نرم‌افزار CATIA چیست؟

CATIA (computer aided three-dimensional interactive application) یکی از پیشرفته‌ترین و پرطرفدارترین نرم افزارهای طراحی، مهندسی و تحلیل و ساخت و تولید است که در دهه 1970 توسط شرکت فرانسوی Dassault Systemes طراحی و تولید شده است. هدف اصلی از ابداع این نرم افزار، رفع نیازهای داخلی تیم‌های شرکت DS به خصوص توسعه هواپیماهای جنگنده میراژ بوده است؛ که پس از آن در سایر وسایل حمل و نقل در صنایع مختلف اعم از هوافضا، خودرو و یا صنایع دریایی مورد استفاده قرار گرفت. 

نرم افزار کتیا یک ابزار بسیار گسترده است و دارای محیط‌های متنوعی اعم از محیط‌های مدل سازی، ماشین کاری، تحلیل المان محدود، محیط‌های طراحی، محیط تحلیل مکانیزم‌ها و… می‌باشد. به همین دلیل از آن می‌توان در کاربردهای متنوعی اعم از طراحی سطوح، طراحی ورق‌های فلزی، طراحی‌های مکانیکی، مونتاژ و… استفاده کرد. همچنین محیط‌های مختلف نرم افزار CATIA کاملا یکپارچه هستند و در این‌صورت با استفاده از آن‌ها می‌توان تمام مراحل طراحی صنعتی تا ساخت را به صورت یکجا انجام داد. با این کار، هزینه‌ها کاهش یافته و بهره‌وری افزایش می‌یابد. 

در ادامه با فبرینو همراه شوید تا بیشتر با نرم افزار کتیا آشنا شوید و از مزایا و معایب آن و حتی محیط های این نرم افزار آشنا شوید. فبرینو بستری امن برای طراحی و ساخت انواع قطعات و ابزار است که شما را در ساخت قطعات و ابزار همراهی می کند و بهترین نتیجه را به شما هدیه می دهد. با متخصصین ما تماس بگیرید و از خدمات نوین ما بهره مند شوید.

ویژگی‌های نرم افزار CATIA

نرم افزار کتیا به دلیل گستردگی آن در کاربردهای مختلف، ویژگی‌های متنوعی را شامل می‌شود؛ که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• امکان اشتراک‌گذاری اجتماعی و آنلاین طرح‌ها
• مدل سازی صنعتی با طراحی‌های دو بعدی و سه بعدی دقیق از قطعات مکانیکی
• مدل سازی مجموعه قطعات (مونتاژی)
• سطح سازی یا همان مدل سازی سطح با ایجاد نمای خطی اجزای داخلی و طراحی قطعات مکانیکی
• تحلیل المان محدود و تحلیل ساختاری بنیادی با هدف تهیه اطلاعات رفتار مکانیکی، توسعه تحلیل مکانیکی، آنالیز رفتار مکانیکی یک مونتاژ کامل و کار در زمینه واکنش دینامیکی
• طراحی ورق فلزی با مدل سازی بر اساس ویژگی‌های همبندی
• رندرینگ یا پردازش محصولات به صورت لحظه‌ای
• ایجاد نقشه‌های مهندسی و سه بعدی از قطعات و مفاهیم مونتاژی

نرم افزار CATIA همچنین از هر سه فناوری CAD، CAE و CAM پشتیبانی می‌کند، که در ادامه هر یک از این فناوری‌ها بررسی شده‌اند. 

CAD (Computer Aided Design) چیست؟

CAD یا همان طراحی به کمک کامپیوتر به معنای استفاده از سیستم‌های کامپیوتری به منظور ایجاد، اصلاح و بهینه سازی طراحی است. برنامه CAD یک فناوری کامپیوتری یا یک نرم افزار مهندسی است که با استفاده از آن امکان طراحی محصول و مستندسازی مرحله طراحی در فرایند تولید فراهم می‌شود. 

با استفاده از این فناوری می‌توان از نمودارهای تفصیلی از مواد، فرایندها، تلرانس و ابعاد محصول برای تسهیل فرایند تولید استفاده کرد. در واقع با استفاده از این برنامه می‌توان نمودارهای دو بعدی یا سه بعدی را طراحی کرد که این نمودارها از هر زاویه‌ای، حتی از زاویه داخل به بیرون قابل بررسی هستند. با این کار می‌توان کلیه جزئیات و یا ایرادات احتمالی محصول طراحی شده را مشاهده کرد. 

با استفاده از نرم افزارهای CAD امکان افزایش بهره وری مهندسی، بهبود کیفیت طراحی، بهبود ارتباطات به واسطه مستندسازی و امکان ایجاد یک پایگاه داده برای تولید فراهم می‌شود. خروجی این برنامه نیز اغلب به شکل فایل‌های الکترونیکی برای چاپ، ماشین‌کاری یا دیگر عملیات‌های تولیدی می‌باشد. 

CAE (Computer Aided Engineering) چیست؟

فناوری CAE کاربرد نرم افزارهای رایانه‌ای برای انجام آنالیزهای مهندسی می‌باشد که برای پشتیبانی از تحلیل‌های مختلف اعم از تحلیل اجزای محدود (FEA)، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، دینامیک چند جسمی‌(MDB) و بهینه‌سازی، طراحی شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. 

به عنوان مثال از ابزارهای CAE می‌توان برای تجزیه و تحلیل نیرومندی و عملکرد اجزا و مجموعه‌ها استفاده کرد که شامل شبیه‌سازی، اعتبارسنجی و بهینه‌سازی ابزار و محصولات می‌باشد. این ابزارها می‌توانند برای کسب و کارها یک پشتیبانی فراهم کنند که این کار با استفاده از معماری‌های مرجع و توانایی آن‌ها برای ایجاد دیدگاه‌های اطلاعاتی در رابطه با فرایند کسب و کار به دست می‌آید. معماری مرجع نیز اساس مدل اطلاعاتی، به خصوص مدل‌های محصول و تولیدی می‌باشد. 

از سیستم‌های CAE به طور ویژه برای تحلیل استرس در مونتاژ قطعات با استفاده از FEA، برای تحلیل جریان حرارتی و سیال با استفاده از CFD، برای دینامیک چند جسمی ‌(MBD) و جنبش شناسی، برای بهینه کردن مستندسازی فرایند، بهینه کردن توسعه محصول، برای تایید عدم انطباق هوشمند و برای تحلیل ایمنی مونتاژها در فرایند‌های تولید و مهندسی استفاده می‌شود. 

CAM (Computer Aided Manufacture) چیست؟

فناوری CAM یا تولید به کمک کامپیوتر شامل استفاده از نرم افزار رایانه‌ای برای کنترل ابزار ماشین و یا ماشین آلات مرتبط در فرایند تولید است. این فناوری از لحاظ فنی برای برنامه‌های نرم‌افزاری مهندسی یک سیستم محسوب نمی‌شود، بلکه بیشتر به منظور کمک به ماشین کاران در بخش ساخت مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ اما مهندسین نیز غالبا از آن استفاده می‌کنند. 

این فناوری همچنین می‌تواند در تمام عملیات‌های یک کارخانه تولیدی از جمله عملیات برنامه‌ریزی، مدیریت، حمل و نقل و ذخیره سازی به استفاده از کامپیوتر اشاره داشته باشد که هدف آن ایجاد یک فرایند تولید سریع‌تر با هماهنگی ماده و تولید قطعات و تجهیزات با ابعاد دقیق‌تر می‌باشد.

فناوری CAM، همچنین غالبا به عنوان یک فرایندی شناخته می‌شود که پس از طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) و مهندسی به کمک  کامپیوتر (CAE) مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ زیرا مدل‌های تولید شده در CAD و مدل‌هایی که در CAE تایید می‌شوند، می‌توانند وارد نرم افزار CAM شده و ابزار ماشین را کنترل کنند. 

کاربردهای نرم افزار CATIA چیست؟

نرم افزار CATIA، قابلیت طراحی سه بعدی قطعات و محصولات را فراهم می‌کند و به همین منظور، در حوزه‌های مهندسی، به ویژه مهندسی مکانیک و صنایع کاربرد بسیار گسترده‌ای دارد. به کمک برنامه CATIA می‌توان محصولات جدید را به طور سه بعدی در کامپیوتر طراحی و شبیه‌سازی کرد. همچنین تحلیل و آنالیز قطعه، مدیریت چرخه عمر و تست آن نیز کاملا در این نرم افزار فراهم می‌شود.

از دیگر کاربردهای مهم این نرم افزار می‌توان به طراحی و مدل‌سازی سطح و قطعات پیچیده، طراحی قالب و مدل‌های ورق‌های فلزی، طراحی و تحلیل مکانیزم‌ها، سیستم‌ها و تجهیزات هیدرولیکی، پنوماتیکی، الکتریکی، مکانیکی و… و همچنین امکان شبیه‌سازی مدل‌ها اشاره کرد. به دلیل این ویژگی‌ها و کاربردهای مهم نرم افزار CATIA از آن در حوزه‌های مختلفی از صنایع استفاده می‌شود که از جمله پرکاربردترین آن‌ها می‌توان به صنایع زیر اشاره کرد:

• صنعت خودروسازی 
• صنایع هوافضا و هواپیماسازی
• طراحی هواپیما، تجهیزات و قطعات آن
• طراحی جنگنده و طراحی کوادکوپتر
• طراحی بدنه، اسکلت و قطعات خودرو 
• صنایع ماشین کاری و مکانیک، تحلیل و ساخت قطعات مکانیکی
• خدمات فناوری اطلاعات و IT
• صنایع عمران و ساخت ساز، طراحی و آنالیز مصالح 
• مهندسی صنایع
• مهندسی پزشکی، طراحی تجهیزات پزشکی، طراحی تجهیزات توانبخشی و تست تجهیزات

SolidWorks برای مجموعه هایی با پیچیدگی متوسط ​​بهتر است و برای قطعات مناسب است . اما نرم افزار کتیا برای قطعات پیچیده بسیار مناسب تر است. هرچند که برای قطعات ساده نیز قابل استفاده است. رابط کاربری Catia شامل بسیاری از ویژگی ها و قابلیت ها با منحنی یادگیری تندتر است. SolidWorks رابط کاربر پسندتری دارد که کار را برای مبتدیان و همچنین متخصصان آسان‌تر می‌کند.

SolidWorks بهتر است یا نرم افزار کتیا؟

محیط‌های کاربری نرم افزار کتیا چیست؟

یکی از مهم‌ترین قابلیت‌های نرم افزار کتیا، امکان تعیین محیط کاربری یا همان میزکار (Workbench) می‌باشد که برای طراحی در یک حوزه خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. نرم افزار کتیا محیط‌های کاربری متنوعی دارد که هر کدام ابزارهای طراحی مخصوصی را در اختیار کاربر قرار می‌دهند و برای ترسیم و بررسی محصول از جوانب مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله مهم‌ترین محیط‌های کاربری این نرم افزار می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• محیط sketcher نرم افزار کتیا

این محیط کاربری، پایه‌ترین محیط نرم افزار است که برای طراحی و ترسیم دو بعدی قطعات مکانیکی به صورت دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین این محیط امکان طراحی پارامتری این مقاطع را فراهم می‌کند که به این‌صورت شکل تقریبی یک طرح، ایجاد شده و محدودیت‌های هندسی به آن اعمال می‌شوند. 

• محیط part design نرم افزار کتیا

این محیط امکان طراحی قطعات توپر را فراهم می‌کند و قطعات سه بعدی مختلفی را همراه با تمامی ‌مشخصات خاص آن اعم از رزوه، گوشه و…، با دقت بسیار زیاد، می‌توان در این محیط ترسیم کرد. در واقع این محیط تمام ابزارهای مورد نیاز برای طراحی قطعات ساده تا پیچیده بر اساس دستورالعمل‌های دلخواه را در اختیار کاربرد قرار می‌دهد و از روش‌های طراحی متنوعی اعم از طراحی مبتنی بر ویژگی و پارامترسازی سه بعدی مدل استفاده می‌کند.

• محیط assembly design نرم افزار کتیا

این محیط برای مونتاژ قطعات مختلف محصول مورد استفاده قرار گرفته و امکاناتی را ارائه می‌دهد که با استفاده از آن‌ها می‌توان برای تماس‌های میان قطعات، لقی محصول، تداخل محصول و… ارزیابی جامعی داشت. 

• محیط drafting

این محیط برای تهیه نقشه‌های مهندسی و کارگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد که برای استفاده از آن شناختن استانداردهای نقشه‌کشی و ابزارهای ترسیم و تولید نما اهمیت دارد. همچنین این محیط امکان تبدیل آسان طراحی‌های دو بعدی به سه بعدی را فراهم می‌کند. 

• محیط GSD (generative shape design)

در این محیط می‌توان قطعاتی که اشکال پیچیده‌ای دارند و امکان طراحی آن‌ها در محیط part design وجود ندارد، را طراحی کرد. 

• محیط freestyle در نرم افزار کتیا

این محیط برای طراحی، ابزارهای قدرتمندتری نسبت به محیط GSD دارد و برای طراحی، کنترل و آنالیز سطح آزاد استفاده می‌شود. در واقع، برخلاف محیط GSD، در این محیط می‌توان سطوح را بدون استفاده از مرزها و منحنی‌ها ایجاد کرد. 

• محیط sketch tracer

این محیط یک محیط جانبی است که که می‌توان طراحی‌های دو بعدی را در آن وارد کرده و از روی این طراحی دو بعدی یک مدل سه بعدی به دست آورد. 

• محیط imagine & shape

این محیط طراحی مفهومی ‌سطوح را ارائه می‌دهد و از ابزارهای آن می‌توان برای ترسیم و کنترل عناصری مانند لبه‌ها، رئس‌ها، وجوه و… در طراحی قطعات مختلف کرد. در واقع این محیط به عنوان محیطی برای بیان ایده‌های خلاقانه در محیط سه بعدی، طراحی محصولات به صورت مفهومی، نمونه‌سازی سریع، شبیه‌سازی قطعات و طراحی با استفاده از عکس محسوب می‌شود. 

• محیط digitized shape editor در نرم افزار کتیا

این محیط به عنوان راه ورودی برای چرخه مهندسی معکوس به کار می‌رود و برای ایجاد مش در محیط QSR کاربرد دارد. 

• محیط QSR (quick surface reconstruction)

در این محیط برای تولید سطح روی مش متناسب با شکل مش، قابلیت‌های مختلفی قرار داده شده است. 

این محیط‌ها، کاربردی‌ترین و مهم‌ترین محیط‌های نرم افزار CATIA هستند که به نحوی حوزه‌های کاربرد این نرم افزار و قابلیت‌های آن را به نمایش می‌گذارند. در واقع نرم افزار CATIA شامل محیط‌های بسیار گسترده‌ای می‌شود که همین ویژگی منجر به استفاده متعدد آن در حوزه‌های مختلف صنایع شده است. 

مزایای استفاده از نرم‌افزار CATIA

نرم افزار CATIA، ویژگی‌ها و مزایای مختلفی دارد که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• با استفاده از این نرم افزار طراحی و مدل سازی سطح و قطعات پیچیده به سادگی فراهم می‌شود. 
• طراحی و مونتاژ انواع قطعات، سطوح نقشه کشی، انواع سازه‌ها و… در این نرم افزار فراهم می‌شود. 
• با استفاده از این نرم افزار می‌توان پروسه ماشین کاری و تولید و استخراج G-code را برای استفاده در دستگاه‌های تراشکاری cnc برای ساخت قطعه انجام داد. 
• تحلیل و طراحی مکانیزم‌ها، سیستم و تجهیزات هیدرولیکی، پنوماتیکی، الکتریکی و… با استفاده از این نرم افزار به سادگی فراهم می‌شود. 
• امکان طراحی قالب و مدل‌های ورق کاری با استفاده از کتیا وجود دارد. 
• امکان شبیه‌سازی و مدیریت پروژه‌ها نیز با استفاده از این نرم افزار فراهم می‌شود. 
• نرم افزار کتیا یک رابط گرافیکی بسیار قدرتمند و کاربر پسند دارد و به عبارتی user-friendly می‌باشد. 
• برای تسهیل کار کاربر، نمودار درختی در این نرم افزار ایجاد می‌شود. 
• به منظور برگرداندن تغییرات اعمالی به مدل، این نرم افزار دارای تاریخچه (History) است. 
• با استفاده از آن می‌توان به صورت پارامتریک ابعاد را به قطعه تخصیص داد. 
• با استفاده از رابط‌های برنامه نویسی (API)، امکان سفارشی‌سازی در این نرم افزار وجود دارد. 
• با استفاده از آن می‌توان تحلیل المان محدود را در یک محیط مستقل انجام داد. 
• امکان جابجایی سریع بین محیط‌های مختلف در این نرم افزار فراهم شده است و می‌توان بین این محیط‌ها ارتباط برقرار کرد. 
• در مدل‌های پیچیده نیز امکان تعریف ابعاد وابسته، به منظور استفاده وجود دارد. 
• هنگام اضافه کردن مشخصه جدید می‌توان تغییرات را به صورت آنی مشاهده کرد.
• نرم افزار کتیا دارای قابلیت مدیریت اصلاح داخلی است که به به روزرسانی خودکار کمک کرده و منجر به کاهش تغییرات فرایند تولید و همچنین کاهش هزینه‌ها می‌شود.  

با وجود این همه مزایا و ویژگی‌های مختلف می‌توان گفت که با استفاده از نرم افزار CATIA در وقت و هزینه نیز صرفه‌جویی شده و خروجی کار نیز بسیار دقیق، با کیفیت و رضایت بخش خواهد بود. 

معایب و محدودیت‌های استفاده از نرم‌افزار CATIA

نرم افزار CATIA، ویژگی‌ها و مزایای فوق‌العاده‌ای را ارائه می‌دهد و در نسخه‌های گوناگونی موجود است. غالبا اکثر نسخه‌های قدیمی ‌CATIA، ویژگی‌های کمتری دارند و از قابلیت‌های کمتری برای طراحی محصولات برخوردار می‌باشند؛ در صورتی که نسخه‌های به روز CATIA شامل تمامی‌ویژگی‌ها و مزایای این نرم افزار می‌شوند.

همچنین این نرم افزار غالبا در موارد هندسی اعم از موازی‌سازی، تقارن، تطابق، حالت مماس، نقطه میانی،حالت عمود، متحدالمرکز بودن و… شامل یک سری محدودیت‌هاست که معمولا به صورت خودکار توسط نرم افزار ارائه می‌شود. همچنین در استفاده از اغلب قابلیت‌های آن نیاز به مهارت کافی وجود دارد. اما به طور کلی می‌توان گفت این نرم افزار محدودیت‌ها و معایب خاصی ندارد و در صورت داشتن مهارت کافی می‌توان به سادگی از قابلیت‌های مختلف آن برای طراحی و تحلیل محصولات استفاده کرد. 

سوالات متداول

جمع بندی

طراحی و شبیه‌سازی کامپیوتری در کاهش هزینه و افزایش موفقیت پروژه‌ها، نقش بسیار مهمی ‌دارد. نرم افزار CATIA نرم افزاری است که در زمینه شبیه‌سازی و طراحی کامپیوتری بسیار کاربرد داشته و برای این منظور قابلیت‌های بسیار گسترده‌ای را ارئه می‌دهد. با استفاده از قابلیت‌های مختلف و ابزارهای متنوع نرم افزار کتیا برای طراحی و شبیه‌سازی سه بعدی محصولات می‌توان در هزینه‌های اجرایی پروژه‌ها صرفه‌جویی کرد. 

همچنین میان نرم افزارهای مختلف طراحی و شبیه سازی کامپیوتری، CATIA غالبا قابلیت‌های سایر برنامه‌ها را پوشش می‌دهد و به عنوان یک نرم افزار جامع و کامل در این زمینه شناخته می‌شود.