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Los principios del CAD, en CASA. - MuchoCATIA

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Los principios del CAD, en CASA.

Está Vd en: Quienes somos>>Historia del CAD .

  

Historia del CAD, contada por Carlos R. Alonso Prieto.

 

  Compruebo con satisfacción que mi amigo Juan Ribas sigue tan entusiasmado, con el CATIA, como el primer día en que le echó la vista encima en aquel lejano 1981, cuando llegaron dos o tres puestos de trabajo (no recuerdo ahora exactamente el número) a la Oficina de Diseño de Utillaje en Tablada de la entonces Construcciones Aeronáuticas S.A. (CASA, para los amigos).

  No voy a contar aquí a la historia del CATIA, pues ya la ha referido Juan muy bien en otra parte, ni que, primeramente, la Oficina de Diseño de Avión de Getafe había estado trabajando con Computer Vision ®, que entonces era lo más de lo más, pero, no me acuerdo ahora bien por qué, a mí me pareció CATIA, una herramienta que había nacido directamente pensada para su uso en aviación (lo utilizaba entonces Marcel Dassault, el constructor de aviones francés) mientras que Computer Vision nació volcado hacia la automoción. El asunto es que logramos convencer a la dirección de la Factoría, para que adquiriese CATIA.

  Sí voy, en cambio, a relatar cómo se vivió el paso del diseño manual, al Diseño Asistido por Ordenador.

 

  En su inicio, el CATIA no era mucho más que una especie de Autocad de lujo (pues las estaciones de trabajo valían un par de millones de las antiguas pesetas) por lo que, para rentabilizar la inversión, esas tres estaciones primeras hubieron de ponerse a doble turno, por lo que no estoy muy seguro si todas las personas, que pasaron a “disfrutar”, del nuevo elemento de diseño, estuviesen muy contentas con el cambio, aparte de haber tenido que pasar, previamente, por un curso de formación en aquella herramienta.

 

  Y el cambio fue y revolucionario.

  Y a eso es a lo que yo quería referirme, pues a las generaciones actuales, probablemente, le cueste mucho formarse idea de aquello, pero los que vivimos ese cambio fuimos evolucionando con él y nunca lo pensamos como la revolución que era.

  Entonces, aquella Oficina de Diseño de Utillaje era un mar de tableros de dibujo dotados de paralex, reglas graduadas, escalímetros (que apreciaban el medio milímetro), escuadras y cartabones, sobre los que se desarrollaban los dibujos, laboriosamente y a escala, sobre papel vegetal (que luego se cambió por papel plastificado, pues el papel vegetal se arrugaba al humedecerse con el sudor de manos y antebrazos en aquella oficina sin aire acondicionado) y tinta china con tiralíneas o, más tarde, Rotring (¡bendito invento también aquel del Rotring!), y con gran oficio por parte del delineante (como se decía entonces).

   Estos se ejecutaban primero a lápiz y luego se pasaban a tinta. Lo dibujado había que dotarlo de todas las vistas de alzado, planta y perfil, secciones varias, acotados, y las correspondientes listas de piezas, para hacerlo inteligible y fabricable por el taller.

  En el caso particular del utillaje, el primer paso del diseño era siempre dibujar a escala sobre el papel (generalmente con tinta roja), la pieza o elemento de avión en cuya fabricación el útil iba a intervenir. Ese dibujo previo servía de base para localizar, en el futuro útil, los puntos de apoyo, referencia, posición de taladros, etc., que había de proporcionar a la pieza.

  Otra sección típica, de la oficina de diseño de utillaje aeronáutico de entonces, era la que se conocía como “Trazado Básico”. En ella se trabajaba sobre inmensas mesas planas utilizando un papel plástico indeformable, conocido como Mylard (por su nombre comercial), representando a escala 1:1 y con precisión de centésimas de milímetro los desarrollos planos de las piezas de chapa y los contornos según sus diversas vistas de las piezas mecanizadas de, prácticamente, todas las piezas del avión, que eran miles, y algunas de tamaños de varios metros (como las cuadernas de fuselaje o los largueros de alas).

  Aquí trabajaba la “crem de la crem” de los delineantes, pues, aparte de necesitarse un pulso exquisito para ejecutar los dibujos, habían de dominar ampliamente la Geometría Descriptiva para poder representar las piezas en desarrollo y/o la proyección requerida. La estrechísima tolerancia que se precisaba, a la hora de dibujar, era obligada para que, sumada a la tolerancia implícita de las máquinas de producción, no saliera del campo de tolerancia exigido a la pieza terminada, siempre dentro de las décimas de milímetro.

  Para que se entienda el objeto de este trabajo, se ha de explicar que las tecnologías de fabricación, entonces disponibles, exigían tener una plantilla en chapa con el contorno desarrollado de cada una de las piezas a obtener (cuando estas eran en chapa plegada) o del contorno a mecanizar (cuando eran piezas fresadas).

  Estas plantillas se utilizaban como modelo, en el Taller de Utillaje, para la obtención de los útiles recanteadores para las máquinas de recanteado de chapa y copiadores en las fresadoras copiadoras (las actuales máquinas de control numérico se estaban entonces inventando) y también para el desarrollo de los útiles dobladores, para conformación de las piezas de chapa. Tales plantillas se obtenían pasando los trazados en Mylard a chapa a través de un proceso fotoquímico.

  En la confección, de aquellos planos de diseño y trazados, se tardaban de entre una semana para los útiles simples, a varios meses para los más complicados, llegando al año para los grandes útiles de montaje.

   Y una verdadera pesadilla era la confección de las “listas de piezas”. Había que contar una a una cada una de las partes que componían el útil y cada una de las normales (tornillos, casquillos, etc.), darles referencia a todas en el dibujo e indicar la materia prima de partida con sus dimensiones de despacho.

  ¡Y, hay como se cometiera un error en la ejecución!

  Si una vista o sección faltaba o se representaba equivocadamente, o se equivocaba la escala, o se omitían acotados, o piezas en las listas de partes, sólo se sabía cuando el maestro del Taller de Utillaje, encargado de fabricar el útil, llegaba por la oficina diciendo que qué era aquello, Danger que no lo entendía o que faltaban piezas. O peor todavía, cuando el que llegaba era el responsable de fabricación, de las piezas de avión, diciendo que aquél útil no servía. Imagen: enfadado

   Para evitarlo en lo posible, existían unas personas cuyo cometido era el de verificar, una a una, cada una de las hojas de los diseños en busca de posibles fallos o incoherencias. Un plano no salía al taller sin el visado del correspondiente verificador. Nos podemos imaginar lo tedioso y poco gratificante que era el trabajo de dichas personas.

   No hay ni que decir que, cuando se detectaba un error, había que rectificarlo sobre el papel (había que intervenir con la “cuchilla”) o rehacer totalmente el dibujo. Y lo peor no eran los errores del diseñador de utillaje, sino los cambios de diseño de los elementos de avión, abundantísimos, que obligaban a cambios en el diseño del utillaje, pues el desarrollo de éste se ha hecho siempre, para ganar tiempo, en paralelo al diseño de avión, y cuando los elementos diseñados no pasan el control de cálculo o funcional, hay que modificarlos.

 

  Lo laborioso de todas estas operaciones, creo que queda patente.

  Lo anteriormente descrito estimo que es bastante para comprender la bendición que, para el diseño, representó la introducción de CAD: aunque al principio eran unas máquinas de “dibujar” en 2D, sustituyendo al papel, la tinta china, el paralex, la escuadra, el cartabón y el Rotring, pronto fueron dotadas paulatinamente de funciones que ahora nos hace inimaginable el prescindir de su uso.

Seguiré contando...

Carlos R. Alonso Prieto, Ingeniero Aeronáutico.
Junio 2018


El primer desarrollo fue la posibilidad de grabar librerías de piezas: un mismo elemento que se utilizaba en muchas partes del útil o en otros similares, todas las normales, como casquillos, soportes y tornillería, podía diseñarse una sola vez y luego emplearlo en otros lugares distintos sin más que “llamarlos”.
Luego vino la parametrización de estos elementos: desde una geometría base, dando el valor de algunos parámetros (largo, diámetro, número de taladros, etc.) se obtenía automáticamente la pieza lista para introducirla en el diseño en curso.
Como revolución de estos sistemas llegó el 3D. Ya no se “dibujaba” en un plano, se hacía en el espacio. Los componentes del diseño ya no eran sólo ejes, líneas y curvas planas, sino prismas, paralelepípedos, cilindros, esferas y conos, que, además, “sabían” como intersecarse (operaciones boolenas). Ya no tenía el proyectista que determinar laboriosamente las intersecciones y borrar lo que “sobraba”.
Otro avance fue dotar al sistema de la capacidad de determinar, por sí mismo, las vistas y secciones necesarias para la representación inteligible en 2D de lo diseñado, añadir rótulos y acotados, por lo cual, los planos salían “solos”, sin más acción que elegir la escala y darle al “print”. Las listas de piezas se confeccionaban así mismo automáticamente.
Como la Oficina de Diseño de Avión ya hacía tiempo que también había adoptado el CATIA, se podía pasar el modelo de la pieza o elemento de avión al proyecto de útil, pudiéndola tomar directamente como referencia, sin tener que manejar manualmente posición de ejes y valores de cotas, con el gran peligro de errores que eso entrañaba.
Lo último de lo último fue lograr un 3D “real”, en el que no solo podemos rotar el diseño para verlo desde diferentes direcciones, sino “introducirnos” dentro del mismo, verlo “por dentro” y hacer cosas como detectar interferencias o ver en movimiento o rotación las piezas móviles.
Entre tanto, se ha llegado a prescindir totalmente de la necesidad de imprimir los planos, si no los queremos, pues el sistema nos permite enviar directamente el diseño a la máquina o Máquinas de Control Numérico que lo van a materializar.
El resultado de todo esto es que ya en 1992, de la Oficina de Diseño de Utillaje de Tablada habían desaparecido prácticamente todos los tableros y mesas de dibujo y si alguno quedaba lo era para manejar sobre él los planos en papel que aún restaban por digitalizar, correspondientes a antiguos proyectos, cuyo utillaje había que seguir manteniendo.
Hoy en día, con el gran avance de las máquinas de Control Numérico multieje y alta velocidad, la necesidad del utillaje, para piezas elementales ha decaído grandemente, limitándose, en muchos casos, a simples soportes, muchas veces estándar. Incluso ya se están dando pasos para introducir en aviación piezas confeccionadas por impresión 3D, siempre que se pueda salvar el problema de la resistencia en fatiga de elementos así producidas.
Pero el utillaje de montaje sigue siendo necesario, pues las formas exteriores de avión son muy complicadas y variables. Sólo en el caso de pequeños subconjunto o montaje de formas de geometría simple, como paneles cilíndricos de fuselaje, ha podido llegarse a emplear utillaje estándar o multiuso pilotado por control numérico.
También, el empleo masivo en el avión de materiales plásticos, resinas y fibra de carbono, está disminuyendo drásticamente la cantidad de piezas sueltas a fabricar. La cantidad de utillaje a diseñar ha disminuido también de forma paralela y los moldes, precisos para la producción de los elementos en fibra, son altamente susceptibles de estandarizar su diseño.
Pero, no nos llamemos a engaño. Por muy sofisticados que sistemas, como el CATIA (Computer Aided Three dimensional Interactive Application), hayan llegado a ser, no dejan de ser sistemas CAD (Computer Aided Design, diseño ASISTIDO por ordenador). Nos asisten, nos ayudan, pero no remplazan a la mente humana, creadora necesaria para que los diseños realmente funcionen, evolucionen y se perfeccionen. Sin conocimientos y experiencia previa del usuario, ningún sistema de estos diseñará nada. Aunque ya existen sistemas expertos que diseñan cosas por su cuenta, lo hacen en base a una experiencia que alguien, previamente, les ha comunicado. Aunque hoy en día nada puede afirmarse rotundamente, creo que el tiempo en que un sistema cualquiera lo diseñe una máquina totalmente a partir de cero, sin intervención humana alguna, aún está lejos.

Carlos R. Alonso Prieto, Ingeniero Aeronáutico.
Junio 2018

 

 

Piense en sus nietos!! Dirija sus preguntas a: juanri@muchocatia.es C.R. Alonso Prieto

 

 
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