El CAD (diseño asistido por ordenador) es la herramienta que lleva un diseño a su estado listo para la fabricación. Es el entorno de software esencial donde los diseñadores y los ingenieros convierten los bocetos conceptuales en modelos tridimensionales que después se pueden visualizar, optimizar, simular, imprimir en 3D directamente o producir con herramientas de fabricación tradicionales.
Durante varias décadas, un grupo principal de programas de CAD se ha diversificado hasta incluir hoy en día decenas de alternativas viables, que tienen cada una sus propias ventajas y desventajas, enfoques de modelado y usos de nicho. Examinamos las opciones disponibles para que puedas elegir un entorno de trabajo adecuado que pueda acompañarte durante toda una carrera laboral.
¿Qué es el software CAD?
El diseño asistido por ordenador (CAD) es un método para crear de forma digital dibujos bidimensionales y modelos tridimensionales que ha reemplazado al bocetado manual en numerosos sectores. Las herramientas de software CAD dan a los diseñadores la capacidad de explorar ideas de diseño, modificar diseños con facilidad, visualizar conceptos mediante renderizados, simular cómo un diseño funciona en el mundo real, documentar los bocetos, compartir los diseños para obtener opiniones y mucho más... facilitando la innovación y permitiendo a las empresas lanzar más rápidamente sus productos al mercado.
El software CAD existe desde 1959, cuando Doug Ross, un investigador del MIT, creó el término "diseño asistido por ordenador" tras desarrollar un programa que permitió a su equipo dibujar circuitos electrónicos en un ordenador y reconocer el potencial de la tecnología para la modificación y exploración rápida de conceptos.
A principios de los ochenta, el CAD ya estaba integrado en el proceso de trabajo de los fabricantes de los sectores de la automoción, la aviación y la electrónica de consumo que podían permitírselo. En los años 90, los motores de modelado de sólidos se potenciaron con la representación de límites, un modo más uniforme y fiable de describir los objetos virtuales a partir de sus límites e interconexiones. Este método lo adoptaron sistemas muy conocidos en la actualidad como SolidWorks (1995), SolidEdge (1996) y Autodesk Inventor (1999).
La llegada de los 2000 marcó la aparición de sistemas de CAD de código abierto como FreeCAD. Además, se desarrollaron nuevas características y módulos para diversos programas de CAD que permitían a los diseñadores no solo desarrollar el producto físico, sino también renderizarlo, animarlo y simularlo, así como integrar el desarrollo de productos en los procesos de la gestión de proyectos y la gestión del ciclo de vida del producto.
Los sistemas de software CAD más reciente están basados en la nube, lo que permite a los desarrolladores colaborar en el mismo modelo desde distintas estaciones de trabajo y delegar la ejecución de algoritmos intensivos como los de diseño generativo, simulación y renderizado a la nube. Las simulaciones avanzadas permiten poner a prueba un diseño en base a numerosos aspectos mecánicos y solo requiere horas, en vez de días. El diseño generativo convierte al ordenador en cocreador, utilizando la inteligencia artificial para sugerir formas óptimas que resuelvan problemas mecánicos específicos.
Las ventajas de la integración de CAD en el proceso de desarrollo de productos son las siguientes:
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Desarrollo rápido de conceptos: Los diseños ideados se pueden bocetar con precisión para visualizaciones tempranas y prototipos rápidos impresos en 3D.
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Especialización: Difundir el CAD por la organización desarrolla un conocimiento específico que genera una compresión común de cómo llevar piezas específicas a una etapa en la que están listas para la fabricación.
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Visualización: Es posible informar e impresionar a los clientes tanto actuales como potenciales con renderizados 3D, animaciones y experiencias en realidad virtual de tecnología punta de productos en desarrollo.
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Optimización: Los defectos y las imperfecciones se pueden detectar y optimizar mucho más rápido en un entorno virtual. Las distancias entre la intención del diseño y la realidad de la fabricación se salvan mediante dibujos mecánicos con tolerancias precisas.
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Fabricación rápida: Los productos pueden llegar a su fase de producción con mayor rapidez utilizando tecnologías de fabricación asistida por ordenador.
Introducción a la impresión 3D con la estereolitografía (SLA) de sobremesa
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Usos del CAD
Tradicionalmente, los sistemas de software CAD han llevado a la generación de una serie de dibujos mecánicos que informan a la fábrica de cómo producir un producto, junto con la tecnología de fabricación, los materiales, los acabados de los moldes y las tolerancias necesarias. Hoy en día, tienen muchas otras funciones:
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Creación de renderizados fotorrealistas para presentaciones internas de la empresa y materiales adicionales de marketing
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Integración de nomenclaturas de materiales para gestionar todas las piezas incluidas en un conjunto de ellas, así como estimación de costes
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Importación directa de piezas mecánicas estandarizadas y o elementos ornamentales de bases de datos conectadas de varios proveedores
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Derivación de un diseño de molde de inyección a partir de una pieza tras configurar algunos parámetros básicos
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Asistencia al diseño y la simulación de componentes de chapa, armazones soldados y piezas compuestas
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Análisis de esfuerzo y pandeo (análisis de elementos finitos), simulación de ensayos de caída y sugerencias de optimización generadas mediante diseño generativo
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Análisis de flujo de moldes para moldeo por inyección
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Análisis térmicos, de vibración y de aerodinámica
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Análisis del movimiento y detección de perturbaciones para ensamblajes
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Análisis de ergonomía con maniquíes tridimensionales articulados
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Aplanamiento de superficies para dibujos troquelados basados en un modelo 3D
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Algoritmos de posicionamiento para optimizar la organización de las piezas en el lecho bidimensional de una cortadora láser o impresora 3D
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Ajustes automáticos de salientes de gemas para el diseño de joyería
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Simulación de tejidos y elementos hinchables
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Sistemas de gestión del ciclo de vida del producto para controlar los ensamblajes, historial de versiones de las piezas, lanzamientos, cambios de ingeniería, formatos de archivo, metadatos, estimación de costes, vendedores y proveedores, colaboraciones, control de acceso, control de revisiones, planificación del proceso de fabricación y los archivos de las piezas, documentos y presentaciones relacionados
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Funciones avanzadas de Dimensionamiento geométrico y tolerancias (GD&T) para comunicar la intención del diseño y optimizar el proceso de fabricación.
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Importación directa de datos de escaneado 3D para ingeniería inversa
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Preparación de modelos para la impresión 3D
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Mapeado y pintado de texturas para su uso en arte, videojuegos, películas e impresión 3D a todo color
Tipos de sistemas de software CAD
En círculos profesionales más puristas, el término CAD se suele usar para hacer referencia a un sistema paramétrico que tiene un árbol de historial y capacidades avanzadas para funcionar con conjuntos de piezas complejos y con restricciones estrictas, a diferencia del software 3D que está diseñado principalmente para generar modelos para visualizaciones o con fines artísticos. En este artículo, usamos "CAD" para hablar de cualquier programa capaz de generar modelos 3D editables para procesos de fabricación como el moldeo por inyección, el termoformado o la impresión 3D. En el fondo, el mismo nivel de control paramétrico es en sí mismo un parámetro del programa por el que puede optar el diseñador.
Los programas que menos control dimensional ofrecen son los programas de modelado libre o escultores de arcilla virtuales, donde el usuario dibuja formas a partir de un objeto base con malla, modificándolo de forma libre sin ninguna restricción numérica. Los ejemplos más importantes son ZBrush y Mudbox.
En el modelado poligonal, también conocido como modelado de malla o de mosaico de alambre, el usuario también empieza con una malla como base, pero en vez de esculpirla de forma directa, la deforma realizando operaciones con los elementos de la malla: sus vértices, aristas y caras. Además, hay modificadores/deformadores que actúan sobre toda la forma, doblándola, retorciéndola, suavizándola y transformándola. Esto proporciona al diseñador un cierto grado de control numérico, aunque las piezas siguen sin tener relación son todas las demás partes del modelo. Wings3D es una opción gratuita, pero los modeladores de malla como 3D Studio Max, Maya, Blender, y Cinema4D incluyen también capacidades avanzadas de animación y renderizado.
El modelado de sólidos es la forma más sencilla de realizar un diseño 3D de modelos orientados a la fabricación. Desde el principio, el diseño virtual se trata como un objeto sólido fabricable al que el usuario añade material o le retira material utilizando técnicas de geometría constructiva de sólidos. Programas como SolidWorks y SolidEdge permiten crear bocetos en diversas partes del modelo que se pueden extruir o reorganizar en torno a un eje para crear nuevas características.
Los modeladores de superficies tratan a un objeto virtual como un conjunto de superficies y solo si dichas superficies están completamente conectadas en todas sus caras se puede considerar que el modelo es "estanco" y convertirlo en un cuerpo sólido listo para la producción mediante, por ejemplo, la impresión 3D. El creador comienza por crear bocetos que se barren siguiendo una trayectoria predefinida, se reorganiza en torno a un eje o se soleva hacia otros bocetos. A continuación, las superficies se pueden mezclar y recortar entre sí para crear un diseño complejo. Las superficies pueden ser tangentes, lo que quiere decir que una fluye directamente hasta entrar en otra. Esto se denomina continuidad G1. Sin embargo, cuando el cambio de tangencia además se mantiene uniforme a lo largo de una superficie, puede recibir el nombre de continuidad de curvatura o G2. Las capacidades avanzadas de modelado de superficies en la gama G2 se encuentran en programas como Alias, Creo y Rhinoceros. Cuando el cambio de la curvatura también tiene que permanecer suave, como por ejemplo, en la optimización de la aerodinámica, hablamos de continuidad G3 y el diseñador entra en el ámbito de las superficies de clase A, para las que únicamente son adecuados los sistemas de software más avanzados, como CATIA. Cuando se elige un modelador de superficies, es importante tener en cuenta si el motor que hay detrás de él se basa en NURBS, Bézier, T-Splines o las desfasadas definiciones de tipo Coons.
Los modeladores paramétricos dan al diseñador un control total el proceso de modelado, a diferencia de los modeladores directos. Todos los detalles se pueden crear en base a un conjunto de medidas y restricciones que deciden su tamaño, su forma y su ubicación. Estos elementos se desarrollan el uno a partir del otro y crean un modelo de historial en árbol que refleja cómo se ha construido el modelo. Aquí, el diseñador trabaja de forma más directa en los parámetros que determinan el diseño, más que en la geometría. Esto enriquece el proceso de trabajo por que hace posible de programar partes del diseño, abriendo un enorme panorama de nuevas posibilidades en cuanto a texturas, patrones y variaciones para la personalización del producto. Los modeladores paramétricos aprovechan al máximo el CAD, pero siempre evalúan si entorpecen la exploración de conceptos. No es raro que el paso al trabajo paramétrico se dé demasiado pronto en el proceso creativo. CATIA, Creo y OnShape incluyen funciones avanzadas de modelado paramétrico. Aunque Rhinoceros es un modelador directo, su complemento Grasshopper es un gran ejemplo de cómo se pude incorporar el control paramétrico en el proceso. En OpenSCAD, toda la geometría se codifica en otra ventana, en vez de dibujarla directamente en el espacio virtual. Antimony reemplaza los scripts textuales con un diagrama de flujo basado en nodos similar a lo que hace Grasshopper. Hasta SolidWorks permite un control basado en datos utilizando un hoja de cálculo como definición de entrada.
En el diseño generativo, los resultados complejos se generan por ordenador, más allá del alcance de la visión de un único diseñador humano. La definición de un diseño se puede cambiar modificando manualmente los números de entrada y el modelo se actualizará como corresponde. El proceso también puede hacerlo parcial o totalmente una inteligencia artificial capaz de potenciar el proceso de modelado 3D con recursividad y una evolución hacia formas óptimas, como hemos visto en la optimización topológica.
La mayoría de los sistemas de CAD actuales son híbridos, ya que contienen aspectos y herramientas de varios tipo de enfoques de modelado CAD según lo requiera un sector o tipo de producto específico. SolidWorks y Cobalt realizan su mejor trabajo con sólidos, pero también tienen impresionantes capacidades de modelado de superficies. CATIA, Siemens NX y Creo tienen capacidades avanzadas para el trabajo con sólidos y el modelado de superficies, así como opciones para el modelado de superficies, sin dejar de ser totalmente paramétricos. Blender ofrece tanto modelado poligonal como esculpido en un único entorno. SelfCAD y Fusion 360 combinan el modelado de malla con el modelado de sólidos. Hasta ZBrush es un sistema híbrido, en el sentido de que además de contar con arcilla virtual con la que trabajar, también ofrece herramientas excelentes de modelado poligonal.
En lo que respecta al hardware, una CPU potente, un procesador gráfico y una memoria RAM expandida son indispensables, especialmente para software CAD paramétrico y para sistemas no basados en la nube. Invertir en un periférico de control o un ratón dedicados al diseño 3D es bastante beneficioso.
Introducción al diseño generativo en la producción de piezas ligeras con la impresión 3D
En este seminario web, la responsable de marketing de productos de Formlabs Jennifer Milne proporcionará una visión general en la que explicará cómo es el diseño generativo de una forma sencilla, enmarcándolo de una forma que sea aplicable al diseño de piezas mecánicas e incluyendo un tutorial paso a paso de Fusion 360 en el que producirá un soporte ligero.
Soluciones de software CAD en cada sector
El software CAD surgió como un producto de élite, disponible únicamente para las mayores empresas del sector aeroespacial y automovilístico, pero ha pasado a estar al alcance de incluso las empresas más pequeñas en las últimas décadas. He aquí un resumen de los diversos sectores y los programas que eligen:
| Sector | Software |
|---|---|
| Sector automovilístico | CATIA, Siemens NX, Alias, Creo, Rhinoceros |
| Arquitectura | AutoCAD, Revit, ArchiCAD, Microstation, SketchUp, Rhinoceros+Grasshopper |
| Odontología | 3Shape, exocad, CEREC, OrthoCAD, PlanCAD, Ceramill Mind, Zirkonzahn, Maestro3D, RealGUIDE |
| Ingeniería y diseño de productos | SolidWorks, Onshape, Creo, Siemens NX |
| Mobiliario | Cobalt, SolidWorks, Rhinoceros |
| Moda | Marvelous Designer, CLO |
| Calzado | Modo, ICad3D+, MindCAD, Geomagic Freeform, Blender, Rhinoceros |
| Interiorismo | Homestyler, HomeByMe, Virtual Architect, FloorPlanner, RoomStyler |
| Joyería | 3Design, ZBrush + GemCut Pro, Rhinoceros (+ complementos de Grasshopper, Matrix, 2Shapes, Weaverbird, Peacock, y Lunchbox) |
| Fabricación | Inventor, SolidEdge, SolidWorks |
| Makerspace/Impresión 3D | ZBrush, Mudbox, Fusion 360, Meshmixer, Rhinoceros + Grasshopper |
| Aplicaciones médicas | SolidWorks, Inventor, Siemens NX, Spaceclaim, Rodin4D Neo, Adept, Within Medical |
| Modelismo y entretenimiento | Maya, 3D Studio Max, Houdini, Modo, Cinema4D, Blender, Daz3D |
| Paisajismo | Vectorworks Landmark, LandFX, Rhinoceros + Lands Design, SketchUp |
| Investigación y educación | SelfCAD, TinkerCAD, 3DBuilder, SketchUp, BlocksCAD |
| Realidad virtual | Maya LT, 3D Studio Max, Creo, SketchUp |
Cómo elegir un entorno de CAD
Puede resultar tentador elegir un programa de CAD en función de características que tengan un cierto atractivo o sean especialmente innovadoras. No obstante, es fundamental evaluar si dichas características son en realidad revolucionarias, si suponen innovaciones radicales o únicamente pequeñas mejoras de poco valor.
Poder cumplir los requisitos de complejidad del producto es crucial para decidir qué espacio de trabajo virtual elegir. ¿Requerirá tu producto capacidades avanzadas de modelado de superficies, como el suavizado de curvaturas, el aplanamiento de superficies para productos blandos o funciones de creación de patrones como transiciones escalonadas? ¿Necesitará funciones avanzadas para aumentar el grosor de las paredes, un control paramétrico sobre todas las dimensiones o un diseño de ensamblajes avanzado para más de 100 piezas?
Cuando añadas herramientas de CAD al proceso de desarrollo, no subestimes la importancia de la compatibilidad de formatos de archivo. En caso de disparidades, asegurarte de que nada se ha perdido entre formatos puede llevar mucho tiempo.
En segundo lugar, examina la complejidad necesaria para todo el proceso de trabajo más allá del diseño de la pieza, en etapas posteriores. ¿El programa se utilizará únicamente para conversiones técnicas de dibujos conceptuales hechos en papel o también se utilizará para realizar exploraciones creativas en él mismo? ¿Serán necesarios análisis mecánicos para llevar los resultados a una fase de producción? ¿Producirá la empresa varias versiones del mismo producto o productos similares de la misma familia que tengan las mismas piezas? ¿Necesitarán las piezas revisiones radicales que requieran un control del todo el árbol de historial? ¿Hay una oportunidad para el almacenamiento en la nube o el renderizado en red, o se basará todo en servidores y estaciones de trabajo locales? ¿Con cuánta frecuencia necesitarás imprimir en 3D prototipos o piezas de uso final?
Es mejor evaluar una versión de prueba del software durante varias semanas antes de tomar una decisión de compra. Esto permite comprobar cuánto exige el software a la CPU y al procesador gráfico, si es lo suficientemente estable o si sigue conteniendo errores (si hay algunos que bloqueen completamente el programa), además de saber cómo funcionará la gestión de archivos.
A continuación, comprueba si el software está incluido en los programas educativos locales. Si el equipo de diseño o ingeniería en la empresa probablemente no está familiarizado con el software, considera si la interfaz de usuario es lo suficientemente intuitiva para ellos como para pasar por una fase corta de aprendizaje y poder empezar rápidamente a trabajar en proyectos. ¿Se puede personalizar la interfaz gráfica de usuario para atender las necesidades tanto de principiantes como de expertos y ofrecer atajos instantáneos a los comandos más utilizados?
Y por último, ya que los sistemas de CAD avanzados son cada vez más caros, en algunos casos puede merecer la pena considerar algunas alternativas gratuitas o asequibles. DesignSpark es una alternativa gratuita a AutoCAD. En lugar de ZBrush, se pueden usar opciones gratuitas como ZBrushCoreMini y Sculptris. Blender es completamente gratuito y produce resultados comparables a los de Maya y 3D Studio Max. Si eso es demasiado complicado, Wings3D es un modelador poligonal que también es gratuito y fácil de aprender. SolidEdge es un derivado simplificado de NX, mientras que SolidWorks, aunque es menos avanzado y exhaustivo, funciona igual de bien que CATIA en muchos casos. FreeCAD es gratuito, de código abierto y un buen comienzo para quien quiera profundizar en el modelado basado en elementos y características.
Estas son las puntuaciones de nuestra selección de programas de software CAD en los criterios más importantes:
| Esculpido | Poligonal | Sólidos | Superficies | Paramétrico | Características | Escalabilidad | Experiencia del usuario | Precio | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3DBuilder | ★★☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★★ |
| Blender | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★★ |
| CATIA | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ |
| Creo | ☆☆☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ |
| FreeCAD | ☆☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★★ |
| Fusion 360 | ☆☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ |
| Meshmixer | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ |
| NX | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ |
| Onshape | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ |
| Rhinoceros | ☆☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ |
| SelfCAD | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| SketchUp | ☆☆☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| SolidWorks | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ |
| TinkerCAD | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ |
| ZBrush | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ |
Las primeras cinco puntuaciones se refieren principalmente a la profundidad de las características y su desempeño para cada estilo de modelado. La versatilidad se basa en el número de casos de uso y ámbitos de aplicación distintos que tiene un programa. La escalabilidad hace referencia a la capacidad de tratar diferentes tipos de modelos desde el concepto hasta la fase de fabricación, de gestionar conjuntos complejos y de preparar líneas de productos enteras con piezas y documentos interconectados. La experiencia de usuario combina la facilidad de uso de la interfaz de usuario y la dificultad de aprender a utilizar el programa.
Comparación de programas de software CAD
En este apartado, vamos a comparar diferentes programas de CAD agrupados por el tipo de usuario. Esto incluye al mejor software CAD para principiantes, estudiantes, diseñadores e ingenieros profesionales, grandes empresas y para la impresión 3D.
El mejor software CAD para principiantes
SelfCAD
Desarrollado por: CrossBrowser3D
Lanzamiento: 2016
Plataformas: Todas, en navegador
Ideal para: Educación (secundaria), impresión 3D
Precio: 599 $ o una versión simplificada gratuita
SelfCAD es un entorno básico de modelado directo en un navegador para quien quiera dar sus primeros pasos en el modelado 3D. Ofrece múltiples opciones de objetos iniciales que el usuario puede modificar, esculpir o combinar con otros objetos. SelfCAD permite un cierto control paramétrico mediante el bocetado y la extrusión, revolución o solevación de esos bocetos. Se pueden importar imágenes SVG para extrusiones personalizadas. Es posible añadir redondeados y chaflanes a bordes concretos con una interfaz de usuario bastante intuitiva y videotutoriales de fácil acceso.
La versión gratuita incluye un juego gratuito de herramientas de modelado y esculpido, la integración con la base de datos de MyMiniFactory y un motor de renderizado para visualizaciones semiprofesionales. La versión de pago cuesta 140 $ al año o 599 $ por una licencia permanente e incluye modificadores de malla, bocetado 3D, importación y exportación de archivos, capacidades básicas de animación, ImageTo3D y asistencia para la impresión 3D.
SelfCAD ofrece comandos de modelado básicos en una interfaz de usuario atractiva con globos de ayuda.
TinkerCAD
Desarrollado por: Autodesk
Lanzamiento: 2011
Plataformas: Todos los navegadores que tengan WebGL habilitado
Ideal para: Educación (primaria/secundaria), impresión 3D
Precio: Gratuito
El sucesor de Autodesk 123D, TinkerCAD, es lo bastante simple como para enseñar hasta a los más jóvenes a modelar en 3D. Empieza con una biblioteca de formas y trabaja con ellas utilizando formas geométricas primitivas estándar que se pueden girar, mover y redimensionar antes de colocarlas en la posición deseada. Es cierto que este enfoque genera formas muy sencillas, pero la ventaja es que el funcionamiento de la interfaz de usuario es fácil de aprender y estimula la creatividad de los jóvenes para crear resultados sorprendentes.
TinkerCAD funciona en el navegador con almacenamiento en la nube y es completamente gratuito. Las bibliotecas de formas incluye las formas geométricas primitivas estándar, articulaciones de bisagra y esférica para hacer piezas móviles y fósiles y artículos del Museo Smithsonian de Historia Natural imprimibles en 3D.
TinkerCAD ofrece un primera experiencia con el modelado 3D usando materiales sencillos y una biblioteca de objetos divertidos.
El mejor software CAD para estudiantes y profesionales
Rhinoceros
Desarrollado por: Robert McNeel & Associates
Lanzamiento: 1998
Plataformas: Windows, macOS con funcionalidad limitada
Ideal para: Diseño de piezas, modelado libre de superficies, calzado, impresión 3D, diseño basado en datos, joyería
Precio: 995 $ (195 $ para los estudiantes)
Rhinoceros (también conocido como Rhino) es el mejor paquete de introducción para quien quiera profundizar en el mundo del modelado 3D profesional. Sus tutoriales son de un nivel alto de dificultad desde el principio, al igual que su interfaz de usuario. Esto es inevitable, dadas las funciones y herramientas de uso ilimitado que ofrece el programa. A medida que crezca la experiencia del usuario, también lo hará su familiaridad con los atajos y las instrucciones textuales, que aceleran drásticamente el proceso de trabajo. Otra característica interesante es que Rhino tiene capas. Esto permite agrupar conjuntos de selección específicos, visualizándolos en colores diferentes, que es algo que en general mejora el nivel de organización.
Rhino 3D es un modelador libre de superficie basado en NURBS que es especialmente adecuado para crear obras de arte o gráficos complejos mediante sus suavizados complejos de superficie, sus barridos de doble trayectoria y sus transiciones de superficies simuladas. También se utiliza en los ámbitos profesionales del diseño de productos, la joyería, el calzado y las superficies automovilísticas. Lo que hace que este software sea único es la activa comunidad que tiene en Internet y la disponibilidad de complementos de terceros que amplían su uso a campos como el de la arquitectura, la impresión 3D y el paisajismo.
El complemento de Rhino más notable es Grasshopper 3D. En una ventana aparte, tiene su propia interfaz con un organigrama de nodos donde se pueden crear modelos y patrones complejos e incluso simularlos mediante scripts. Estos modelos y patrones se pueden trasladar al visualizador de Rhino mediante un proceso llamado "cocción". El mismo Grasshopper dispone de decenas de complementos para tener una funcionalidad casi ilimitada. Están Matrix y Peacock para el diseño de joyería, Weaverbird para el suavizado de mallas, HoopSnake y Anemone para ciclos de retroalimentación iterativos, Kangaroo para simulaciones basadas en física, Lunchbox para la panelización, Millipede para el análisis y la optimización estructural y Nudibranch para el mapeado del campo vectorial. Los modelos de Grasshopper no suelen ser estancos y necesitarán muchas modificaciones en Rhino para ser imprimibles en 3D.
Los estudiantes pueden comprar Rhinoceros por poco menos de 200 dólares, mientras que los usuarios normales pagarán casi 1000. Grasshopper 3D y los complementos más importantes pueden descargarse gratis.
Grasshopper 3D para Rhino está en la vanguardia de la generación de geometrías complejas.
Fusion 360
Desarrollado por: Autodesk
Lanzamiento: 2013
Plataformas: Windows (x64), macOS
Ideal para: Diseño de productos/piezas, Makerspace, impresión 3D
Precio: 495 $/año, gratuito para estudiantes y empresas emergentes
Fusion 360 es la solución basada en la nube de Autodesk que es completamente gratuita para estudiantes y empresas emergentes. Los modelos se pueden definir paramétricamente y el programa incluye una versión simplificada de un árbol de historial que se puede deshabilitar para enfoque de modelado directo. La interfaz de usuario moderna incorpora siete espacios de trabajo. En el espacio de trabajo de Design (Diseño), las piezas se crean utilizando operadores básicos para la geometría de sólidos y superficies. Hay herramientas de inspección y diseño de ensamblaje como las de otros programas, incluso si la selección de herramientas se ha reducido a lo básico. También es posible importar componentes estándar del inventario de McMaster-Carr, 3M, ABB, Bosch, Essentra, Fabory, Farnell, Lego, NXP, Mitsubishi, Panasonic, Philips, Siemens y cientos de otros proveedores.
Las piezas se pueden someter a ensayo en cuanto a los esfuerzos mecánicos, vibraciones, propiedades térmicas, cargas de pandeo y eventos de impacto en el espacio de trabajo de Simulation (Simulación). Esto también incluye Shape Optimization (Optimización de forma), con la que los diseñadores pueden aprovechar el poder de la inteligencia artificial para encontrar formas óptimas para cargas específicas dadas. El resultado es una pieza compleja que se puede convertir en un representante (B-rep) de límites y desarrollar más con herramientas de modelado poligonal.
El espacio de trabajo para Generative Design (Diseño generativo) es parte de una suscripción de pago y es similar al de Shape Optimization (Optimización de forma). Permite incorporar no solo casos de carga mecánica, sino también varios juegos diferentes de parámetros y la creación de varias variantes de resultados dirigidos a materiales y técnicas de fabricación específicos. Hay tres espacios de trabajo adicionales para animaciones básicas, renderizados y dibujos de producción. La principal ventaja de ser una plataforma de CAD es que las operaciones que más recursos requieren tienen lugar en la red, independientemente de la capacidad de procesamiento de la estación de trabajo local.
Como se puede leer en nuestro tutorial, Fusion 360 es idóneo para crear piezas imprimibles en 3D y ofrece una integración directa con las impresoras 3D de Formlabs.
Fusion 360 tiene una interfaz de usuario intuitiva y todos los elementos básicos necesarios para principiantes en el diseño 3D.
SolidWorks
Desarrollado por: Dassault Systèmes
Lanzamiento: 1995
Plataformas: Windows
Ideal para: Diseño de productos e ingeniería, educación universitaria, mobiliario, productos sanitarios
Precio: 3995 $ + 1295 $/año, 99 $/año para estudiantes
SolidWorks es el software CAD 3D profesional más utilizado en todo el mundo. También es conocido por ser la antítesis del modelado directo. Nada se puede arrastrar, esculpir o manipular directamente de ninguna otra forma. Con un modelado basado en restricciones, todos los detalles se guardan en un árbol de historial junto con sus parámetros. Desde el primer boceto, el diseñador debe introducir números para que el boceto acabe en la posición deseada, así como para definir sus relaciones con otros elementos del diseño. Ocurre lo mismo con los conjuntos de piezas. Las piezas están estrechamente conectadas entre sí, del mismo modo que los subconjuntos están conectados con otros conjuntos. Las restricciones de la pieza definen la geometría y la intención de fabricación, mientras que las restricciones de contacto determinan cómo las piezas pueden moverse dentro de un conjunto.
La principal ventaja de este estilo de modelado es que, en caso de actualizaciones y revisiones, el modelo de actualizará de forma dinámica a medida que cambien los requisitos de diseño. Una vez que se domina este sistema, se vuelve cada vez más intuitivo. Esta técnica de modelado requiere una planificación cuidadosa y un método de trabajo con un procedimiento riguroso, a diferencia de otros enfoques más exploratorios. Una de las desventajas del software es que se producirán errores en el árbol de elementos cuando las piezas no estén limitadas correctamente o las superficies se compongan de múltiples curvas de entrada complejas. Esto puede ocurrir incluso al volver a cargar la misma pieza, provocando que el árbol del historial se llene de advertencias en rojo como si fuera un árbol de navidad. En el peor de los casos, la resolución de los errores puede llevar días para conjuntos complejos.
SolidWorks ofrece herramientas potentes tanto de modelado de sólidos como de moldeado se superficies, como solevaciones, barridos de una única trayectoria, superficies límite, llenados, molduras de curvatura, ahuecamientos y aplanamiento de superficies. Además de módulos de diseño de piezas, SolidWorks ofrece funciones de diseño de conjuntos avanzado, diseño de chapa, simulación mecánica, análisis de flujo de moldes, importación de datos de escaneado 3D y renderizado fotorrealista. A pesar de las críticas que señalan que no se puede modificar archivos de malla para la impresión 3D, hace un buen trabajo a la hora de exportar archivos STL a partir de modelos de sólidos o superficies, incluso si requieren algo de optimización posterior. Si deseas más información sobre sus capacidades, lee nuestro tutorial de SolidWorks para impresión 3D.
Mientras que la versión profesional de SolidWorks requiere una inversión inicial de miles de dólares y una cuota anual de más de 1000 dólares, el paquete de software completo solo cuesta unos cientos de dólares al año para los estudiantes y a menudo está disponible gratis a través de instituciones educativas.
SolidWorks ofrece suficientes herramientas para un modelado complejo y al mismo tiempo define rígidamente las piezas y los conjuntos para llevarlos a sus etapas de ingeniería y fabricación.
OnShape
Desarrollado por: PTC
Lanzamiento: 2012
Plataformas: iOS, Android, Linux, macOS, Windows
Ideal para: Diseño de productos y piezas
Precio: 1500 $/año, gratuito para estudiantes y docentes
Onshape es un programa basado en la nube, creado por el cofundador de SolidWorks, que aspira a convertirse en una de las revoluciones del mundo del CAD en el siglo XXI. No tiene todavía las prestaciones de modelado de superficies avanzado de SolidWorks, Rhino o Creo, pero se están añadiendo nuevas funciones con las actualizaciones continuas. Lo que Onshape sí ofrece es una colaboración simultánea desde múltiples estaciones de trabajo (incluidos teléfonos inteligentes y navegadores de Mac), automatización de tareas con FeatureScript, herramientas para chapa, bibliotecas de contenido, un asistente de diseño de moldes, análisis, control de versiones y la posibilidad de guardar conjuntos de selección.
Aparte de eso, es comparable a SolidWorks en cuanto a ser un modelador paramétrico basado en restricciones. Por lo tanto, cambiar un detalle cambia todos los detalles relacionados posteriormente, hasta en los dibujos de producción. Destaca por cómo organiza (potencialmente controladas mediante tablas) las relaciones entre piezas, que permiten un diseño optimizado con múltiples piezas y eleva el listón de cómo se debería experimentar el diseño paramétrico.
OnShape funciona simultáneamente en múltiples dispositivos y sus capacidades de diseño paramétrico son impecables.
ZBrush
Desarrollado por: Pixologic
Lanzamiento: 1999
Plataformas: Windows, macOS
Ideal para: Arte, diseño de videojuegos, impresión 3D, joyería
Precio: gratuito, 895 $ o 360 $ al año
Para crear las complejas geometrías por las que es famosa la impresión 3D, los diseñadores recurren a soluciones generativas como Grasshopper 3D o entornos de esculpido. Entre estos últimos, ZBrush sigue siendo el campeón. Su exhaustivo repertorio de herramientas hace que el proceso de elaboración sea agradable y eficiente. Si el diseñador desea crear un miembro, hay un pincel dedicado a extraer uno de un cuerpo. También es posible añadir uno prefabricado desde una de las bibliotecas integradas. Las topologías de malla se pueden perfeccionar hasta alcanzar el nivel de detalle adecuado en cada zona específica. Las herramientas para generar arrugas y pliegues y la herramienta de pellizco se pueden aginar para oftener el efecto exacto que se desea, lo que es crucial para esculturas complejas, como los retratos fotorrealistas. Se pueden crear pinceles personalizados para texturizados tridimensionales rápidos. La dispersión aleatoria de objetos y texturas se puede realizar con nanomalla.
Hasta cierto punto, se puede considerar que ZBrush trabaja con sólidos, en el sentido de que las formas geométricas primitivas se pueden configurar paramétricamente (por ejemplo, para tallas diferentes de pulseras). Estas se convierten en mallas esculpibles utilizando la herramienta PolyMesh3D. Con ZModeler, un subconjunto esencial de herramientas de edición de malla, los bordes se pueden realtar uno a uno para aplicarles redondeos, biseles, pliegues selectivos o suavizados. El usuario puede empezar con un esqueleto de mosaico de alambre y añadirle arcilla, como en una escultura real. La herramienta ZSpheres es otro modo de crear un cuerpo base en lugar de tener que esculpir las proporciones manualmente. Se pueden generar y esculpir múltiples cuerpos en el mismo espacio, lo que hace posible crear entornos, más que objetos individuales. Las reglas y los campos para introducir datos numéricos aseguran la precisión cuando sea necesario. Gem Cut Studio hace posible importar gemas y ajustes de salientes o puntas. Por último hay un puente directo a Keyshot para obtener renderizados fotorrealistas al instante. Estas prestaciones características diferencian a ZBrush de otros motores de esculpido y lo hace apto para diversos sectores. Si quieres conocer un ejemplo de las posibilidades de esculpido de ZBrush para el hiperrealismo, echa un vistazo a nuestra historia con Modern Life Workshop.
ZBrush, una interfaz ganadora entre el modelado de malla y el esculpido libre.
El mejor software CAD para grandes empresas
CATIA
Desarrollado por: Dassault Systèmes
Lanzamiento: 1982
Plataformas: Windows, Unix
Ideal para: Sector del automóvil, sector aeroespacial, diseño de productos, ingeniería, diseño de conjuntos
Precio: aprox. 12 000 $ + 2000 $/año
CATIA es el acrónimo de Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application ("aplicación interactiva tridimensional asistida por ordenador") y al mismo tiempo el sistema de moldeado más avanzado del mundo. CATIA no es meramente CAD, sino toda una infrastructura digital orientada a la fabricación de los productos más complejos, como los coches de Ford, Honda, Tesla y Renault, así como los aviones de Airbus y Boeing.
Incluye el mismo control de alto nivel que ofrece el modelado basado en historiales propio de otros modeladores paramétricos, junto con una integración avanzada para la fabricación y la ingeniería asistidas por ordenador. Además, dispone de funciones excelentes para el modelado de superficies en sus módulos de Generative Shape Design (Diseño de formas generativo) y FreeStyle, mientras que el Shape Sculptor (Escultor de formas) hace posible un esculpido libre con arcilla virtual. Además, hay módulos para el diseño de chapa, piezas compuestas, utillaje, diseño de ensamblajes, bocetado renderizado, reparación de pieza, soldaduras, tolerancias, ingeniería inversa a partir de datos de escaneado, diseño de aerodinámica, análisis estructural, evaluación de ergonomía, realidad virtual con 3DExperience para explorar variantes de estilo, mecanizado CNC, diseño generativo, un disñeador de retícula para la fabricación aditiva y preparación de archivos para la impresión 3D. Una desventaja de CATIA es que al tener una estructura básica con décadas de antigüedad, puede tener tiempos de espera más largos para grandes conjuntos de piezas.
La última versión de CATIA organiza los módulos en pestañas separadas con una interfaz más accesible para los usuarios. Hasta incluye posibilidades de diseño generativo similares a las de Grasshopper.
Creo
Desarrollado por: PTC
Lanzamiento: 1982
Plataformas: Windows, Unix
Ideal para: Diseño de productos e ingeniería, automoción, realidad virtual
Precio: 2310 $
Creo, anteriormente conocido como Pro/Engineer, es un paquete de modelado completamente paramétrico. Es adecuado para trabajar con conjuntos de más de 1000 piezas y como tal, lo usan corporaciones como Aston Martin, John Deere, Volkswagen, Toyota y Amazon. Combina enfoques de modelado de sólidos, de superficies y poligonal, además de un módulo de diseño generativo avanzado para la optimización de la forma. Las herramientas de modelado de superficie somo los suavizados y los barridos son algo más fiables que en otros paquetes de software de la competencia.
Los ingenieros se beneficiarán de invertir en el paquete Advanced Plus de Creo, que incluye modelado de superficies avanzado, un visor por capas para la impresión 3D, GD&T, diseño de moldes y simulación. Combinar Creo con Windchill, la solución de gestión del ciclo de vida del producto de PTC, ofrece al usuario una gestión de alto nivel de los conjuntos, listas de piezas y vendedores, control de acceso y revisión y mucho más.
Creo recuerda a SolidWorks pero es ligeramente más potente en cuanto capacidades de modelado de superficies, como el módulo FreeStyle.
NX
Desarrollado por: Siemens
Lanzamiento: 1973
Plataformas: Windows (x64)
Ideal para: Diseño de productos e ingeniería, sanidad, automoción, gestión del ciclo de vida del producto
Precio: 5900 $ + 1600 $/año
Hasta que Siemens se hizo con él en 2007, NX era conocido como Unigraphics. Al igual que sus competidores por el trofeo a mejor paquete CAD, NX ofrece funciones avanzadas de diseño de piezas, montaje y bocetado, así como soluciones de alto nivel pensadas para la gestión del ciclo de vida del producto, la fabricación asistida por ordenador y la ingeniería asistida por ordenador. Por eso, grandes empresas como Apple, Tata, Mazda, Nissan, Daimler Mercedes, y SpaceX lo han adoptado, con algunas de ellas abandonando sistemas potentes como CATIA para migrar a NX. Obviamente, es un sistema de tecnología punta.
Lo que lo distingue de los demás es un enfoque de modelado híbrido con métodos de modelado libre de mallas, sólidos y sus superficies de clase A que se aproximan a la calidad de CATIA. Sin descartar completamente el modelado basado es restricciones, la "tecnología síncrona" de NX permite a los usuarios manipular ciertos elementos del modelo para realizar una edición directa inteligente. Siemens NX es especialmente accesible para los usuarios e incluso dispone de una interfaz adaptativa que predice los comandos que se utilizarán con más frecuencia en futuros proyectos. Una desventaja del programa es que la base de código de Unigraphics todavía perdura en él, por lo que ciertos aspectos se ejecutan con más lentitud de lo esperado.
Siemens NX ofrece un juego muy completo de funciones de modelado de superficies.
El mejor software CAD gratuito
FreeCAD
Desarrollado por: Jürgen Riegel, Werner Mayer, Yorik van Havre
Lanzamiento: 2002
Plataformas: Linux, macOS, Windows
Ideal para: Diseño conceptual y de piezas, impresión 3D
Precio: gratuito
Para quien busque una solución CAD gratuita más allá de los niveles de TinkerCAD, pero que al mismo tiempo no requiera la habilidad profesional de Fusion 360, está FreeCAD. FreeCAD es paramétrico hasta cierto punto, ya que los diseñadores construyen las piezas a partir de bocetos con restricciones dimensionales. El motor trabaja principalmente con sólidos, pero también ofrece algunas operaciones basadas en superficies. No son tan diversas y avanzadas como las de otros programas del sector, pero cumplen la función de visualizar un concepto de forma tridimensional. Y también ofrece la poco frecuente opción de un barrido de doble trayectoria. En vez de un árbol de elementos, hay una pila de comandos de deshacer/rehacer que el programa sigue. Además, los bocetos permanecen vinculados a superficies para que el modelo se actualice hasta cierto punto con cambios posteriores.
FreeCAD no es perfecto. Aplicar restricciones a los bocetos puede ser problemático, especialmente al añadir operaciones de imagen reflejada y múltiples curvas tangentes. Recortar superficies también puede generar errores. Por suerte, hay soluciones alternativas para muchos de estos casos. La interfaz de usuario basada en iconos parece ligeramente desfasada. Hay atajos disponibles para los comandos más importantes y, en general, requiere un cierto tiempo dominar la herramienta.
Las características adicionales más importantes son un espacio de trabajo de Mesh Design (Diseño de malla) con funciones de reparación de malla y exportación de archivos STL para la impresión 3D, un espacio de trabajo para el renderizado de ray tracing, uno para el análisis de elementos finitos y otro para la dinámica de fluidos computacional. Este último se llama OpenFoam y se puede usar para el análisis de flujo de fluidos y aerodinámica. FreeCAD es de código abierto y partes de él, como las funciones de animación añadidas, se pueden programa en Pthon o mediante una API de C++.
FreeCAD ofrece un inventario inicial de modelado de sólidos basado en restricciones, así como funciones de modelado de superficies.
Blender
Desarrollado por: NeoGeo
Lanzamiento: 1994
Plataformas: Linux, macOS, Windows, Android, BSD
Ideal para: Efectos visuales, diseño de personajes, arte, animación, impresión 3D y realidad virtual
Precio: gratuito
Blender se ha convertido en una alternativa popular de código abierto a estudios de animación universales como Maya y 3D Studio Max. Su combinación de modelado de malla avanzado y esculpido lo hace atractivo para artistas de efectos visuales, así como para aficionados a la impresión 3D.
Los artistas que crean contenido generado por ordenador apreciarán su intuitivo motor de renderizado, sus capacidades de seguimiento de movimiento, la cinemática inversa para la articulación de personajes y sus efectos de simulación avanzados como nubes de partículas, humo, fluidos, explosiones, tejidos, piel y explosiones. Para los principiantes de la impresión 3D o para quien provenga de un entorno de CAD más orientado a la ingeniería, la transición a Blender conllevará una curva de aprendizaje pronunciada. Probablemente, es mejor dedicarse exclusivamente a uno de los dos enfoques de modelado. No obstante, una vez que se hayan dominado sus herramientas, no habrá limites a lo que se pueda conseguir con ella. Las mallas se pueden controlar cuidadosamente para crear detalles sumamente pequeños y complejos. Se pueden deformar doblando, retorciendo, conificar, estirar y mucho más. Blender se basa en el modelado poligonal, pero permite trabajar con algunas instrucciones numéricas. Por ejemplo, en el nuevo espacio de trabajo de Nodos de geometría, que funciona de forma muy similar a Grasshopper. Además, los modificadores de malla se guardan en la pila de modificadores y se pueden cambiar en cualquier momento durante el proceso de modelado. Una buena característica del programa para la impresión 3D es la conversión de una malla en un mosaico de alambre. Esto puede generar estructuras reticuladas con patrones complicados que solo se pueden realizar con una impresora 3D.
En comparación con los gigantes del mercado que cuestan casi 2000 $/año, Blender es un poco más difícil de aprender, ligeramente más propenso a errores en lo que respecta a características como los booleanos de malla, un tanto más limitado a la hora de esculpir y en general, se adapta mejor a proyectos pequeños. Aun así, es un buen punto de inicio para quien esté interesado en el modelado de mallas para la impresión 3D.
Blender es el modelador de mallas que eligen los diseñadores independientes y las empresas emergentes.
SketchUp
Desarrollado por: Trimble Inc.
Lanzamiento: 2000
Plataformas: Windows, macOS
Ideal para: Organizaciones de concepto, arquitectura, diseño para paisajismo
Precio: Gratuito, 299 $/año (Pro), 699 $/año (Studio), 55 $/año (para estudiantes y docentes)
SketchUp es uno de los puntos de entrada más sencillos para quien explora por primera vez el mundo del modelado 3D. Su capacidad de preparar dibujos de organización rápidamente lo hace popular entre los arquitectos para exploraciones preliminares y demostraciones en la etapa inicial del proceso de desarrollo. En combinación con un complemento de renderizado como V-Ray, Thea, Maxwell o Lumion LiveSync (que es gratuito), así como con la función integrada de vista interior del modelo, puede ser una potente herramienta de visualización.
Además de preparar un modelo desde cero, es posible dibujar uno de los miles de modelos de 3D Warehouse. Y para los casos en los que las posibilidades para el modelado 3D puedan parecer un poco limitadas, Extension Warehouse ofrece cientos de características adicionales. Con los complementos adecuados, los usuarios pueden dibujar curvas complejas, realizar chaflanes y molduras para los bordes, hacer modificaciones avanzadas de los vértices y la malla, añadir documentación del producto; exportar archivos STL para la impresión 3D, archivos STEP para otros entornos de CAD o archivos de KeyShot para un renderizado externo; utilizar operadores booleanos, aplanar superficies o añadir un modelado paramétrico al proceso de trabajo. Tiene una cierta curva de aprendizaje y aunque algunas funciones de modelado seguirán siendo incómodas o incluso inexistentes, SketchUp es un candidato digno tanto para los modeladores aficionados como los profesionales.
SketchUp dispone de una aplicación de navegador, pero para aprovechar totalmente los módulos adicionales, se necesita la versión Pro. SketchUp cuesta menos de la mitad y no admite complementos, pero añade el visor de realidad aumentada.
Utilizando extensiones, es posible crear una geometría de malla avanzada en SketchUp.
El mejor software CAD para la impresión 3D
MeshMixer
Desarrollado por: Autodesk
Lanzamiento: 2009
Plataformas: Windows, macOS
Ideal para: Impresión 3D
Precio: gratuito
MeshMixer es la navaja suiza digital para crear y preparar mallas para la impresión 3D. En su simplicidad, representa para las mallas lo que TinkerCAD es para los sólidos. La geometría existente se puede importar desde una biblioteca de formas y combinar con la malla. También es posible ampliar la biblioteca con tus propias creaciones. Cuando se importan datos de escaneado 3D, es posible extraer una superficie parcial y unirla a una nueva geometría para crear piezas con encajes precisos o tecnología ponible.
La operaciones de malla están limitadas al incremento de grosor, el ahuecamiento, la creación de puentes, los cortes de plano, el suavizado, las operaciones booleanas y la extrusión. Se pueden proyectar imágenes para dibujar relieves en las superficies o crear depresiones. Las herramientas de esculpido son igual de interesantes. No son tan exhaustivas como las de ZBrush o Mudbox, pero son suficientes para desarrollar objetos sencillos imprimibles en 3D. Las herramientas de reparación de malla y generación de soportes son de las mejores de su clase, lo que convierte a MeshMixer en una de las herramientas gratuitas esenciales para quien tenga una impresora 3D.
Si desea más información, consulta nuestro tutorial de MeshMixer con 15 consejos para editar archivos STL para la impresión 3D.
Además de arreglar mallas, MeshMixer contiene una cantidad sorprendente de posibilidades creativas en CAD.
3DBuilder
Desarrollado por: Microsoft
Lanzamiento: 2013
Plataformas: Windows 10 con Creators Update + móvil
Ideal para: Educación (primaria/secundaria), impresión 3D
Precio: Gratuito
Para quien esté empezando a imprimir 3D y tenga un modelo 3D descargado y listo para imprimir, no hace falta invertir en software CAD externo, ya que Windows cuenta con una solución integrada. Lo que parece meramente un visor a primera vista también ofrece como parte de su repertorio algunas posibilidades para pintar texturas, realizar modificaciones simples como operaciones booleanas e incluso grabados y relieves utilizando texto e imágenes.
3DBuilder es una aplicación compacta que se puede obtener de la tienda de Microsoft. Es compatible con la aplicación MS Scan para importar datos de escaneado 3D. Utiliza el formato de archivo 3MF pero exporta también archivos STL y OBJ.
3DBuilder de Windows ofrece algunas funciones sencillas para la edición de modelos 3D y la preparación de archivos para la impresión 3D.
Cómo aprender CAD
Cuando se empieza la formación en software, es importante aprender en primer lugar acerca de estrategias de modelado y procesos de trabajo adecuados, como seguir un sistema de nomenclatura, agrupar las piezas en un árbol de elementos, crear copias de seguridad y tomando siempre como referencia variables globales y sistemas de coordenadas. Esto determinará la calidad de todo el trabajo futuro: sin una base sólida, es posible que tengas problemas para resolver problemas más complejos posteriormente.
En lo que respecta al modelado, en los modeladores paramétricos de superficies se suele preferir crear superficies flotantes que se extiendan libremente hacia el espacio en ambos extremos y unir las distintas superficies para formar un sólido en una etapa posterior, a diferencia del "modelado en parches" en el que cada superficie se crea de forma individual y se conecta inmediatamente con lo que la rodea. El enfoque de "modelado maestro" lleva la planificación incluso más lejos y describe todas las dimensiones conocidas en bocetos antes de empezar siquiera a crear los sólidos y la geometría de las superficies resultantes. Esto funciona bien únicamente en los casos en lo que se necesita escasa exploración creativa y la persona encargada del modelado desea pasar a la validación de ingeniería lo antes posible. Un enfoque excesivamente apresurado puede provocar fallos estructurales cuando se requieran cambios drásticos. La mejor forma de realizar detalles como redondeados y suavizados es hacerlo en una etapa más tardía, al igual que operaciones que exigen una gran cantidad de recursos de procesamiento como patrones, funciones booleanas y textos o imágenes en relieve. Trabajar desde versiones preliminares a otras más detalladas también es el procedimiento estándar en el modelado de malla y de arcilla virtual, con muchos guardados y copias de seguridad entre ellas.
Existen multitud de recursos de aprendizaje disponibles en línea. Cuando tengas la herramienta CAD deseada, basta con que explores los tutoriales en el sitio web del desarrollador y en YouTube.
Empieza a trabajar con CAD e impresión 3D
En esta guía, hemos evaluado la mayoría de las opciones de CAD que existen actualmente en el mercado, comparándolas en cuanto a las características más importantes: sus principales usos, el nivel de experiencia necesario, lo accesibles que resultan para los usuarios, el precio y su versatilidad funcional y profundidad técnica respecto al modelado de superficies, de sólidos, poligonal y libre.
Para proyectos mayores, la mejor elección es un modelador paramétrico. La complejidad del proceso de desarrollo y la construcción de los productos determinarán qué configuración de CAD es mejor usar. Los mejores sistemas hacen posible un híbrido entre los enfoques de modelado, con una amplia selección de funciones de modelado y formatos de archivo, gestión del ciclo de vida del producto e integración de bases de datos, diseño generativo basado en datos y diversos espacios de trabajo accesibles para los usuarios para llevar el proyecto desde el concepto hasta las fases de diseño, ingeniería, fabricación, escalado y ventas.
Elegir un entorno de software es la decisión relacionada con CAD más importante que se puede tomar. Una opción inteligente es optar por un estándar del sector, como SolidWorks o NX. Los sistemas basados en la nube como Fusion 360 y OnShape son más nuevos y algo más arriesgados, pero están ganando cada vez más prestaciones y fiabilidad. Rhinoceros es una elección excelente para quien quiera crear rápidamente formas complejas sin que haga falta el poder de las restricciones dimensionales. Para los artistas, un entorno de escultura potenciado con modelado poligonal como ZBrush, Maya o Blender será la mejor elección. Para proyectos rápidos, los programas de software CAD más fáciles de aprender son FreeCAD, TinkerCAD, Fusion 360, y SketchUp.
¿Ya está modelando en 3D y quieres hacer realidad tus diseños? Descubre cómo funciona la impresión 3D y cómo puedes crear modelos con detalles increíbles.