Ingeniería asistida por ordenador (CAE)

La ingeniería asistida por ordenador (CAE) consiste en el uso de software para simular el rendimiento con el objetivo de mejorar los diseños de los productos o de contribuir a la resolución de problemas de ingeniería para sectores muy diversos. Incluye la simulación, la validación y la optimización de productos, procesos y herramientas de fabricación.

Un proceso típico de CAE consta de una serie de pasos de preprocesamiento, resolución y postprocesamiento. En la fase de preprocesamiento, los ingenieros modelan la geometría (o una representación del sistema) y las propiedades físicas del diseño, así como el entorno en forma de cargas o limitaciones aplicadas. A continuación, el modelo se resuelve aplicando una fórmula matemática adecuada de la física subyacente. En la fase de postprocesamiento, los resultados se presentan al ingeniero para su revisión.

Aplicaciones de la CAE

Las aplicaciones de la CAE son compatibles con disciplinas o fenómenos de ingeniería muy diversos.
  • Análisis de tensión y de dinámicas en componentes y ensambles mediante el análisis de elementos finitos (FEA).

  • Análisis térmicos y de fluidos mediante la dinámica computacional de fluidos en 3D (CFD).

  • Análisis de cinemática y dinámica de mecanismos (dinámica de cuerpos múltiples).

  • Análisis acústicos mediante el FEA o un método de elementos límite (BEM).

  • CAE 1D o simulación de sistemas mecatrónicos para un diseño de sistemas mecatrónicos multidominio.

  • Simulación de eventos mecánicos (MES).

  • Análisis de sistemas de control.

  • Simulación de procesos de fabricación como la fundición, el moldeo o el troquelado por prensa.

  • Optimización del producto o proceso.

Ventajas de la CAE

Entre los beneficios de la CAE se encuentran la reducción de los costes y del tiempo de desarrollo del producto, con una mejora de la calidad y de la durabilidad del producto.
  • Las decisiones de diseño se pueden tomar sobre la base de su impacto en el rendimiento.

  • Los diseños se pueden evaluar y perfeccionar gracias a las simulaciones por ordenador en lugar de realizar pruebas con prototipos físicos, lo cual permite un ahorro de tiempo y dinero.

  • La CAE puede proporcionar información sobre el rendimiento en etapas más tempranas del proceso de desarrollo, cuando resulta más económico efectuar cambios en el diseño.

  • La CAE ayuda a los equipos de ingeniería a gestionar el riesgo y a comprender las implicaciones en el rendimiento de sus diseños.

  • La gestión integrada de datos y procesos de CAE amplía la capacidad de utilizar de forma efectiva la información sobre el rendimiento, así como de mejorar los diseños para una comunidad más amplia.

  • Los problemas relativos a la garantía se reducen gracias a la identificación y a la eliminación de posibles problemas. Si se integra correctamente en el desarrollo de productos y de la fabricación, la CAE puede permitir una resolución más temprana de los problemas, lo que puede reducir significativamente los costes asociados con el ciclo de vida del producto.