CAD

CAD o Computer-Aided Design Sistema che prevede l'uso di calcolatori nella lavorazione e nella messa a punto di prodotti industriali. La tecnologia dei computer può essere applicata proficuamente nelle attività di progettazione e in quelle produttive, nonché nel settore del controllo qualità, per velocizzare i processi e renderli più accurati e meno costosi.

I sistemi di progettazione assistita da computer (CAD, dall'inglese Computer-Aided Design) possono essere usati per definire molte delle caratteristiche di un dato prodotto. Le dimensioni, la struttura e la forma di ciascuna parte possono essere memorizzate come rappresentazioni a due o a tre dimensioni e ciò permette al progettista di elaborare e modificare il progetto con grande facilità, fino alla messa a punto del prodotto con le caratteristiche desiderate. L'elevata mobilità delle informazioni memorizzate su computer permette di riunire e integrare le idee di molti progettisti, favorendo la collaborazione tra ingegneri e tecnici sparsi in tutto il mondo. I sistemi CAD sono in grado anche di simulare le prestazioni di un prodotto e risultano quindi particolarmente utili per le operazioni di controllo qualità. Possono verificare, ad esempio, se un circuito elettronico progettato funzionerà secondo le aspettative, se un ponte potrà sopportare in condizioni di sicurezza i carichi previsti, e persino se il ketchup uscirà in modo fluido da un contenitore con un nuovo design.

Quando i sistemi CAD sono associati ad apparecchi di lavorazione controllati da computer, formano un sistema integrato CAD/CAM (dall'inglese Computer-Aided Manufacture, lavorazione assistita da computer). Tali sistemi offrono vantaggi significativi rispetto ai metodi più tradizionali per il controllo di macchine operatrici mediante elaboratori. Le apparecchiature CAM consentono di solito di eliminare gli errori dell'operatore e di ridurre i costi di lavorazione. Tra le prestazioni fondamentali vi sono inoltre la grande accuratezza e la possibilità di prevedere un uso ottimizzato delle attrezzature. Per il controllo dei processi di lavorazione, gli apparati CAM si affidano a una serie di codici numerici, memorizzati in opportuni file. Il controllo numerico da computer (CNC, dall'inglese Computer Numeric Control) è ottenuto descrivendo le operazioni meccaniche con codici speciali e memorizzando la conformazione dei componenti; con questi elementi si realizzano file specializzati detti 'programmi di pezzo'.

Le prestazioni dei sistemi CAD/CAM sono sfruttate da progettisti, ingegneri e produttori per soddisfare le esigenze specifiche delle loro attività. Un progettista, ad esempio, può usare il sistema per realizzare rapidamente un prototipo e verificare la fattibilità di un prodotto, mentre un produttore può scegliere il CAD/CAM perché è l'unica soluzione per ottenere, in modo accurato, un componente elettronico con caratteristiche particolari. Il campo di prestazioni a disposizione degli utenti CAD/CAM è in continua espansione; i produttori di vestiario possono disegnare i modelli di un nuovo capo con un simile sistema, che li riporta automaticamente sul tessuto in modo da minimizzare gli scarti quando una macchina CNC o a laser procederà al taglio. Oltre alle informazioni che descrivono la forma di un pezzo in progettazione, un CAD può scegliere nel database del computer il materiale più adatto per la sua realizzazione e la miglior combinazione di macchine CNC per la lavorazione. La lavorazione integrata con computer (CIM, dall'inglese Computer Integrated Manufacture) sfrutta appieno il potenziale di queste tecnologie combinando un ampio range di attività assistite da computer, che possono comprendere anche il controllo delle scorte, dei costi di produzione e la gestione completa di ogni processo produttivo.

Gli sviluppi futuri comprendono un'ulteriore integrazione con i sistemi di realtà virtuale, che permetteranno ai progettisti di interagire con prototipi virtuali realizzati al computer per effettuare i test di fattibilità. L'area della 'prototipizzazione rapida' è essa stessa un ulteriore sviluppo delle tecniche CAD/CAM; immagini tridimensionali al computer saranno convertite in oggetti reali da apparecchi di lavorazione specializzati, come sistemi litografici stereoscopici.