CAD 是什麼? CAD 的應用與 2023 年 10 個推薦的 CAD 軟體

CAD 是什麼? CAD 的應用與 2023 年 10 個推薦的 CAD 軟體

CAD 是什麼?

CAD 是英文 Computer-Aided Design 的縮寫,中文稱為「電腦輔助設計」,常用於許多工程領域如建築、製造、產品設計等。

1950年代

CAD 技術最早可追溯至1950年代,當時工程師開始嘗試使用電腦進行結構分析、流體動力學模擬、熱力學計算等輔助設計工作。這種新的設計方法改變了傳統的設計過程,使其更為精確且有效率。

1960年代

直到1963年,Ivan Edward Sutherland 開發一套名為「Sketchpad」的 CAD 軟體之後,才為 CAD 技術的誕生與發展奠定了基礎。

1970年代

CAD 在1970年代已經開始擴展至商業的應用,並出現了 3D CAD 的概念,但是應用還不廣泛。

1980年代

1980年代電腦技術的發展相當快速,也出現了許多專門開發 CAD 軟體的公司,像是在 1982年 Autodesk 推出了 AutoCAD,Dassault Systèmes 推出了 CATIA(Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application),1987年 PTC 推出了 3D CAD 軟體 Pro/Engineer (ProE)。

這些 CAD 軟體在市場上被迅速的廣泛使用,並且不斷地隨著電腦的進步而推陳出新,至今仍然在各個行業中廣泛使用。

1990年代

隨著 3D CAD 軟體 Pro/Engineer (ProE) 的出現,3D CAD 技術更加普及,許多軟體也提供自動化設計工具,加速工程師完成設計的工作。

2000年後

2000年代互聯網迅速地發展,CAD 軟體紛紛推出許多協同合作的設計工具,建築領域也開始出現建築資訊模型 BIM (Building Information Modeling),這些技術發展大幅提高設計的效率和精度。

CAD 軟體的運用

  • 建模
  • 確保模型的精確度
  • 參數設計
  • 模擬與分析

CAD 軟體的工具非常多,以上是幾個較常見的運用。

建模

建模又分為 2D 建模與 3D 建模,2D 建模是指創建包含「長度」和「寬度」二維圖形,而 3D 建模則是包含「長度」、「寬度」與「深度」的三維立體圖形。

確保模型的精確度

對於大多數的行業來說,產品或建築物的精準度非常重要,一點小誤差也不能妥協,因此CAD軟體會提供多個功能以確保模型所需的精確度。

參數設計

在設計模型時,使用者可以設定一系列的參數。這些參數是可隨時更改的,因此在設計新模型時,只需調整這些參數就能建立出新的模型。

模擬與分析

模擬與分析可以大幅減少實驗和修改設計的時間。例如,許多自行車製造商為了製造出具有「低空氣阻力」的車架,就會利用 CAD 軟體來「模擬」騎乘時的流體力學,並「分析」車架的結構強度和氣動性能,以提升其實際騎乘的性能和安全性。

當然,以上只是幾個使用 CAD 軟體來幫助我們改善工作效率與精確度的幾個案例。

CAD 軟體有哪些?

  • AutoCAD
  • Revit
  • Inventor
  • Fusion 360
  • SolidWorks
  • CATIA
  • Rhinoceros 3D (Rhino)
  • SketchUp
  • Creo Parametric
  • NX (Siemens NX)

以上是 10 個 2023 年在國內外都非常熱門的 CAD 軟體,實際上 CAD 軟體還有非常多,無論是國外或是國內的軟體開發商。

AutoCAD

軟體AutoCAD
開發者Autodesk
網站https://www.autodesk.com.tw/products/autocad/overview

AutoCAD 是由 Autodesk 公司所開發的 CAD 軟體,提供 2D 與 3D 的繪圖功能,無論是在台灣或是國外,AutoCAD 幾乎可以說是最熱門的 CAD 軟體,在建築、機械、電子等各種行業中都被廣泛使用。

Revit

軟體Revit
開發者Autodesk
網站https://www.autodesk.com.tw/products/revit/overview?term=1-YEAR&tab=subscription

Revit 是一款 Autodesk 的建築設計的 BIM 軟體,可用來建立 3D 模型、簡化文件,並在統整的 BIM 環境中使用專用工具,大多用於建築設計和建設工程。

Inventor

軟體Inventor
原作者Jacob Sain
開發者Autodesk
網站https://www.autodesk.com.tw/products/inventor/overview?term=1-YEAR&tab=subscription

Inventor 是一款 Autodesk 的 3D CAD 軟體,主要用於 3D 機械設計與模擬,功能類似 SolidWorks 與 Creo Parametric。

Fusion 360

軟體Fusion 360
開發者Autodesk
網站https://www.autodesk.com/products/fusion-360/overview?term=1-YEAR&tab=subscription&plc=F360

Fusion 360 是一款 Autodesk 開發的 3D CAD 軟體,最大特色就是 Fusion 360 是以雲端為開發基礎,可提供使用者協同合作的功能,主要用於產品開發。

SolidWorks

軟體SolidWorks
開發者Dassault Systemes – Solidworks
網站https://www.solidworks.com/

Solidworsk 是由 Dassault Systèmes 公司旗下的 Solidworks 所開發的 3D CAD 軟體,用戶大多以產品設計師和機械工程師為主,不過因為也有推出教育版,因此在教育單位也被廣泛使用。

CATIA

軟體CATIA
開發者Dassault Systemes
網站https://www.3ds.com/products-services/catia/

CATIA 是由 Dassault Systèmes 公司所開發的 CAD 軟體,與 Solidworsk 的最大差別在於 CATIA 的應用更具專業化,更適合需要複雜的曲面建模、大型組裝、複雜的結構分析等,例如航空航天、汽車製造、產品設計等行業。

Rhinoceros 3D (Rhino)

軟體Rhinoceros 3D (Rhino)
開發者Robert McNeel & Associates
網站https://www.rhino3d.com/tw/

Rhinoceros 3D (Rhino) 是一款由 Robert McNeel & Associates 所開發的 3D CAD 軟體,廣泛用於工業設計、遊艇設計、珠寶設計、交通工具、玩具與建築相關等產業,由於官方免費提供 SDK 開發工具給第三方廠商撰寫外掛程式,因此吸引非常多的用戶使用。

SketchUp

軟體SketchUp
原作者Last Software
開發者Trimble
網站https://www.sketchup.com/zh-TW

SketchUp 是一款由 Trimble 公司所開發的 3D 建模軟體, 廣泛用於建築設計、室內設計、景觀設計、工程和建築等領域,由於操作直覺,且有免費的線上版本,因此在教育單位也被廣泛使用。

Creo Parametric

軟體Creo Parametric
開發者Parametric Technology Corporation (PTC)
網站https://www.ptc.com/en/products/creo/parametric

Creo Parametric 是一款由 PTC(Parametric Technology Corporation)所開發的 3D CAD 軟體,因為可支援大型組裝和配置管理,所以適合複雜和大型的產品設計。

NX (Unigraphics)

軟體NX (Unigraphics)
開發者Siemens PLM Software
網站https://plm.sw.siemens.com/en-US/nx/

NX (Unigraphics)是一款由 Siemens PLM Software 所開發的 CAD/CAM/CAE 軟體,主要用於高度複雜的產品設計和製程,常被用於航空航天、汽車、重工業等需求複雜的行業。

總結

CAD 的出現對工程、設計、建物和製造行業帶來了巨大的轉變,不同的 CAD 軟體都有其特色與應用領域。

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