Diseño asistido por ordenador Versión 1.0

Índice: 1. CAD. Diseño asistido por ordenador 2. CAD. Práctica 1 3. CAD. Práctica 2 4. CAD. Práctica 3 5. CAD. Práctica 4

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1. CAD. Diseño asistido por ordenador 1.1. Diseño asistido por ordenador Hasta hace pocos años los planos que diseñan arquitectos e ingenieros debían hacerse a mano. Primero se hacía un dibujo a lápiz utilizando herramientas de dibujo manuales: regla, escuadra, transportador de ángulos, etc. Cuando el dibujo se consideraba acabado era necesario pasarlo a tinta repasándolo con una estilográfica. Era un proceso muy lento y que requería mucho trabajo y, si se detectaba un error en el dibujo, se debía volver a empezar. Gracias a la popularización de los ordenadores prácticamente ya no se dibujan planos manualmente, sino que se utilizan programas de diseño asistido por ordenador, más conocido por las siglas inglesas CAD (Computer-Aided Design). 1.2. Dos y tres dimensiones Hay dos tipos de programas de CAD: los que trabajan en 2 dimensiones (2D) y los que trabajan en 3 dimensiones (3D). Dibujar con un programa CAD 2D es sencillo, sólo es necesario ir dando instrucciones al ordenador (con el ratón y el teclado) para que vaya situando las entidades (líneas, círculos, polígonos, etc) que forman el dibujo. En los programas 3D es algo más complicado, ya que se dibuja con volúmenes (cubos, cilindros, esferas, etc.) que se van modificando (estirando, uniendo, fusionando entre sí, etc.) hasta formar un modelo 3D del objeto que hemos diseñado. Una de las muchas ventajas del modelado 3D es que nos permite girar los objetos diseñados para verlos desde cualquier perspectiva, casi como si los hubiéramos fabricado ya. 1.3. Ejemplos de aplicaciones. Arquitectura Las aplicaciones de los programas de CAD son innumerables. En cualquier campo en el que se requiera la elaboración de planos se utilizan actualmente aplicaciones de diseño asistido por ordenador. La arquitectura es uno de los campos más conocidos. Otros campos similares son el urbanismo, la obra pública, el paisajismo, etc. 1.3. Ejemplos de aplicaciones. Ingeniería mecánica Los ingenieros mecánicos utilizan los programas de CAD para diseñar todo tipo de piezas y máquinas. Con estos programas se puede dibujar desde un simple tornillo a una estructura enorme, como un puente o un barco de gran tamaño. 1.3. Ejemplos de aplicaciones. Diseño de interiores Los programas de CAD se utilizan también en interiorismo. En este campo es importante generar imágenes lo más realistas posibles, para que el cliente pueda hacerse una idea de cómo quedará la obra una vez finalizada. Para conseguirlo se utiliza la técnica del renderizado, que consiste en aplicar texturas, acabados de materiales reales (madera, metal, plástico, etc.) y efectos de luz y sombra a los modelos 3D que se han creado previamente con el programa de CAD. 1.3. Ejemplos de aplicaciones. Circuitos eléctricos y electrónicos Los ingenieros eléctricos y electrónicos utilizan programas de CAD para diseñar todo tipo de circuitos. Hay aplicaciones CAD especializados en el diseño de instalaciones eléctricas de viviendas e industrias, de circuitos impresos o incluso de chips para ordenador. 1.3. Ejemplos de aplicaciones. Diseño industrial Los diseñadores industriales utilizan el CAD para crear todo tipo de productos, como sillas. También ordenadores, automóviles, muebles o lámparas son diseñados utilizando ordenadores. Con las potentes herramientas 3D que hay en la actualidad se puede representar de forma realista y a bajo coste cualquier producto y valorar su diseño y características técnicas antes de encargar su fabricación a gran escala. 1.4. ¿Por qué hacen planos los arquitectos y los ingenieros? Los planos son necesarios porque normalmente la persona que hace un diseño no es la que lo construye.Un arquitecto, por ejemplo, cuando diseña una casa hace un croquis para sí mismo. El croquis le sirve para concretar sus ideas y definir la construcción a grandes trazos. Pero un croquis es solo un dibujo aproximado, sin proporciones exactas y con sólo las medidas más importantes. Si el arquitecto diese este croquis al jefe de obra para que construya la casa, el resultado no sería el esperado por el arquitecto, puesto que cada persona interpretaría de forma diferente el croquis. Para evitar esto se dibujan planos, que son dibujos exactos del diseño, donde cada medida está hecha a escala de la realidad. Con un plano bien hecho, no hay confusión posible. 1.5. Muchos programas para elegir Hay decenas de programas de CAD en el mercado, debajo puedes ver algunos de los más utilizados. En la columna de la izquierda se muestran los programas que usan los profesionales. Son programas muy potentes, pero también costosos y difíciles de aprender. En la columna de la derecha te recomendamos algunos programas más sencillos, más adecuados para iniciarse. Algunos de ellos son gratuitos o tienen versiones de prueba. Si tienes curiosidad sobre ellos, busca sus páginas web o vídeos de tutoriales.

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Programas profesionales: AutoCAD CATIA Inventor Solid Edge

Programas para aprender CAD 2D: QCad AutoSketch DraftSight CADStd

NOTA: Un programa recomendable para iniciarse en el modelado en 3D es Sketchup. 1.6. QCad. Introducción En las siguientes miniunidades de este tema aprenderemos a utilizar las herramientas más básicas de los programas de dibujo asistido por ordenador. Utilizaremos QCad, un programa de CAD 2D que se caracteriza por su sencillez de uso. Hay versiones para los sistemas operativos Windows, Linux y Mac OS X, por lo que se puede instalar en la mayoría de ordenadores. QCad es un software de pago, pero ofrece la posibilidad de descargar una versión de prueba, que es la que utilizaremos para hacer las prácticas. Tiene todas las funcionalidades del programa completo, pero solo nos permite trabajar durante 10 minutos seguidos. Cuando acaba este tiempo el programa nos avisa. Simplemente debemos guardar nuestro dibujo, cerrar el programa y abrirlo de nuevo para seguir trabajando en el mismo punto donde lo hemos dejado. Podemos utilizar la versión de prueba un máximo de 100 horas. Si no tienes instalado QCad en tu ordenador, copia o clica en el enlace de debajo para acceder a la web del fabricante, desde donde puedes descargar la versión de prueba: http://www.ribbonsoft.es/ 1.6. QCad. La interfaz de usuario 1. Para abrir el programa QCad debemos clicar sobre "Inicio". 2. Después sobre "Todos los programas". 3. Finalmente, sobre su icono. 4. En el centro de la interfaz, en color negro, está el área de dibujo. 5. La cruz de color rojo indica el origen de coordenadas, el punto (0,0). 6. La rejilla es una malla de puntos que nos sirve como referencia para dibujar más fácilmente. Se puede . Por defecto está activada. activar o desactivar pulsando este botón 7. En el lateral izquierdo encontramos la "Barra de herramientas CAD". 8. Para usar una de las herramientas clicamos en su icono. Haciendo clic aquí , por ejemplo, seleccionamos la herramienta "Línea". 9. Nos aparece el submenú de la herramienta "Línea", con las diferentes opciones que hay para dibujar líneas. 10. Basta con clicar la flecha de retroceso tantas veces como sea necesario para volver al inicio del menú y poder seleccionar otra herramienta. 11. En el lateral derecho está la "Lista de capas". Las capas son papeles transparentes imaginarios donde podemos dibujar. Las capas se superponen una encima de otra. Son útiles para agrupar elementos que tengan las mismas características. 12. La "Línea de comandos" nos permite introducir órdenes al programa utilizando el teclado. También sirve para recibir notificaciones del programa. 13. Por ejemplo, para activar o desactivar la rejilla, basta con escribir "grid" y pulsar "Enter". 14. En la "Barra de títulos" podemos ver el nombre del archivo con el que estamos trabajando. 15. Desde la "Barra de menús" podemos acceder a la mayoría de funciones del programa. 16. En la "Barra de herramientas" encontramos una selección de las funciones más comunes. 17. Para salir del programa simplemente clica en la "X" que aparece en la parte superior.

2. CAD. Práctica 1 2.1. Herramientas básicas de los programas de CAD Con los programas de dibujo asistido por ordenador se hacen dibujos muy complejos: automóviles, aviones, edificios, etc. Todos estos dibujos, sin embargo, están hechos uniendo elementos de dibujo muy sencillos, como el punto, la línea, el arco, la circunferencia, la elipse y los polígonos. A estos elementos de dibujo se les llama entidades. En esta miniunidad nos centraremos en la entidad línea. 2.2. Sistemas de coordenadas Antes de empezar a dibujar líneas tenemos que repasar qué son las coordenadas. Cada punto significativo de un dibujo hecho con un programa de CAD está definido por dos números que indican su posición. Estos dos números reciben el nombre de coordenadas. Para un ordenador, un dibujo solo es una colección de puntos relacionados matemáticamente entre sí, por esta razón es muy importante introducir correctamente las coordenadas de cada punto. Hay diferentes formas de indicar al ordenador las coordenadas. Los sistemas de coordenadas más comunes 2 www.tecno12-18.com

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son las coordenadas cartesianas absolutas, las coordenadas cartesianas relativas y las coordenadas polares relativas. A continuación veremos qué son y cómo se utilizan. 2.2. Sistemas de coordenadas. Coordenadas cartesianas absolutas En el sistema de coordenadas cartesianas absolutas se define un punto de origen, al que se le dan las coordenadas (0,0). A partir de este punto se trazan dos ejes: el eje horizontal, o "eje de las x", y el eje vertical o "eje de las y". Si queremos situar un punto en este sistema de referencia, simplemente tenemos que indicar la distancia horizontal que hay hasta el punto de origen, lo que será la coordenada x, seguido de la distancia vertical que hay hasta el punto de origen, lo que será la coordenada y. Es más fácil entenderlo con un ejemplo. Un rectángulo definido por cuatro puntos que tienen las siguientes coordenadas absolutas: (1,1), (5,1), (5,3) y (1,3). Para dibujar el punto (5,1), por ejemplo, es necesario, partiendo del punto (0,0), contar 5 unidades de dibujo hacia la derecha y 1 unidad hacia arriba. Cuando un punto está situado a la izquierda del origen, la coordenada "x" tiene un valor negativo. Lo mismo pasa con la coordenada "y" si el punto se encuentra por debajo del origen. 2.2. Sistemas de coordenadas. Coordenadas cartesianas relativas Las coordenadas absolutas son poco útiles en dibujos complejos. Es más fácil dibujar nuevas entidades (puntos, líneas, arcos, etc.) tomando como referencia, no el origen de coordenadas (0,0), sino puntos singulares del dibujo: extremos de líneas, intersecciones, centros de círculos, etc. Con este fin se utilizan las coordenadas relativas. Para indicar al programa de CAD que la coordenada que estamos introduciendo es relativa hay que poner delante una arroba (@). Por ejemplo: @4,0. Para dibujar un rectángulo, se parte de un punto que ya estaba dibujado, al que tomamos como primer punto de referencia. Por defecto el punto de referencia es el último punto especificado, si queremos cambiarlo debemos señalar otro con el ratón o introducir sus coordenadas absolutas. El extremo de la primera línea, por ejemplo, está definido por la coordenada @4,0. Como es una coordenada relativa (lo indica la @), el programa acabará la línea en un punto a 4 unidades de distancia a la derecha y 0 unidades en vertical respecto del punto de referencia. 2.2. Sistemas de coordenadas. Coordenadas polares relativas En las coordenadas polares relativas también se toma como origen el último punto que hemos especificado, pero en lugar de indicar la distancia horizontal y vertical respecto de este punto, se indican la longitud del segmento que queremos dibujar y el ángulo que forma con la horizontal. Se representa de esta manera: @d