CAD：计算机辅助设计

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介绍

计算机辅助设计 (CAD) 是指利用计算机（或工作站）创建、修改、分析或优化设计的过程，也指利用计算机辅助工程和设计，涵盖众多行业和项目的广泛应用。计算机辅助几何设计 (CAGD) 是一个类似的过程。CAD 的目标是提高生产力，增强设计质量和细节程度，以及优化和简化设计师的工作流程并改进文档。

计算机辅助设计的类型

二维 CAD (2D CAD)

第一批 CAD 软件诞生于 20 世纪 70 年代初期，被称为 2D CAD。随着 3D CAD 软件等越来越复杂的工具的出现，其声誉日益增长。专业的绘图员现在可以使用 2D 工具来进行深入的细节分析，以提供全面的蓝图。

三维 CAD (3D CAD)

在计算机屏幕上显示图形的能力以及计算机的处理能力，使得 3D CAD 成为越来越流行的设计工具。可以生成这些三维模型，以提供逼真的视觉效果，用于广告和销售材料。一些最新的发展包括增强的反向工程能力、增材制造和生成式设计。

CAD 如何运作？

标准 CAD 系统的运行需要在您的计算机上安装 CAD 软件包，有时还需要安装显卡。图形内核是 CAD 软件应用程序的核心。GUI 是 CAD 软件的另一个关键组成部分。GUI 用于显示 CAD 几何图形并收集用户输入。鼠标和键盘是最常见的输入设备，但其他不太常见的设备，如轨迹球和数字化仪，有时也会用到。GUI 将输入设备的输入以适当的格式传递给图形内核。图形内核创建几何实体，并指示显卡通过 GUI 显示它们。这是 CAD 系统运行方式的最基本描述。

CAD 系统的组成部分

典型的 CAD 系统由硬件和软件两部分组成。

CAD 的硬件组件

硬件组件包括计算机和输入输出设备。通常，输入设备将数据从人或存储介质传输到计算机。键盘是为系统提供字母数字数据的最常见输入方法。输入设备的例子包括键盘、图形平板电脑、光笔、操纵杆、鼠标等。输出设备可能包括硬拷贝单元、打印机、绘图仪、录像带、计算机输出缩微胶片和计算机辅助制造等，尽管设计可能永远不会打印在纸上。

CAD 的软件组件

CAD 应用程序的软件组件具有数百个功能，使用户能够完成任何绘图工作。CAD 的软件组件是完成创建、修改和呈现特定绘图、打印或保存绘图以及其他相关过程所需的功能。一些 CAD 系统现在提供窗口平台，允许大量使用点击拖动和剪切复制粘贴功能来加快建模速度。构成软件功能的组件简化了对每个命令的访问。模块划分为绘图、编辑、数据输入、功能控制、存储和管理。专业 CAD 程序可能包含图层、数据库和 3D 等功能。

CAD 的优点

• 利用计算机辅助设计工具将帮助您节省时间，并在更短的时间内创建更好、更有效的设计。

• 错误率下降——由于 CAD 软件使用一些最好的工具，因此人为设计造成的错误大幅减少。

• 易于保存和共享——CAD 工具使保存文件和保存文件变得更容易，以便您可以经常使用它们并传输它们，而不会遇到任何不必要的困难。

• 精度提高——毫无疑问，手工绘图无法达到 CAD 软件所能达到的精度水平。

CAD 的缺点

• 当计算机突然发生故障时，可能会丢失工作。

• 工作场所病毒很常见。“入侵”工作将很容易。

• 学习如何使用或运行软件是一个耗时的过程。

• 新系统的制造或购置成本高昂

• 培训将在其上工作的员工将需要时间和金钱。

• 不断更新操作系统或软件

CAD/CAM 系统减少了对员工的需求。

我们可以预期，由于其他技术领域的进步，CAD 将在未来继续发展，为各个行业的各种企业提供新的和创造性的设计和工程技术。因此，使用 CAD 设备将比用户想象的更容易和更直观。

结论

到目前为止，我们已经了解了计算机辅助设计 (CAD)，它是创建、修改、分析或优化设计的过程。CAD 的目标是提高生产力，增强设计质量和细节程度，以及优化和简化设计师的工作流程。CAGD 是另一个类似于 CAD 的过程，但它专注于生成几何形状。

常见问题

Q1. CAD 有五种类型？

二维 CAD、2.5D CAD、三维 CAD、使用中性文件格式的 CAD 和使用本机文件格式的 CAD。

Q2. 计算机辅助设计是如何工作的？

许多不同的行业和职业都使用 CAD 软件，它可以用于创建建筑设计、建筑平面图、楼层平面图、电气原理图、机械图纸、技术图纸、蓝图，甚至您最喜欢的电影和电视节目中的特技效果。

Q3. CAD 中的功能是什么？

在计算机辅助设计 (CAD) 中，零件中具有有趣的几何或拓扑属性的区域称为特征。更准确地说，这些是形状特征。感兴趣区域的形状特征包括形状和参数信息。