dasarnya merupakan perpanjangan dari drafing 2D (tidak sering digunakan saat ini). Setiap baris harus dimasukkan secara manual ke dalam gambar. Produk akhir tidak memiliki properti massa yang terkait dengannya dan tidak dapat memiliki fitur yang ditambahkan secara langsung ke dalamnya, seperti lubang. Operator mendekati ini dengan cara yang mirip dengan sistem 2D, meskipun banyak sistem 3D memungkinkan menggunakan model wireframe untuk membuat tampilan gambar teknik final.

Padatan 3D "bodoh" dibuat dengan cara yang analog dengan manipulasi objek dunia nyata (tidak sering digunakan saat ini). Bentuk geometris tiga dimensi dasar (prisma, silinder, bola, dan sebagainya) memiliki volume padat ditambahkan atau dikurangi dari mereka seolah-olah merakit atau memotong objek dunia nyata. Pandangan proyeksi dua dimensi dapat dengan mudah dihasilkan dari model. Solids 3D dasar biasanya tidak termasuk alat untuk dengan mudah memungkinkan gerakan komponen, mengatur batas gerak mereka, atau mengidentifikasi gangguan antar komponen.

Ada dua jenis Pemodelan 3D Solid

1.Pemodelan parametrik memungkinkan operator untuk menggunakan apa yang disebut sebagai "maksud desain". Objek dan fitur yang dibuat dapat dimodifikasi. Modifikasi masa depan dapat dilakukan dengan mengubah bagaimana bagian asli dibuat. Jika suatu fitur dimaksudkan untuk ditempatkan dari pusat bagian, operator harus menempatkannya dari pusat model. Fitur dapat ditemukan menggunakan objek geometrik yang sudah tersedia di bagian, tetapi penempatan acak ini akan mengalahkan niat desain. Jika operator mendesain bagian karena berfungsi, pemodel parametrik mampu membuat perubahan pada bagian itu sambil mempertahankan hubungan geometrik dan fungsional.


2. Pemodelan langsung atau Eksplisit memberikan kemampuan untuk mengedit geometri tanpa pohon sejarah. Dengan pemodelan langsung, sekali sketsa digunakan untuk membuat geometri sketsa dimasukkan ke dalam geometri baru dan perancang hanya memodifikasi geometri tanpa perlu sketsa asli. Seperti halnya pemodelan parametrik, pemodelan langsung memiliki kemampuan untuk memasukkan hubungan antara geometri terpilih (misalnya, tangensi, konsentrisitas).

Sistem ujung atas menawarkan kemampuan untuk menggabungkan lebih banyak fitur organik, estetika dan ergonomis ke dalam desain. Pemodelan permukaan bentuk bebas sering dikombinasikan dengan padatan untuk memungkinkan perancang untuk membuat produk yang sesuai dengan bentuk manusia dan persyaratan visual serta mereka berinteraksi dengan mesin.

Teknologi[sunting | sunting sumber]

CAD model computer mouse.

Awalnya perangkat lunak untuk sistem Computer-Aided Design dikembangkan dengan bahasa komputer seperti Fortran, ALGOL tetapi dengan kemajuan metode pemrograman berorientasi objek ini telah berubah secara radikal. Pemodel berbasis fitur parametrik modern dan sistem permukaan bentuk bebas dibangun di sekitar sejumlah modul C kunci dengan API mereka sendiri. Sebuah sistem CAD dapat dilihat sebagai dibangun dari interaksi antarmuka pengguna grafis (GUI) dengan NURBS geometri atau representasi batas (B-rep) data melalui kernel pemodelan geometrik. Sebuah mesin constraint geometri juga dapat digunakan untuk mengelola hubungan asosiatif antara geometri, seperti geometri wireframe dalam sketsa atau komponen dalam perakitan.

Kemampuan tak terduga dari hubungan asosiatif ini telah menghasilkan bentuk baru prototipe yang disebut prototipe digital. Berbeda dengan prototipe fisik, yang memerlukan waktu pembuatan dalam desain. Yang mengatakan, model CAD dapat dihasilkan oleh komputer setelah prototipe fisik telah dipindai menggunakan mesin pemindai CT industri. Tergantung pada sifat bisnis, prototipe digital atau fisik dapat awalnya dipilih sesuai dengan kebutuhan spesifik.

Saat ini, sistem CAD ada untuk semua platform utama (Windows, Linux, UNIX dan Mac OS X); beberapa paket mendukung banyak platform.

Saat ini, tidak ada perangkat keras khusus yang diperlukan untuk sebagian besar perangkat lunak CAD. Namun, beberapa sistem CAD dapat melakukan tugas-tugas grafis dan komputasi secara intensif, sehingga kartu grafis modern, kecepatan tinggi (dan mungkin beberapa) CPU dan sejumlah besar RAM mungkin direkomendasikan.

Antarmuka manusia-mesin umumnya melalui mouse komputer tetapi juga bisa melalui pena dan digitalisasi tablet grafis. Manipulasi pandangan model pada layar juga terkadang dilakukan dengan penggunaan Spacemouse / SpaceBall. Beberapa sistem juga mendukung kacamata stereoskopik untuk melihat model 3D. Teknologi yang pada masa lalu terbatas pada instalasi yang lebih besar atau aplikasi khusus telah tersedia untuk kelompok pengguna yang luas. Ini termasuk CAVE atau HMD dan perangkat interaktif seperti teknologi sensor gerak.

Perangkat Lunak[sunting | sunting sumber]

Perangkat lunak CAD memungkinkan para insinyur dan arsitek untuk merancang, memeriksa, dan mengelola proyek-proyek rekayasa dalam antarmuka pengguna grafis terintegrasi (GUI) pada sistem komputer pribadi. Sebagian besar aplikasi mendukung pemodelan solid dengan representasi batas (B-Rep) dan geometri NURBS, dan memungkinkan yang sama untuk dipublikasikan dalam berbagai format. Kernel pemodelan geometrik adalah komponen perangkat lunak yang menyediakan pemodelan padat dan fitur pemodelan permukaan untuk aplikasi CAD.

Berdasarkan statistik pasar, perangkat lunak komersial dari Autodesk, Dassault Systems, Siemens PLM Software, dan PTC mendominasi industri CAD. Berikut ini adalah daftar aplikasi CAD utama, dikelompokkan berdasarkan statistik penggunaan.

Commercial

Freeware and open source

CAD kernels

Riwayat[sunting | sunting sumber]

Desainer telah lama menggunakan komputer untuk perhitungannya. Komputer digital digunakan dalam analisis atau optimasi sistem tenaga sedini proto- "Angin Puyuh" pada tahun 1949. Teori desain sirkuit, atau metodologi jaringan daya akan aljabar, simbolis, dan sering berbasis vektor. Contoh masalah yang diselesaikan pada pertengahan 1940-an hingga 50-an meliputi: motor servo dikendalikan oleh pulsa yang dihasilkan (1949), komputer digital dengan operasi komputer built-in untuk secara otomatis mengoordinasikan transformasi untuk menghitung vektor terkait radar (1951) dan pada dasarnya proses matematika grafis membentuk bentuk dengan alat mesin digital (1952). Ini dicapai dengan menggunakan perangkat lunak komputer. Pria itu dikreditkan dengan coining istilah CAD. Douglas T. Ross menyatakan "Segera setelah saya melihat peralatan display interaktif," [digunakan oleh operator radar 1953] itu hanya akan menjadi apa yang dibutuhkan oleh kelompok pengurangan datanya. Dengan orang Lincoln Lab, mereka adalah satu-satunya yang menggunakan sistem tampilan besar dan rumit yang dimasukkan ke dalam sistem SAGE pra-SAGE, Cape Cod. Tetapi "kami menggunakannya untuk workstation pribadi kami." Para perancang komputer yang sangat awal ini membangun program utilitas sehingga pemrogram dapat men-debug program menggunakan diagram alur di lingkup tampilan dengan switch logis yang dapat dibuka dan ditutup selama sesi debugging. Mereka menemukan bahwa mereka dapat membuat simbol elektronik dan figur geometris untuk digunakan untuk membuat diagram sirkuit sederhana dan diagram alur. Mereka membuat penemuan yang menyenangkan bahwa objek yang pernah digambar dapat direproduksi sesuka hati, orientasinya, Linkage [fluks, mekanis, leksikal pelingkupan] atau skala berubah. Ini menyarankan banyak kemungkinan bagi mereka. Butuh waktu sepuluh tahun pengembangan interdisipliner [24] bekerja sebelum SKETCHPAD duduk di perpustakaan matematika yang berkembang muncul dari laboratorium MIT. Perkembangan tambahan dilakukan pada 1960-an di dalam pesawat, otomotif, kontrol industri dan industri elektronik di bidang konstruksi permukaan 3D, pemrograman NC, dan analisis desain, sebagian besar independen satu sama lain dan sering tidak dipublikasikan hingga lama kemudian. Beberapa deskripsi matematika bekerja pada kurva dikembangkan pada awal 1940-an oleh Robert Issac Newton dari Pawtucket, Rhode Island. Robert A. Heinlein dalam novelnya tahun 1957, The Door into Summer menyarankan kemungkinan Drafting Dan robot. Namun, mungkin yang paling penting bekerja pada kurva polinomial dan permukaan pahatan dilakukan oleh Pierre Bézier, Paul de Casteljau (Citroen), Steven Anson Coons (MIT, Ford), James Ferguson (Boeing), Carl de Boor (GM), Birkhoff ( GM) dan Garibedian (GM) pada 1960-an dan W. Gordon (GM) dan R. Riesenfeld pada 1970-an.

Penemuan CAD / CAM 3D dikaitkan dengan seorang insinyur Perancis, Pierre Bézier (Arts et Métiers ParisTech, Renault). Setelah pekerjaan matematisnya mengenai permukaan, ia mengembangkan UNISURF, antara 1966 dan 1968, untuk memudahkan desain bagian dan alat untuk industri otomotif. Kemudian, UNISURF menjadi basis kerja untuk perangkat lunak CAD generasi berikutnya.

Dikatakan [oleh siapa?] Bahwa titik balik adalah pengembangan sistem SKETCHPAD di MIT oleh Ivan Sutherland (yang kemudian menciptakan perusahaan teknologi grafis dengan David Evans). Ciri khas SKETCHPAD adalah memungkinkan desainer untuk berinteraksi dengan komputernya secara grafis: desain dapat dimasukkan ke komputer dengan menggambar pada monitor CRT dengan pena cahaya. Secara efektif, itu adalah prototipe antarmuka pengguna grafis, fitur yang sangat diperlukan dari CAD modern. Sutherland mempresentasikan makalahnya Sketchpad: A Man-Machine Graphical Communication System pada tahun 1963 di Konferensi Komputer Gabungan yang telah mengerjakannya sebagai makalah tesis PhD selama beberapa tahun. Mengutip, "Untuk gambar di mana gerakan gambar atau analisis masalah yang digambar bernilai bagi pengguna, Sketchpad unggul. Untuk gambar atau gambar yang sangat repetitif yang memerlukan ketepatan, Sketchpad cukup cepat daripada teknik konvensional untuk menjadi berharga. Untuk gambar yang hanya berkomunikasi dengan toko, mungkin lebih baik menggunakan kertas dan pensil konvensional. " Seiring waktu upaya akan diarahkan menuju tujuan memiliki gambar desainer berkomunikasi tidak hanya dengan toko tetapi dengan alat toko itu sendiri. Tujuan ini akan menjadi waktu yang lama tiba.

Aplikasi komersial pertama dari CAD berada di perusahaan besar di industri otomotif dan kedirgantaraan, serta dalam elektronik. Hanya perusahaan besar yang mampu membayar komputer yang mampu melakukan perhitungan. Proyek perusahaan terkenal adalah, proyek gabungan GM (Patrick J. Hanratty) dan IBM (Sam Matsa, asisten riset MIT APT dari Doug Ross) untuk mengembangkan sistem prototipe untuk insinyur desain DAC-1 (Design Augmented by Computer) 1964; Proyek Lockheed; Bell GRAPHIC 1 dan Renault.

Salah satu peristiwa paling berpengaruh dalam pengembangan CAD adalah pendirian MCS (Manufacturing and Consulting Services Inc.) pada tahun 1971 oleh Patrick J. Hanratty, yang menulis sistem ADAM (Automated Drafting And Machining) tetapi yang lebih penting diberikan kode untuk perusahaan seperti McDonnell Douglas (Unigraphics), Computervision (CADDS), Calma, Gerber, Autotrol, dan Data Kontrol.

Ketika komputer menjadi lebih terjangkau, area aplikasi secara bertahap diperluas. Pengembangan perangkat lunak CAD untuk komputer desktop pribadi adalah dorongan untuk aplikasi yang hampir universal di semua bidang konstruksi.

Poin penting lainnya pada 1960-an dan 1970-an akan menjadi fondasi sistem CAD United Computing, Intergraph, IBM, Intergraph IGDS pada 1974 (yang menyebabkan Bentley Systems MicroStation pada 1984).

Implementasi CAD telah berkembang secara dramatis sejak saat itu. Awalnya, dengan 3D pada 1970-an, itu biasanya terbatas untuk menghasilkan gambar yang mirip dengan gambar yang dirancang tangan. Kemajuan dalam pemrograman dan perangkat keras komputer, terutama pemodelan padat pada 1980-an telah memungkinkan aplikasi komputer yang lebih serbaguna dalam kegiatan desain.

Produk utama untuk tahun 1981 adalah paket pemodelan padat - Romulus (ShapeData) dan Uni-Solid (Unigraphics) berdasarkan PADL-2 dan pelepasan pemodel permukaan CATIA (Dassault Systemes). Autodesk didirikan tahun 1982 oleh John Walker, yang mengarah ke sistem 2D AutoCAD. Tonggak berikutnya adalah rilis Pro / ENGINEER pada tahun 1987, yang digembar-gemborkan penggunaan yang lebih besar dari metode pemodelan berbasis fitur dan hubungan parametrik dari parameter fitur. Juga penting untuk pengembangan CAD adalah pengembangan dari kernel pemodelan padat B-rep (mesin untuk memanipulasi objek 3D geometris dan topologi konsisten) Parasolid (ShapeData) dan ACIS (Spatial Technology Inc.) pada akhir 1980-an dan awal tahun 1990-an, keduanya terinspirasi oleh karya Ian Braid. Hal ini menyebabkan rilis paket mid-range seperti SolidWorks dan TriSpective (kemudian dikenal sebagai IRONCAD) pada tahun 1995, Solid Edge (kemudian Intergraph) pada tahun 1996 dan Autodesk Inventor pada tahun 1999. Kernel pemodelan geometrik independen telah berkembang di Rusia sejak 1990an.

Lihat juga[sunting | sunting sumber]

Perangkat lunak CAD yang populer[sunting | sunting sumber]

Referensi[sunting | sunting sumber]

Pranala luar[sunting | sunting sumber]

  1. ^ https://radicasoftware.com/
  2. ^ http://solvespace.com