A História e a Evolução do Software CAD

A história e a evolução dos softwares cad

Provavelmente você conhece ou já ouviu falar de algum software de CAD, mas já parou para pensar como tudo começou? Desde sua história, primeiros softwares e sua evolução ao longo desses anos até os dias de hoje. Isso é o que vamos falar nesse blogpost.

O software CAD, também conhecido como Computer Aided Design (Desenho Assistido por Computador), refere-se à softwares que auxiliam engenheiros e projetistas na criação, modificação, análise, documentação técnica e/ou otimização de um projeto que substitui o desenho manual por um processo automatizado em duas dimensões (2D) e modelos tridimensionais (3D).

A história do software CAD: como tudo começou

O termo CAD foi criado pelo cientista americano da computação Douglas Taylor Ross, que na época viu o quão importante poderia se tornar o uso destas ferramentas.

O software CAD é usado para aumentar a produtividade, melhorar a qualidade do projeto, melhorar as comunicações por meio de documentação e criar um banco de dados para a fabricação.

O início do CAD/CAM ocorreu em 1957, quando o “pai do CAD/CAM”, o Dr. Patrick Hanratty desenvolveu o PRONTO, primeiro sistema comercial de controle numérico (CNC).

A precisão, versatilidade e a capacidade de edição dos projetos CAD/CAM revolucionaram o cenário da engenharia, arquitetura e manufatura e alguns analistas do setor estimam que 70% de todos os sistemas 3D CAD / CAM mecânicos disponíveis atualmente têm suas raízes de volta ao código original de Hanratty.

Com sua introdução em 1957, ainda faltavam décadas para os computadores pequenos e acessíveis pudessem rodar o software, ou seja, lápis e papel continuariam sendo a principal forma do “desenhista” criar designs por mais de 30 anos. Mas o trabalho de base foi previsto para o futuro em que o software de CAD se tornaria uma ferramenta fundamental na arquitetura, design de interiores, engenharia mecânica e em vários outros ramos da indústria.

Em 1960, Ivan Sutherland como parte da tese de conclusão do seu PhD no Massachusetts Institute of Technology (MIT), criou o SKETCHPAD, primeiro software CAD do mundo, um sistema inovador que se tratava de um editor gráfico que demonstrou os princípios básicos e a viabilidade do desenho técnico de computador, embora primitivo em comparação aos softwares de CAD de hoje.

Neste vídeo abaixo, somos apresentados ao Sketchpad de Ivan Sutherland:

O Sketchpad era um software CAD especialmente inovador porque o designer interagia com o computador graficamente, usando uma caneta de luz para desenhar no monitor do computador.

Devido ao alto custo dos primeiros computadores, a utilização dos softwares CAD restringiu-se às empresas do setor aeroespacial e pelas grandes montadoras automobilísticas, como a General Motors, que se tornaram os primeiros usuários comerciais do Software CAD. O Dr. Hanraty co-projetou um desses sistemas CAD nos laboratórios de Pesquisa da General Motors em meados da década de 1960.

Tais softwares ainda não eram comercializados livremente no mercado e o desenvolvimento dos mesmos era particularmente voltado à demanda dos referidos setores. Os sistemas de software CAD de primeira geração eram tipicamente aplicativos de desenho 2D desenvolvidos pelo grupo interno de TI de um fabricante (geralmente colaborando com pesquisadores de universidades) e destinados principalmente a automatizar tarefas repetitivas de desenho.

Na mesma década o Laboratório de Matemática do MIT, atualmente chamado de Departamento de Ciência da Computação, era responsável pelas principais pesquisas e pelo desenvolvimento de software CAD 2D.

Em outros lugares do mundo, como na Europa, começava-se a realizar tal tipo de atividade e foram surgindo outros desenvolvedores de destaque. Por volta de 1970, os softwares CAD deixaram de ser somente objetivo de pesquisas e passaram a ser comercializados livremente.

CATIA em 1981
O primeiro programa de computador de design CATIA usado em 1981. fonte: www.dassaultfalcon.com

Nesta mesma época, foram desenvolvidos softwares CAD 3D, sendo o primeiro deles o Computer Aided Three Dimensional Interactive Application (CATIA), criado em 1977 pela empresa francesa Avions Marcel Dassault, na época cliente do software CADAM, para desenvolver o jato de combate Mirage da Dassault.

Os investimentos, bem como os lucros, cresceram vertiginosamente.  Veja a história de cada um dos principais destaques de softwares CAD.

Linha do tempo dos softwares de destaques do CAD:

PRONTO 1957 Construído por Patrick Hanratty, foi o primeiro sistema de programação de controle numérico comercial (CNC).
SKETCHPAD 1960 Construído por Ivan Sutherland, foi o primeiro  a usar uma interface de usuário gráfica total. Os usuários escreviam com uma caneta de luz em uma exibição de ponteiro “xy”, o que permitiam aos usuários restringir propriedades em um desenho criando o uso de “objetos” e “instâncias”.
ADAM 1971 Construído por Patrick Hanratty, foi escrito em Fortran e projetado para trabalhar virtualmente em todas as máquinas. Ele foi um enorme sucesso e passou a ser atualizado para trabalhar em computadores de 16 e 32 bits. Hoje 80% de programas CAD podem ser rastreados até as raízes do ADAM.
IGES 1980 Permite que os usuários transfiram seus projetos 3D entre programas de software CAD, antes do STEP lançado em 1994. O IGES não foi mais atualizado, mas ainda é aceito em muitos lugares.
CATIA 1981 Criado por Dassault Systemes, é um software CAD multi-plataforma, ainda em uso hoje.
AutoCAD 1982 Criado pela Autodesk, foi o primeiro software CAD de design 2D feito para PCs em vez de computadores mainframe ou minicomputadores.
Pro/Engineer 1987 Agora PTC Creo, foi o primeiro programa CAD paramétrico em grande escala que tirou as ideias do Sketchpad (Interativo, fácil de usar e rápido) e o tornou realidade, baseado em modelos sólidos, recursos baseados em histórico e o uso de restrições.
AutoCAD R10 1988 Tornou o programa Autodesk 3D compatível.
STEP 1994 Assumiu o IGES como o novo formato para usar ao transferir modelos 3D de um programa para outro. Em 1994 foi o lançamento inicial do STEP que o tornou um padrão internacional para transferência de modelos.
SolidWorks 95 1995 Criado por Dassault Systemes, é outro software que teve sucesso pela facilidade de uso e permitiu que mais engenheiros do que nunca tirassem proveito da tecnologia de CAD 3D.
Solid Edge 1995 Desenvolvido por Siemens como um software de PLM (Product Lifecycle Management) e suas funções no Windows, fornecem modelagem sólida, modelagem de montagem e visão ortográfica 2D, resposta ao sucesso do SolidWorks.
Autodesk Inventor 1999 A nova direção da Autodesk, tentou ser mais intuitiva e simples, permitindo a criação de montagens complexas em tempo recorde. Ele ainda está em uso.
Autodesk 360 2012 O A360 é uma ferramenta de colaboração que ajuda os engenheiros e projetistas a visualizar, compartilhar e revisar projetos 2D e 3D.
PTC Creo 5.0 2018 O Creo inclui recursos inovadores em Manufatura Aditiva, IoT, Definição Baseada em Modelo (MBD) e Realidade Aumentada (AR).

A era do Desenho CAD 2D e Modelagem 3D

Os primeiros sistemas CAD serviram como meras substituições de pranchetas e o engenheiro de projeto começou a trabalhar em 2D para criar desenhos técnicos consistindo em primitivas estruturas de arame 2D.

A produtividade do design aumentou, mas muitos argumentam que apenas os engenheiros de projeto geral precisavam aprender a usar computadores e CAD. No entanto, as modificações e revisões foram mais fáceis do que o esperado e, com o tempo, o software e o hardware CAD tornaram-se mais baratos e acessíveis para as empresas de médio porte, com isso, os softwares CAD cresceram em funcionalidade e facilidade de uso.

Os recursos de estrutura de arame 3D foram desenvolvidos no início dos anos 60 e, em 1969, a MAGI lançou o Syntha Vision, o primeiro programa modelador sólido comercialmente disponível. A modelagem sólida melhorou ainda mais as capacidades 3D dos sistemas CAD.

CAD paramétrico

Em 1989, o T-FLEX e, posteriormente, o Pro/ENGINEER (PTC Creo) introduziram CADs baseados em motores paramétricos.

Modelagem paramétrica significa que o modelo é definido por parâmetros, ou seja, uma alteração de valores de dimensão em um local também altera outras dimensões para preservar a relação de todos os elementos no design.

Os sistemas MCAD introduziram o conceito de restrições que permite definir relações entre peças na montagem. Os designers começaram a usar uma abordagem de baixo para cima quando as peças são criadas primeiro e depois montadas juntas. A modelagem é mais intuitiva e precisa.

A revolução do software CAD

O AutoCAD foi um grande marco na evolução do CAD, estabelecendo o ritmo para o desenvolvimento de outros concorrentes de CAD, mas ainda era predominantemente baseado em 2D.

Tudo isso mudou em 1987 com o lançamento do Pro/Engineer da PTC, um programa CAD baseado em geometria sólida e técnicas paramétricas com recursos para definir peças e montagens. Funcionou em estações de trabalho UNIX, já que os PCs ainda não tinham os recursos exigidos pelos programas CAD.

Os engenheiros puderam definir parâmetros, recursos e relacionamentos e a única coisa que atrasou o ritmo da modelagem paramétrica neste momento foi a dificuldade em investir tempo e dinheiro em treinamento e converter dados legados de outros programas CAD para o formato de dados proprietários do Pro/ENGINEER.

Nos anos 90, o PC era capaz de fazer os cálculos exigidos pelo CAD 3D. Em 1995, foi lançado o SolidWorks, o primeiro modelador sólido significativo para o Windows e isso foi seguido pelo Solid Edge, Inventor e outros.

Essa década também viu muitos dos desenvolvedores de CAD originais de 1960 adquiridos por empresas mais novas e uma consolidação da indústria em quatro principais empresas – Autodesk, Dassault Systèmes, PTC e UGS  – juntamente com uma série de desenvolvedores menores.

Softwares CAD de hoje

Software CAD Creo Realidade Aumentada

Os sistemas CAD / CAE / CAM agora são amplamente aceitos e usados ​​em todo o setor. Esses sistemas foram transferidos de workstations dispendiosas baseadas principalmente em PCs UNIX para off-the-shelf. A modelagem 3D tornou-se uma norma, e pode ser encontrada até mesmo em aplicativos para o público em geral, como a modelagem de construções em 3D no Google Maps.

A era CAD moderna foi marcada por melhorias na modelagem, incorporação de análises e gerenciamento dos produtos que criamos, desde a concepção e engenharia até a fabricação, vendas e manutenção, o que chamamos de PLM (Gerenciamento do Ciclo de Vida do Produto).

O século 21 também trouxe outra evolução na plataforma de computação. Com a introdução de PCs, smartphones e tablets em grande escala, o CAD tornou-se disponível em tecnologias de nuvem, web e móveis. Agora é possível que engenheiros trabalhem com CAD em qualquer Mac, Windows ou tablet. Naturalmente, a disponibilidade de CAD também trouxe um aumento do uso desse software pelo público consumidor.

Hoje em dia, sistemas CAD são compatíveis com todas as principais plataformas – Windows, Linux , UNIX e Mac OS X  e, alguns sistemas até suportam múltiplas plataformas.

Além disso, a interação entre homem e máquina foi alterada. Normalmente, os designers fazem uso de um mouse de computador com programas CAD. No entanto, os projetistas também podem usar uma caneta e digitalizar um tablet gráfico. Além disso, tem havido muito desenvolvimento na interação da interface CAD-humana – de telas sensíveis ao toque a Realidade Virtual (VR)  / Realidade Aumentada (AR).

E agora, o que esperar dos softwares de CAD? O post ” O CAD do futuro: as principais tendências”, aborda esse assunto e dando uma visão das principais tendências que estão definidas para explodir na próxima década.

 

 

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