Qué es el CAD CAM, cómo funciona y aplicaciones

El CAD/CAM, Diseño y Fabricación Asistidos por Ordenador es una tecnología muy utilizada en el mundo del diseño, la ingeniería, la arquitectura, la industria aeroespacial y de automoción y también en la odontológica.  En esencia, CAD se refiere al diseño de productos a través de un programa de software, mientras que CAM se refiere a la fabricación de esos productos utilizando máquinas y herramientas controladas y gestionadas por un ordenador.

Que es el CAD

Los sistemas CAD son programas informáticos de dibujo, diseño y modelado. Los ingenieros y diseñadores utilizan el CAD para crear modelos 3D detallados y dibujos 2D de los productos. Estos sistemas permiten a los profesionales desarrollar muchos diseños diferentes, desde el simple dibujo y prototipo hasta el complejo modelado arquitectónico y de ingeniería mecánica. El uso del CAD hace que el proceso de diseño sea mucho más rápido y ayuda a mejorar la calidad de los productos finales.

Es una tecnología que surgió en los años 70, inicialmente se empezó a usar en industrias como la automoción y la aviación, las únicas capaces de asumir ese coste en aquellos años, aunque luego se fue generalizando en los ámbitos de la ingeniería, diseño, entorno industrial, médico y construcción.

El CAD CAM es un proceso que consiste en el diseño de productos a través de un software por ordenador que permite establecer los parámetros necesarios y acometer el desarrollo de fabricación asistida sin intervención humana.

Qué es CAM

Los sistemas CAM son programas informáticos utilizados para programar equipos de fabricación, como fresadoras, tornos y robots. El CAM utiliza modelos y dibujos creados en sistemas CAD para automatizar y optimizar los procesos de fabricación, minimizar los errores y reducir tanto el tiempo como el coste de producción. El CAM traduce los diseños desarrollados previamente a través de instrucciones que las máquinas pueden ejecutar para producir un objeto físico.

La combinación de CAD/CAM permite la transferencia de información desde la etapa de diseño a la etapa de fabricación de un producto, sin necesidad de volver a capturar manualmente los datos geométricos de la pieza. La base de datos que se desarrolla durante el CAD es procesada por el CAM para obtener los datos y las instrucciones necesarias para operar y controlar la maquinaria de producción, el equipo de manejo de material y las pruebas e inspecciones automatizadas para establecer la calidad del producto.

Diferencias entre CAD y CAM

CAD (diseño asistido por ordenador):

• Objeto: Los sistemas CAD están diseñados para diseñar y modelar. Se utilizan para crear modelos informáticos detallados y dibujos de productos.
• Funciones: Entre ellas se incluyen el dibujo en 2D, el modelado en 3D, el análisis estructural y la creación de documentación. Los sistemas CAD proporcionan herramientas para la visualización, verificación y modificación de los diseños antes de que comience la fabricación.
• Usuarios: Ingenieros, arquitectos, operarios diseñadores y otros profesionales implicados en el desarrollo de nuevos productos y estructuras.

CAM (fabricación asistida por ordenador)

• Objeto: Los sistemas CAM están diseñados para gestionar los equipos de fabricación y automatizar los procesos de fabricación, utilizando los datos de diseño de los sistemas CAD.
• Funciones: Entre ellas se incluye la generación de programas de control para máquinas CNC (Control Numérico por Ordenador), robots y otros equipos de fabricación. Los sistemas CAM traducen los modelos CAD en código de máquina que las máquinas pueden utilizar para fabricar realmente los componentes.
• Usuarios: Especialistas en fabricación, operadores de CNC, ingenieros de automatización y otras personas implicadas en operaciones de producción.

Qué es el software para CAD/CAM

El software CAD/CAM (Diseño Asistido por Ordenador/Fabricación Asistida por Ordenador) es un tipo de software que integra el diseño y la fabricación de productos, utilizando la tecnología para la creación y modificación de modelos 2D o 3D, y la posterior generación de instrucciones para máquinas CNC u otros dispositivos de fabricación.

Ventajas del sistema CAD/CAM

Una de las principales ventajas es la mayor precisión y eficiencia en la fabricación. La precisión digital elimina los errores humanos y garantiza un ajuste exacto de las piezas, lo que se traduce en una mayor calidad y durabilidad de los productos. Además, la automatización de los procesos agiliza la fabricación y reduce los tiempos de espera, mejorando la productividad y reduciendo la intervención humana al mínimo.

A los acabados de piezas más precisos se suma también y menor desperdicio de material porque solo se usa la cantidad justa y necesaria y eso también tiene beneficios en el ahorro energético y consecuencias positivas de ahorro económico y ambiental.

La mejora en la fabricación es posible gracias a la optimización de procesos CNC (corte, fresado, torneado, etc.) y fabricación de piezas  más complejas que serían imposibles manualmente. Por último, la automatización también se traduce en una mayor rentabilidad gracias a la reducción de recursos humanos.

Aplicaciones de la tecnología CAD/CAM

Odontología

El sector de odontología es uno de los que más y mayor uso está haciendo de las soluciones CAD CAM para diseñar y fabricar prótesis dentales de gran precisión y calidad, así como para planificar la evolución de un tratamiento dental. Este software permite analizar el estado dentomaxilar del paciente para obtener una reproducción digital tridimensional de la boca con imágenes 3D. Esta recreación se utiliza en el laboratorio para la elaboración de la prótesis.

El sistema CAD/CAM dental permite recrear imágenes 3D de la boca de manera sencilla, precisa y cómoda para el paciente.

Con este sistema se pueden realizar todo tipo de restauraciones dentales: incrustaciones, carillas, coronas, dentaduras postizas, puentes, aparatos de ortodoncia, implantes y también reconstrucciones de toda la boca. Por ello, se utiliza en laboratorios y clínicas dentales.

La primera prótesis removible a partir de una imagen 3D se fabricó en 1994. Desde entonces, esta técnica ha evolucionado en múltiples aspectos, como podrás ver a continuación.

Sector aeroespacial

El software de Diseño Asistido por Computadora (CAD) desempeña un papel crucial en el diseño y dibujo aeroespacial. La ingeniería aeroespacial es un campo altamente especializado que requiere precisión, exactitud y el cumplimiento de estrictas normas de seguridad. El software CAD facilita la creación, modificación y análisis de componentes y sistemas aeroespaciales, ofreciendo una serie de beneficios en esta industria:

1. Precisión y exactitud: El software CAD permite a ingenieros y diseñadores crear modelos 2D y 3D de componentes aeroespaciales con gran precisión. Esta precisión es esencial en el sector aeroespacial, donde incluso pequeños errores pueden tener consecuencias significativas.
2. Visualización: El software CAD proporciona una representación visual de componentes y sistemas, lo que permite a los ingenieros ver cómo encajarán y funcionarán. Esta visualización facilita las revisiones de diseño, lo que permite identificar posibles problemas y mejoras antes de construir los prototipos físicos.
3. Modelado 3D: El software CAD permite crear modelos 3D detallados de aeronaves y naves espaciales. Estos modelos se pueden rotar y manipular en 3D, lo que facilita una mejor comprensión del diseño y sus complejidades.
4. Simulación y análisis: El software CAD suele incluir herramientas de simulación y análisis que permiten a los ingenieros probar y analizar el rendimiento de los componentes aeroespaciales en diferentes condiciones. Esto es fundamental para garantizar la seguridad y la funcionalidad.

Sector industrial

El software CAD/CAM ofrece numerosos beneficios para el sector industrial, como mayor precisión, menor tiempo de producción y reducción de errores. Su aplicación abarca desde el diseño y prototipado hasta la fabricación de productos, mejorando la eficiencia y la calidad de los procesos.

Entre las aplicaciones en ese sector destacan:

• Diseño y prototipado de productos: Creación de modelos virtuales detallados de productos antes de su fabricación. 
• Programación de máquinas CNC: Generación de los programas necesarios para que las máquinas CNC realicen la fabricación de piezas con precisión. 
• Análisis y optimización de procesos de fabricación: Optimización de los procesos de fabricación para reducir costos y mejorar la eficiencia. 
• Diseño de herramientas y moldes: Diseño de herramientas y moldes para la fabricación de productos. 
• Impresión 3D de prototipos: Impresión 3D de prototipos en plástico, piezas personalizadas y modelos funcionales.

• Planificación de la producción: Planificación y organización de la producción de manera eficiente. 
• Fabricación de productos personalizados: Creación de productos personalizados y a medida. 

Los mejores programas de software CAD/CAM

1. Fusion 360 (Autodesk): Diseño mecánico, prototipado, impresión 3D, CNC
2. Solidworks + SolidCAM: Ingeniería mecánica, diseño industrial, producción en masa
3. Creo CAD/CAM para el diseño de productos, la simulación y la fabricación para la industria aeroespacial y aeromotriz
4. Mastercam: CAM especializado, con mecanizado CNC complejo

5. Siemens NX: CAD/CAM/CAE para la industria aeroespacial, automotriz, maquinaria pesada

6. Autocad + PowerMill: CAD/CAM para diseño 2D/3D con mecanizado CNC avanzado

7. Rhino + RhinoCAM: CAD avanzando con plugins CAM para diseño industrial, arquitectura, joyería y moldes

8. FreeCAD: CAD/CAM open source para usuarios avanzados y educación

9. ZW3D: CAD/CAM para diseño de productos, el modelado 3D y la simulación