8 نرم افزاری که هر مهندس مکانیکی لازم است بشناسد

 

با پیشرفت‌های اخیر تکنولوژی، کنترل عددی کامپیوتری (CNC) به سنگ بنای اصلی ساخت و تولید تبدیل شده است. با این حال، با مزایای بیشماری که دارا است، این فرآیند تولید برای عملکرد موثر به بهترین نرم افزار طراحی CNC نیاز دارد. بنابراین، بهترین نرم افزار طراحی CAD/CAM برای CNC چیست؟

بسیاری از برنامه‌های کاربردی CAD-CAM با کیفیت بالا برای استفاده در کنترل عددی کامپیوتری توسعه داده شده‌اند. با این حال، بهترین نرم‌افزار طراحی قطعات و فرایندها برای شما به عوامل گوناگونی بستگی دارد. این عوامل شامل هزینه، ویژگی‌ها، پشتیبانی از تکنیک CNC و توانایی همگام‌سازی با نرم‌افزارهای دیگر است.

در ادامه مقاله به معرفی 8 مورد از بهترین نرم افزار طراحی CAD/CAM برای کاربردهای CNC، ویژگی‌هایشان و عواملی که لازم است هنگام انتخاب یک نرم‌افزار نسبت به نرم‌افزار دیگر در نظر گرفته شوند، خواهیم پرداخت.

نرم‌افزار طراحی CAD/CAM  چیست؟

فرآیند کامپیوتری به ایجاد، اصلاح و بهینه‌سازی یک طرح کمک می‌کند. CAD، به معنای طراحی به کمک کامپیوتر و کمک به فرآیند طراحی یکپارچه است. اکثر طراحان به دلیل سرعت و دقت این نرم‌افزار از آن برای ایجاد طرح‌های دوبعدی و سه‌بعدی استفاده می‌کنند. این فرآیند می‌تواند به سادگی جایگزین طرح‌های دستی انجام شده توسط مهندسان گردد که سبب خودکار شدن فرآیند نیز می‌شود.

CAM، به معنی تولید به کمک رایانه و افزایش دقت در فرآیند تولید است. این فرآیند شامل ساخت محصولات یا قطعات کار، با کمک یک ماشین کنترل شده توسط کامپیوتر است. علاوه بر این، CAM این فرآیند را با تبدیل فایل‌های طراحی به کد انجام می‌دهد. علاوه بر این، این کد را به ماشینی که اقدامات تولیدی مانند برش، حفاری یا فرز را با استفاده از دستور العمل‌های موجود در کد انجام می‌دهد، مخابره می‌کند.

نرم‌افزار CAD/CAM یک بسته نرم‌افزاری است که عملکرد هر دو نرم‌افزار CAD و CAM را ارائه می‌دهد. در نتیجه، به جای استفاده از دو پلتفرم نرم‌افزاری مختلف برای ایجاد و توسعه یک طرح، یک اپراتور از همان نرم‌افزار استفاده می‌کند. در زیر فرآیندهای خودکار شده توسط نرم‌افزار  CAD-CAM نیز آورده شده است.

تراشکاری

تراشکاری CNC یا Turning، حذف مواد ناخواسته از روی قطعه است. در این فرآیند، چرخش قطعه کار با استفاده از چرخ دنده و چرخ به جای ابزار برش، زائده‌ها را حذف می‌کند.

فرز

فرآیند فرز CNC نیز به حذف مواد اضافی کمک می‌کند. با این حال، برخلاف تراشکاری، ابزار برش مواد اضافی را حذف می‌کند. نرم‌افزار CAD/CAM از سایر فرآیندهای خودکار برای حذف مواد اضافی از جمله سنگ زنی، حفاری و مسیریابی استفاده می‌کند.

پرینت سه بعدی

پرینت سه بعدی یکی دیگر از فرآیندهایی است که کاملا خودکار است. اما برخلاف فرآیندهای قبلی، چاپ سه بعدی، فرایندی افزایشی است. در چاپ سه بعدی، دستگاه با قرار دادن مواد در لایه‌ها به ساخت قطعه کمک می‌کند.

8 نرم‌افزار برتر طراحی CAD/CAM برای کاربردهای CNC

فرآیندهای طراحی برای CAD و CAM منحصر به فرد هستند. اگر چه آن‌ها بخشی از یک گردش کار تولیدند، اما روند کاملاً متفاوتی با یکدیگر را طی می‌کنند. با این حال، نرم‌افزارهایی هم هستند که می‌توانند هر دو فرآیند CAD و CAM را انجام دهند. در ادامه بهترین نمونه‌های نرم افزار طراحی CAD/CAM را بررسی خواهیم کرد.

 

Fusion 360

Fusion 360 یکی از محبوب‌ترین نرم افزارهای طراحی CAD/CAM رایگان CNC است. این نرم‌افزار دارای هر دو قابلیت CAD و CAM است و تنظیمات CAM آن برای تکنیک‌های فرز و برش لیزر ایده‌آل است. علاوه بر این، این نرم‌افزار از انواع فایل‌ها از جمله 3MF، DXF و STL پشتیبانی می‌کند.

Fusion 360 می‌تواند طراحی شما را به چندین تکنیک ساخت مانند پروفیل کردن، فرزکاری و تراشکاری متصل کند. همچنین می‌توانید فرز 2.5 محوری، فرزکاری 5 محوری، پروبینگ و فرزکاری 4 محوری را با این نرم‌افزار انجام دهید.

علاوه بر این، این نرم‌افزار همچنین به شما در تصمیم‌گیری کمک می‌کند و تعادل بین عملکرد و هزینه را نشان می‌دهد. فیوژن 360 با داشتن بخش پیش بینی، به برآورد هزینه ساخت طرح شما کمک می‌کند.

نرم افزار طراحی Fusion 360 به‌عنوان یکی از بهترین نرم‌افزارهای رایگان CNC برای مبتدیان، در زمینه‌های مختلف، از طراحان محصول و ماشین‌کار گرفته تا مهندسان مکانیک، کاربرد دارد. با این حال، فقط روی سیستم عامل های ویندوز و mac OS کار می‌کند.

 

Free CAD 

اگرچه FreeCAD در درجه اول CAD است، اما دارای قابلیت‌های CAM کارآمدی نیز است. بخش CAD این نرم‌افزار به ساخت طرح‌های دو بعدی و سه بعدی کمک می‌کند. برخلاف سایر نرم‌افزارهای CAD-CAM، عملیات سه بعدی در اینجا شامل انبارها  و خطوط آب است.

از طرف دیگر، بخش CAM دارای شبیه سازی‌های مکانیکی، سیال و همچنین یک استودیوی حرکت است. با انتخاب Path Workbench می‌توانید به ویژگی CAM Free CAD دسترسی پیدا کنید.

در میز کار، شما آزادی انتخاب انواع ابزار کار مانند فرز، برش لیزری و ماشین تراش را دارید. شما همچنین کد G را در Workbench برای انتقال به دستگاه CNC ایجاد می‌کنید.

علاوه بر این، یکی از بهترین نرم افزار طراحی CAD برای مبتدیان است که می‌تواند بر روی سیستم عامل‌های مختلف از جمله Linux، Windows و macOS اجرا شود. همچنین انواع فایل‌های مختلف از جمله SVG، STEP، STL، DXF و سایر انواع فایل‌های CAD را می پذیرد.

 

نرم افزار طراحی SOLIDWORKS

ساخته شده توسط Dassault Systemes، سالیدورکس یک نرم افزار طراحی کد است که قدرت پردازش CAM را نیز دارد. با این حال، عملکردهای CAM ارائه شده در این نرم‌افزار محدود هستند. برای به دست آوردن عملکرد کامل، باید افزونه‌ای دریافت کنید که طراحی و ساخت را با استفاده از فناوری مبتنی بر قانون یکپارچه می‌سازد.

علاوه بر این، چهار نسخه از این افزودنی CAM در دسترس است که همه دارای عملکردهای متفاوتی هستند و CAM شما باید نسخه ایده آل را برای شما تعیین کند. چهار نسخه شامل استاندارد، حرفه‌ای، ماشینکار  حرفه‎ای و ماشینکار استاندارد است.

نرم‌افزار SOLIDWORKS شبیه‌سازی، طراحی، پیش‌بینی هزینه و بررسی قابلیت ساخت را پوشش می‌دهد. همچنین عملکردهای دیگری مانند مدیریت داده‌ها را انجام می‌دهد. با این حال، نرم افزار طراحی SOLIDWORKS فقط قابلیت اجرا در ویندوز را دارد.

علاوه بر این، این نرم‌افزار به دلیل داشتن قابلیت شبکه‌سازی‌اش با دیگر نرم‌افزارهای رقیب، متمایز است. با SOLIDWORKS، بیش از یک نفر می‌توانند به طور همزمان روی طراحی کار کنند. علاوه بر این، تغییرات ایجاد شده در یک بخش از فرآیند طراحی در بخش‌های دیگر نیز منعکس خواهند شد.

 

نرم افزار طراحی EnRoute 

 

 

EnRoute توسعه یافته توسط SAi دارای عملکردهای CAD و CAM است. این نرم‌افزار می‌تواند طرح‌های 2 بعدی و 3 بعدی ایده آل برای انواع ماشین‌های مختلف را ارائه دهد. Enroute یک نرم‌افزار با کاربری آسان و ایده آل برای برش‌های روزمره، طراحی‌های خلاقانه، تابلوسازی، نجاری، ماشینکاری فلز و سایر فرآیندهای تولیدی است.

طرح‌های آن برای استفاده در نرم‌افزار روتر CNC، واترجت، پلاسما و لیزر ایده آل است. از آنجایی که Enroute کاربرپسند و یوزرفرندلی است، دارای بافت‌های قالبی است که آماده استفاده هستند. این نرم‌افزار همچنین دارای شبیه‌سازی‌های واقع‌گرایانه‌ای است که به آزمایش مدل‌ها کمک می‌کند تا خطاهایی را که ممکن است تولید را مختل کند، شناسایی کنید.

علاوه بر این، با استفاده از این نرم‌افزار، می‌توانید با استفاده از ماوس یا قلم، با استفاده از ابزارهای ویرایش دقیق آن، شکل‌های خود را با دست آزاد بکشید. Enroute همچنین دارای یکی از بهترین عملکردهای CAM موجود در نرم‌افزارها است.

 

نرم افزار طراحی Carbide Create  

Carbide با قابلیت‌های CAD و CAM خود یکی از بهترین نرم‌افزارهای طراحی و ساخت در بازار را ارائه می‌دهد. این نرم‌افزار عملکردهای زیادی از جمله CAD، CAM، شبیه سازی و ارسال کننده G-code را با هم ترکیب می‌کند.

علاوه بر این، با انواع فایل‌های مختلف از جمله DXF و STL سازگار است. زیبایی این نرم‌افزار در این است که شما همچنین می‌توانید با استفاده از Carbide Create مستقیماً یک طرح ایجاد کنید، طرح را به G-code تبدیل کرده و مستقیماً به دستگاه CNC خود برای تولید انتقال دهید.

علاوه بر این، نرم‌افزار Carbide Create همه کاره است و با سیستم عامل‌های macOS و ویندوز سازگار است. کاربران می‌توانند ماشینکاری 2.5 بعدی را با نسخه رایگان این نرم‌افزار CAD انجام دهند (بعد 2.5 بین دو بعدی و سه بعدی). در ماشینکاری 2.5 بعدی، شما فقط می‌توانید دو محور را به طور همزمان حرکت دهید.

 

نرم افزار طراحی Exocad

Exocad در طیف وسیعی از صنایع از جمله دندانپزشکی کاربرد دارد. دارای عملکردهای CAD و CAM است و می‌تواند حجم بالایی از داده را پردازش کند.

Exocad کاربر پسند است و به شما امکان می‌دهد بسته به سطح تخصص خود بین حالت‌های مختلف Wizard و Expert جابجا شوید. Exocad به عنوان یک نرم‌افزار CAD در صنعت دندان‌پزشکی به تولید محصولات مختلفی کمک می‌کند؛ از جمله: تاج‌ها، پل‌ها، طلا کوبی‌ها، روکش‌های قابل جابجایی و … .

توانایی Exocad در بهبود کارایی، آن را به یکی از محبوب ترین نرم افزار طراحی CAD/CAM در صنعت دندانپزشکی تبدیل می‌کند. علاوه بر این، در چندین زمینه دندانپزشکی از جمله طراحی، ارتودنسی، نقشه‌ریزی ایمپلنت، تولید و اسکن کاربرد دارد.

 

نرم افزار طراحی Estlcam

نرم‌افزار Estlcam یک نرم‌افزار CAM است که به طور انحصاری خدمات فرز را ارائه می‌دهد. این نرم‌افزار طیف متنوعی از انواع فایل را می‌پذیرد (از جمله: PLT، DXF، e25، PNG، GIF و JPG.).

یکی از ویژگی‌های مهم Estlcam این است که به شما امکان انتخاب بین مسیر ابزار دستی و خودکار را می‌دهد. ویژگی مسیر ابزار خودکار به نرم‌افزار کمک می‌کند تا بهترین مسیر برش را بر اساس نقشه طراحی مشخص کند. از طرفی با قابلیت Manual toolpath بهترین مسیر را انتخاب می‌کنید و خودتان مسیر را برش می‌دهید. همچنین دارای تنظیمات دیگری مانند شروع تراز کردن، پخ زدن و تنظیم عمق مسیر ابزار است.

با رابط کاربر پسند خود، استفاده از این نرم‌افزار بدون CAM بسیار آسان است. علاوه بر این، فقط روی ویندوز اجرا می‌شود و قابلیت همگام‌سازی و هماهنگی با دیگر نرم‌افزارها را ندارد. یعنی شما نمی‌توانید آن را با نرم‌افزارهای دیگر ترکیب کنید.

این نرم‌افزار فقط روی ویندوز کار می‌کند و انواع فایل مانند sdfa، .eoff و xyznb را می‌پذیرد.

 

نرم افزار طراحی Inkscape

Inkscape نرم‌افزاری است که بیشتر برای نقاشی‌های برداری دو بعدی استفاده می‌شود. با این حال، ایجاد یک طراحی برداری با استفاده از Inkscape با سایر نرم‌افزارها متفاوت است زیرا می‌توانید خطوط ترسیم شده در اینجا را برای ایجاد G-code دستکاری کنید. همچنین این نرم‌افزار می‌تواند فرمت فایل DXF را صادر کند که نرم‌افزار CAM می‌تواند از آن برای تولید G-code استفاده کند. همچنین از فایل‌های برداری دیگر مانند SVG، SVGZ، PDF، EPS، AI، CDR و VSD پشتیبانی می‌کند.

Inkscape نرم‌افزار طراحی همه کاره برای سیستم عامل‌های Windows، Linux و macOS است. علاوه بر این، حتی اگر در آن تازه کار هستید، می‌توانید به راحتی با استفاده از فیلم‌های آموزشی، اصول اولیه سیستم و استفاده از نرم‌افزار را یاد بگیرید.

نکات مهم هنگام انتخاب نرم افزار طراحی CAD/CAM

طراحی CAD/CAM در بسیاری از صنایع از جمله هوافضا، خودرو، الکترونیک و غیره خیلی بیشتر استفاده می شود. طراحی CAD/CAM به شرکت ها اجازه می‌دهد تا قبل از پیاده سازی نمونه های فیزیکی، ایده های مدل سازی شده را مورد بررسی قرار دهند. بسیاری از نرم‌افزارهای CAD/CAM به‌صورت آنلاین در دسترس هستند و انتخاب مناسب را به یک کار دشوار تبدیل می‌کنند. پس از بحث در مورد بهترین نرم‌افزار برای نیازهای CAD و CAM، در ادامه عواملی وجود دارد که باید هنگام انتخاب یکی از آنها در نظر بگیرید.

 

هزینه‌ها

هزینه اغلب عامل محدود کننده هنگام انتخاب نرم افزار طراحی CAD/CAM است. دلیل آن این است که اکثر بسته‌های CAD بسیار گران هستند. با این حال، قبل از تعهد مالی به نرم‌افزار، اطمینان حاصل کنید که تحقیقات مناسب را انجام می‌دهید. موارد گران‎قیمت همیشه بهترین نیستند؛ بنابراین مطمئن شوید که به ویژگی‌های مورد نیاز خود توجه کنید.

همچنین مهم است که توجه داشته باشید که اکثر نرم‌افزارها نسخه‌های موجود هستند زیرا نسخه‌های بعدی همیشه عملکرد بهتری نسبت به نسخه‌های قبلی دارند. این را هنگام خرید نرم‌افزار با هزینه مادام العمر یا هنگام پرداخت مبتنی بر اشتراک در نظر داشته باشید.

پشتیبانی تکنیک‌های CNC

تکنیک‌های CNC متعددی مثل فرزکاری، لیزر، پلاسما و غیره وجود دارند. با این حال، همه نرم‌افزارها از آن‌ها پشتیبانی نمی‌کنند. قبل از انتخاب نرم‌افزار، باید تکنیک‌های CNC مورد نیاز برای ساخت را بدانید و فقط از نرم‌افزارهایی استفاده کنید که از آن‌ها پشتیبانی می‌کند.

قابلیت‌های کامل

تعداد قابلیت‌های نرم‌افزار اغلب کیفیت کاری را که انجام می‌دهد تعیین می‌کند. همیشه به دنبال نرم افزار طراحی CAD/CAM با عملکردی غنی باشید، زیرا به طور قابل توجهی حجم کار را کاهش می‌دهد و در عین حال کیفیت کار را بهبود می‌بخشد.

فرمت‌های قابل پشتیبانی

انواع فایل‌های زیادی (STEP، STL، IGES، DXF، X3D، Parasolid و غیره) برای فرآیندهای کنترل عددی کامپیوتری استفاده می‌شوند. نوع فایل معمولاً به نرم‌افزار مورد استفاده در تولید فایل CAD شما بستگی دارد. ممکن است اگر نرم‌افزار شما طیف وسیعی از فایل‌ها را  قبول نکند،  مشکل ساز شود.

هماهنگی و قابلیت ادغام با سایر نرم‌افزارها

یکی دیگر از عواملی که هنگام انتخاب نرم‌افزار باید در نظر بگیرید، توانایی آن در کار با نرم‌افزارهای دیگر است. این موضوع به حذف زمان صرف شده برای آماده‌سازی و انتقال فایل‌ها برای ساخت بین سیستم‌ها کمک می‌کند. همیشه به سراغ نرم‌افزارهایی بروید که کاربردی هستند و قابلیت ادغام با دیگر نرم‌افزارها را دارند.