Συστήματα Υποστήριξης Κατεργασιών CAD/CAM
Στάθμη γνώσεων σε θέματα CAD/CAM
Το παραδοτέο αποτελεί τεχνική έκθεση για τα λογισμικά CAD/CAM και τον ρόλο τους στον σχεδιασμό και στην καθοδήγηση της κατεργασίας μετάλλου, με έμφαση στις ανάγκες του έργου Mosaic (καλούπια και αναπαραγωγή ψηφιδωτών). Αρχικά ορίζονται τα συστήματα CAD (Computer-Aided Design) και CAM (Computer-Aided Manufacturing), παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματά τους σε ακρίβεια, ταχύτητα, ευκολία τροποποίησης και συνεργασία, και περιγράφεται η ενσωμάτωσή τους στη σύγχρονη βιομηχανία και στη λογική της Βιομηχανίας 4.0, με κυκλική ψηφιακή ροή από τη σύλληψη του προϊόντος έως την παραγωγή σε CNC εργαλειομηχανές.
Ακολουθεί ιστορική αναδρομή της εξέλιξης των CAD/CAM από τα πρώτα πειραματικά συστήματα του MIT (Sketchpad, APT) και την εμφάνιση NC/CNC, έως την εμπορική ωρίμανση λογισμικών όπως CATIA, AutoCAD, Unigraphics/NX και Pro/ENGINEER. Τονίζεται η μετάβαση από δισδιάστατο σε τρισδιάστατο, παραμετρικό και ολοκληρωμένο σχεδιασμό CAD/CAM/CAE, καθώς και η σημερινή διασύνδεση με Digital Twins, IoT και τεχνητή νοημοσύνη.
Ένα μεγάλο μέρος του παραδοτέου εστιάζει στις πολιτιστικές εφαρμογές υψηλών επιφανειών (ανάγλυφα, κεραμικά, ξυλόγλυπτα, ψηφιδωτά). Παρουσιάζονται μελέτες όπου 3D σάρωση, CAD μοντελοποίηση και CAM εργαλειοδρομίες χρησιμοποιούνται για την παραγωγή καλουπιών ή άμεσων αντιγράφων (π.χ. ξυλόγλυπτα στοιχεία, κεραμικά κοσμήματα με μοτίβα batik, αρχιτεκτονικά στοιχεία). Αναλύονται επίσης οι CAD/CAM εφαρμογές σε κεραμικά υλικά (παραμετρική μοντελοποίηση, προσομοιώσεις, βελτιστοποίηση σύνθεσης και κατεργασίας) και υπογραμμίζεται ο ρόλος των καμπυλών B-spline και NURBS για την ακριβή αναπαράσταση πολύπλοκων επιφανειών και για την παραγωγή ομαλών CAM τροχιών.
Στη συνέχεια συζητούνται μελλοντικές τάσεις: «έξυπνα» ICAD 2.0 συστήματα με ενσωμάτωση AI και LLMs για αυτόματο ή γενετικό σχεδιασμό, χρήση AR/VR και HBIM σε πολιτιστικά περιβάλλοντα, καθώς και εξατομικευμένα συστήματα μάθησης για εκπαίδευση σε CAD. Παράλληλα, εξετάζεται η διαλειτουργικότητα μέσω προτύπων αρχείων (IGES, STEP, STL), τα πλεονεκτήματα του STEP για ακριβή ανταλλαγή γεωμετρικών και τεχνολογικών δεδομένων και η σύνδεση των προτύπων αυτών με Digital Twins και προσθετική κατασκευή.
Τέλος, γίνεται συγκριτική αξιολόγηση κύριων λογισμικών CAD/CAM (Siemens NX, SolidWorks+CAMWorks, Fusion 360, CATIA, Mastercam) βάσει ακρίβειας, ευχρηστίας, ικανότητας για σύνθετους σχεδιασμούς και υποστήριξης εργαλειομηχανών. Μέσα από βιβλιογραφία, βιομηχανική εμπειρία και εκπαιδευτικά κριτήρια καταλήγει ότι το Siemens NX προσφέρει τον πιο ισορροπημένο και προηγμένο συνδυασμό CAD/CAM/CAE, με υψηλή ακρίβεια, ισχυρό CAM για πολυάξονες κατεργασίες, δυνατότητες reverse engineering και προσομοίωσης μηχανής. Ως εκ τούτου προκρίνεται ως το καταλληλότερο λογισμικό για τις ανάγκες του έργου Mosaic, καθώς επιτρέπει αξιόπιστη, επαναλήψιμη και υψηλής πιστότητας κατασκευή καλουπιών και αντιγράφων ψηφιδωτών, γεφυρώνοντας αποτελεσματικά την παραδοσιακή τέχνη με τις σύγχρονες τεχνολογίες κατεργασίας.