CAD vs CAE vs CAM：有什么区别？

什么是CAD？什么是CAE？什么是CAM？这些软件是什么，它们之间有何不同？首先要了解所有这三个系统的是每个缩写的前两个字母。 “CA”代表计算机辅助，这意味着创建所有三个系统都是为了帮助用户通过使用计算机的处理能力更快地实现他的目标。 CAD 的最后一个字母是 Design，CAE 的最后一个字母是 Engineering，CAM 的最后一个字母是 Manufacturing。这些是工程和制造软件程序。每个人都有自己的目的。本文将深入探讨所有三个系统以及它们的使用方式和总体目的。

计算机辅助设计概述

CAD 程序是一种计算机技术，用于设计产品并记录工程过程的设计阶段。 CAD 可以通过传输产品材料、工艺、公差和尺寸的详细图表来促进制造过程。它可用于生成 2D 或 3D 图表，然后可以旋转以从任何角度查看，甚至从内部向外看。
计算机辅助设计是使用计算机系统来协助设计的创建、修改和优化。这通常被认为是一个工程软件程序。

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现代 CAD 程序可以改进以下内容：

1. 提高工程师的工作效率
2. 提高设计质量
3. 通过文档改善沟通
4. 创建制造数据库

CAD 输出通常采用电子文件的形式，用于打印、加工或其他制造操作。

用于机械设计的现代 CAD 程序要么使用基于矢量图的对象图形，要么生成显示设计对象整体外观的光栅图形。

然而，工程软件程序需要的不仅仅是形状。正如在手工绘图或技术和工程图纸中一样，CAD 程序的输出必须根据特定于应用程序的约定传达信息，例如材料、工艺、尺寸和公差。
CAD 是重要的工艺美术，广泛用于许多应用，包括汽车、造船和航空航天工业、建筑、假肢等等。 CAD 还广泛用于为电影、广告和技术手册中的特殊效果制作计算机动画，通常称为 DCC（数字内容创作）。 CAD 一直是计算几何、计算机图形学和离散几何研究的主要推动力。

现代 CAD 程序使用

计算机辅助设计是工程师和设计师使用的众多工具之一，并根据用户的职业和相关软件的类型以多种方式使用。 CAD 是产品生命周期管理 (PLM) 流程中整个数字产品开发 (DPD) 活动的一部分，因此 CAD 程序与其他工具一起使用，这些工​​具是集成模块或独立产品，例如如：

1. 计算机辅助工程 (CAE)
2. 计算机辅助制造 (CAM)
3. 逼真渲染
4. 使用产品数据管理 (PDM) 进行文档管理和修订控制

CAD 已被证明对工程师也很有用，它使用以下四个属性：

1. 历史
2. 特点
3. 参数化
4. 高级约束

构建历史可用于回顾模型的个人特征，并对单个模型而不是整个模型进行处理。参数和约束可用于确定不同建模元素的大小、形状和其他属性。

谁使用计算机辅助设计

以下是一些最有可能在工作中使用 CAD 的人员的简短列表。

• 架构
• 土木工程师
• 电气工程师
• 设施经理
• 室内设计师
• 机械工程师
• 结构工程师
• 测量员
• 制造工程师
• 声学工程师
• 消防工程师
• 食品服务设计师

这个列表不胜枚举。计算机辅助设计用于航空航天、汽车、纺织、电子等许多行业。计算机辅助设计允许公司在实施物理原型之前探索建模的想法。工程师使用的主要是工程软件程序。

计算机辅助工程概述

是广泛使用计算机软件来辅助工程分析任务。工程软件程序包括有限元分析 (FEA)、计算流体动力学 (CFD)、多体动力学 (MDB) 和优化。
为支持这些活动而开发的工程软件程序被视为 CAE 工具。例如，CAE 工具被用于分析组件和组件的稳健性和性能。该术语包括产品和制造工具的模拟、验证和优化。未来，CAE 系统将成为帮助支持设计团队决策的主要信息提供者。

计算机辅助工程节点网络

在信息网络方面，CAE 系统被单独视为整个信息网络上的单个节点，每个节点可能与网络上的另一个节点交互。这些节点在有限元方法中发挥作用，该方法利用现有模型几何结构通过整个模型构建节点网络，然后根据实际部件将经历的参数输入，使用该节点网络确定模型将如何执行。真实世界。以下参数通常用于机械工程中的 CAE 模拟：

1. 温度
2. 压力
3. 组件交互
4. 外力

用于仿真的大多数参数都基于模型在操作期间将经历的环境和交互。将这些输入到 CAE 软件中，作为查看零件是否可以在理论上处理设计约束的一种方式。

CAE 系统可以为企业提供支持。这是通过使用参考架构及其在业务流程上放置信息视图的能力来实现的。参考架构是信息模型，尤其是产品和制造模型的基础。

涵盖的 CAE 领域包括：

1. 使用 FEA 对组件装配进行应力分析
2. 使用 CFD 进行热和流体流动分析
3. 多体动力学 (MBD) 和运动学
4. 用于制造过程过程模拟的分析工具
5. 优化流程文档
6. 优化产品开发
7. 智能不合格验证
8. 组件的安全分析
   

一般来说，任何计算机辅助工程任务都分为三个阶段：

1. 预处理：定义要应用的模型和环境因素。
2. 分析求解器
3. 结果的后处理

工程软件程序包括 Abaqus、Ansys、MSC Adams Car 等。现代 CAD 程序将模型导出到工程软件程序以进行虚拟原型分析。

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计算机辅助制造

计算机辅助制造是在制造过程中利用计算机软件来控制机床和相关机械。从技术上讲，它不是用于工程软件程序的系统，而是用于制造方面的机械师。但是，工程师经常接触到它。 CAM 还可以指使用计算机来协助制造工厂的所有操作，包括计划、管理、运输和存储。其主要目的是创建更快的生产过程以及具有更精确尺寸和材料一致性的组件和工具。 CAM 是继​​计算机辅助设计 (CAD) 之后的后续计算机辅助过程，有时也位于计算机辅助工程 (CAE) 之后，因为在 CAD 中生成并在 CAE 中验证的模型可以输入到控制机床的 CAM 软件中。

计算机辅助制造工厂路由

用于计算机数控机床的CAM

计算机辅助制造是制造产品的机器背后的软件代码。计算机数控 机器是利用 CAM 代码制造产品的设备。数控机床包括：

• 米尔斯
• 车床
• 雕刻师
• 表面研磨机
• 焊工
• 放电制造

操作员需要用传统机床做的一切都可以用 CNC 机床编程。 CAM 提供了机床将遵循的逐步说明以完成产品的制造。在使用 CAM 之前，机械师必须在实施程序之前手动输入代码。根据最终产品的复杂性，这种手动输入可能很费力。 CAM 通过结合智能软件来开发基于 GUI（图形用户界面）平台的代码，使这一切变得更简单。这使得制造代码易于生成，只需点击所需流程上的按钮并为 CNC 机床生成代码即可。

CAD、CAE 和 CAM 如何协同工作

现代 CAD 程序是使用制造、CAM 或工程软件程序 CAE 所必需的。因为这两个系统都需要一个模型来执行分析或制造。 CAE 需要几何模型来确定用于分析的集成节点网络。 CAM 需要零件几何形状来确定机床路线和切割。两者都需要 CAD，但 CAD 可以用作工程虚拟模型的独立系统。 CAD 是 CAM 或 CAE 的支柱，是它们正常​​运行所必需的。每个软件都是工程师和机械师的强大工具，可以使日常工作更轻松、更高效，正确使用它们将为个人和使用它们的公司提供最佳利益。

您使用过这些软件平台中的任何一个吗？如果是这样，请解释它们是否通过使用它们使生活变得更轻松？