CAD ve CAM ne anlama gelir? CAD’in Tarihçesi

Sanayide en çok kullanılan ve Endüstri 4.0 ile hayatımıza daha çok giren terimlerdir CAD ve CAM. Aslında bu 2 terimin ne anlama geldiğin bulmak için onları kendi dillerindeki karşılıklarına bakmak yeterlidir ama biz de yazımızı bir şova çevirmeyelim mi?

Aid: İngilizcede destek,yardım demektir. computer ile design terimlerini biliyorsunuzdur diye düşünüyorum. CAD’in açılımı ve kısa bir anlatım ile tarihi ise:

CAD ( Computer Aided Design )

Tam açılımı Bilgisayar Destekli Tasarım olan bu terim, teknik ve düzgün çizimlerin insanoğlunu yorması ve bu sürecin uzun bir süreç olması sebebi ile gerek duyulmuş günümüz bilgisayar sistemlerinin hayatımıza girmesi ile yaygınlaşmıştır.

Teknik Resim kavramı, sanayinin gelişmesi ve bir çizime iki farklı kişinin baktığında aynı şeyi anlaması, aynı çıkarımda bulunması için zamanla oluşmuş çizim standartları olan bir resim çizme sanatıdır. Bu sanat 17. ve 18.yüzyılda mühendisler ve çeşitli teknik bilgiye sahip insanlar tarafından elle icra edilmiştir. Bilgisayar sistemlerinin hayatımıza girmesi ve Apple, Microsoft gibi firmaların dünyada birçok kurum ve kuruluşu bilgisayar ile buluşturması sonucunda artık bu çetrefilli teknik resim çizme bölümünün bilgisayar ortamına taşınması gerektiği düşüncesi oluşmuştur.

UNIX’den Günümüz Bilgisayarlarına ( 1957 – ? )

1957‘de Patrick Hanratty Günümüz CAD programlarının babası olacağını bilmeden Pronto adlı bir numerik kontrol sistemine dayanan tasarım programı geliştirdi. 1962 yılında ise sahneye günümüz çizim programlarının en ilkel yapısı olarak nitelendirilebilecek Sketchpad adlı doktora tezi ile Ivan Sutherland çıktı. Hatta Ivan Sutherland bu tezi ile 1988 yılındaki Alan Turing Ödüllerine layık görülmüştür.

Ivan Sutherland’ın yapmış olduğı Sketchpad’ın ticari amaçlı olmaması 1957’de Patrick Hanratty’in tasarladığı ve ticari amaçlı çıkardığı Pronto’nun gölgesinde kalmasına sebep olmuştur. Fakat günümüz AutoCAD ve SolidWorks gibi CAD uygulamalarına en benzer ilkel bilgisayar programı Sketchpad’dir.

1971 yılına geldiğimizde, bu azimle gelen başarısının peşini bırakmayan Patrick Hanratty, ADAM ( Automated Drafting and Machining ) uygulamasını geliştirdi ve bu uygulama o zamanın tüm bilgisayar sistemleri ile uyumluydu. 16 bit ve 32 bit sistemlerde başarılı bir şekilde çalışabiliyordu. Hanratty‘in bu programı zamanın otomobil üretiminde devleşmiş markaları tarafından takibe alındı.

Neden 9-10 senede bir gelişmeler oluyor?

Bunun en temel sebebinin, Alan Turing‘in ölümünden bu yana bilgisayar sistemleri sürekli gelişiyor ve CAD programlarının geliştirilme süreci hem bilgisayar sistemlerinin çok çeşitli olduğu hem de çok pahalı olduğu bir zamana geliyor. Bunun sonucunda bu konu üzerine yoğunlaşacak kişilerin hem geometrik, bilgisayar alanda derin bilgileri hem de kuvvetli bir finansal kaynağı olmalıydı. Ayrıca günümüzdeki Apple,Windows, Linux gibi oturmuş, klasikleşmiş bilgisayar işletim sistemlerinin olmaması başka kişiler tarafından geliştirilen onlarca, yüzlerce işletim sistemi olması yapılan bu uygulamaların optimizasyonunu – ticarileşmesini zorlaştırmıştır.

(!) Patrik Hanratty gibi kişiler, tüm bu gelişmeleri belirli firmalar bünyesinde ortaya çıkarmıştır. Hanratty 1957 yılında böyle bir başarıya imza attığında General Motors bünyesine alınmış ve General Motors‘un sağladığı finansal kaynaklar sayesinde çizim teknolojisini ileriye taşımıştır. 1970’de de kendi firmasını kurmuştur.

• Bilgisayar sistemlerinin yaygınlaşmamış olması.
• Bilgisayar sistemlerinin pahalı olması.
• Orta ve küçük ölçekli sanayi kuruluşlarının böyle bir teknolojiye yatıracak parasının olmaması.

1971’de ADAM’ın geliştirilmesinden 9 sene sonra 1980 senesinde ilk 3 boyutlu tasarıma izin veren program IGES ortaya çıkmıştır. Bu gelişme ile artık sanayide, yapılması planlanan basit parçalar bilgisayar ortamında görüntülenmeye başlanmıştır. Bu, özellikle mühendislik alanında bir devrimdir.

Çok geçmeden CAD alanındaki gelişmeler hızlandı ve sadece 1 sene sonra 1981 yılında, bugün de dünyanın en büyük CAD/CAM program yayıncısı olan Dassault Systemes tarafından CATIA piyasaya sürülmüştür. 1982 yılında ise bir diğer önde gelen CAD programı AutoCAD, 1984 yılında ise Pro Engineer ortaya çıkmıştır. Böylece 1957’den – 1980’e kadar geçen sürecin meyveleri alınmaya başlanmıştır.

Sene 1995: Bill Gates aslında 1985’ten yana geliştirdiği Windows’un yeni bir sürümünü sunduğunu zannediyordu fakat o aynı zamanda tüm imalat teknolojilerinin de kaderini değiştirecek bir ilke imza attı. Ucuz ve geliştirilebilir bir platformu tüm dünyaya tanıttı. Çok geçmeden CAD programı üreticileri tarafından keşfedilen Windows 95 için birçok CAD programı üretildi. Artık CAD üreticileri, güvenebilecekleri ve o gün öğrendikleri kodlama bilgisini yıllar sonra da kullanabilecekleri, sürekli farklı farklı işletim sistemleri için kodlar öğrenip programlar yazmayacakları bir işletim sistemi ile buluştular.

Ayrıca Windows 95’ten itibaren artık her evde kullanılabilecek bir işletim sistemi hayatımıza girdi. ( Bu dönemde Apple firması da vardı fakat daha çok zengin kitleye hitap ediyordu. ) Çok geçmeden SolidWorks, AutoCAD, STEP, Solid Edge gibi programlar Windows 95 bünyesinde boy göstermeye çalıştı.

Gelişen işletim sistemi ile programlarda gelişti, yeteneklerine yetenek kattılar. Windows XP, Vista, Windows 7 derken günümüze kadar birçok evrim sürecine girdiler, günümüzdeki arayüzlerine ulaştılar.

Konunu özü, CAD kavramı ve metodu günde ortaya çıkmış bir şey değildir. Özellikle Sanayinin ihtiyacından doğan istekler doğrultusunda yürütülen 60-70 senelik bir süreçtir ve emekleye emekleye bugünlere gelmiştir. Çizim mantığını geliştirmişler, zorlu, çetrefilli bir süreç olan çizim sürecini sadece kolaylaştırıp, kısaltmak ile kalmamışlar, aynı zamanda 3 boyutlu tasarım teknolojisi ile günümüz üretim yöntemlerinden biri olan CAM‘in ortaya çıkmasına da öncülük etmişler.

CAM nedir ?

Buraya kadar CAD yani Bilgisayar Destekli Tasarımın nasıl hayatımıza girdiğini anlatmaya çalıştık, şimdi CAD teknolojisinin sanayi alanında yaygınlaşması ile ortaya çıkan bir diğer kavram olan CAM’i açıklayalım.

Manufacturing: İngilizce bir kelimedir ve imalat anlamına gelir.

CAM’in açılımı Computer Aided Manufacturing’dir. Bu da bilgisayar destekli imalat anlamına gelir. Ve günümüzdeki bir diğer imalat teknolojisi olan CNC’de, karışık parçaların imalat proseslerinin oluşturulması bu yöntem ile sağlanır. Daha açıklayıcı bir şekilde:

CAM yöntemi bilgisayarda çizdiğimiz 3 boyutlu parçaların, CNC tezgahlarda işlenmesi için gerekli olan komutlarını makine dilinde çıktı alıp işlediğimiz yöntemdir.

Yandaki örnekte de gördüğümüz gibi önceden bilgisayarda çizdiğimiz ( CAD ) parçayı CNC tezgahlarda işleyebilmek için CAM yöntemi ile G kodlarının çıktısını alıyoruz. İşte bu 10-20 satırlık bölüm bizim bu parçayı kütük- silindirik bir metal,tahta,plastik,.. malzemelerden işlememizi sağlayacak komutlardır.

(!) CNC tezgahta parçayı işlemek için oluşturulan bu kodlara genellikle G kodları denilmektedir. Tezgah hızı, ilerleyiş, işleyici uç, devir, X,Y,Z kordinatları ve dönüş yönleri gibi onlarca-yüzlerce bilgi içerebilir.

CAD ve CAM

CAD bilgisayarda parçaları çizmemiz, CAM ise çizilen bu parçaları makinelerin anlayabileceği, düzenli ve anlamlı kod satırları haline getirdiğimiz yöntemlerdir. Ve bugün dünyanın en büyük CAD/CAM paket program üreticisi CATIA‘dır.