CAD, CAM, CAE และ CNC คืออะไร ?

สำหรับใครที่เคยร่ำเรียนมาทางสายวิศวะ สถาปนิก หรือสายอาชีวะ คงจะคุ้นเคยกับการออกแบบ วาดแบบ (Drawing) ลงบนกระดาษเขียนแบบกันเป็นอย่างดี เพื่อการนำงานต้นแบบที่วาดไว้ ไปผลิตเป็นชิ้นงานจริงด้วยเครื่องจักร หรือเครื่องมือการผลิตหลากหลายรูปแบบ

และในปัจจุบันที่เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เข้ามามีบทบาทกับชีวิตเราในแทบจะทุกด้าน ทำให้มีการพัฒนาโปรแกรมสำหรับงานออกแบบ หรือเขียนแบบทางวิศวกรรม (Engineering Drawing) มาให้เลือกใช้งานมากมายหลายตัว ทำให้เกิดการเปลี่ยนผ่านจากการเขียนแบบลงบนกระดาษ มาเป็นการเขียนแบบบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ ที่มีความยืดหยุ่นในการปรับเปลี่ยนแก้ไขรายละเอียดบนชิ้นงาน สามารถแบ่งปันงานออกแบบในกลุ่มทีมงาน และนำไปสู่ขั้นตอนการผลิตชิ้นงาน หรือการก่อสร้างอาคารตามที่ออกแบบไว้ได้อย่างแม่นยำ

โดยที่การเขียนแบบทางวิศวกรรมด้วยคอมพิวเตอร์ นั้นมีคำศัพท์ที่น่าสนใจอยู่ 4 คำ ได้แก่

1. CAD (Computer-Aided Design)
   การใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการออกแบบ
2. CAM (Computer-Aided Manufacturing)
   การใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในกระบวนการผลิต
3. CAE (Computer-Aided Engineering)
   การใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการวิเคราะห์ทางวิศวกรรม
4. CNC (Computer Numerical Control)
   การใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยควบคุมเครื่องจักรกล ในเชิงตัวเลข

แล้วนิยามของคำศัพท์แต่ละคำเป็นอย่างไร ? เรามาติดตามไปพร้อมกันครับ …

CAD หรือ Computer-Aided Design คืออะไร ?

สำหรับ โปรแกรม CAD เป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์รูปแบบหนึ่ง ที่มีเครื่องมือช่วยในงานเขียนแบบ ออกแบบชิ้นงานทางวิศวกรรม ที่มีความแม่นยำในเครื่องขนาด และรูปทรงของชิ้นงาน สามารถนำชิ้นงานที่ออกแบบไว้ด้วย โปรแกรม CAD ไปทำการผลิตได้จริง โดยการร่างแบบอาจทำด้วยการลากเส้น ส่วนโค้ง หรือการประกอบกันของรูปทรงเรขาคณิตที่มีความซับซ้อน

โดยชิ้นงานหรือชิ้นส่วนที่ออกแบบไว้จะถูกเรียกว่าเป็น แบบจำลอง (Model) และมีการบันทึกงานเขียนแบบในฟอร์แมตไฟล์ CAD (ฟอร์แมตที่นิยมใช้งานคือไฟล์นามสกุล DWG ที่ใช้งานในโปรแกรม AutoCAD รวมถึงโปรแกรม CAD อื่น ๆ)

โปรแกรม ZWCAD

ข้อสังเกตที่น่าสนใจคือ โปรแกรม CAD ในระดับพื้นฐาน จะมีความสามารถในการเขียนแบบชิ้นงานในมุมมองแบบ 2 มิติ (อย่างเช่น โปรแกรม ZWCAD และโปรแกรมอื่น ๆ ที่มีความสามารถในระดับเดียวกัน) ส่วน โปรแกรม CAD ในระดับสูง (TopSolid Design) มักจะมีความสามารถในการเขียนแบบชิ้นงานทั้งในมุมมองแบบ 2 มิติ และ 3 มิติ ที่แสดงให้เห็นภาพลักษณ์ของชิ้นงานอย่างชัดเจน และยังสามารถแสดงมุมมองการถอดประกอบชิ้นส่วน (Exploded View) ที่มีประโยชน์ในขั้นตอนการประกอบชิ้นส่วนของสินค้าด้วย

โดยในปัจจุบันมีโปรแกรมด้านงาน CAD ให้เลือกใช้งานมากมายหลายตัว ที่แตกต่างกันไปในเรื่องของระดับราคาลิขสิทธิ์โปรแกรม และระดับความสามารถ โดยมีโปรแกรมที่น่าสนใจ อาทิ

1. ZWCAD Standard Edition : โปรแกรม CAD 2 มิติ
   (ดูรายละเอียด : โปรแกรม ZWCAD)
2. ZWCAD Professional Edition : โปรแกรม CAD 2 มิติ และ 3 มิติ
   (ดูรายละเอียด : โปรแกรม ZWCAD)
3. TopSolid Design : โปรแกรม CAD  3 มิติ
   (ดูรายละเอียด : โปรแกรม TopSolid)

CAM หรือ Computer-Aided Manufacturing คืออะไร ?

สาธิตการใช้งานฟีเจอร์ CAM ของโปรแกรม TopSolid CAM

หากพูดถึงคำว่า “CAM” หรือ “Computer-Aided Manufacturing” จริงๆ แล้วมันคือ การผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ที่มีซอฟต์แวร์ในการเข้ามาช่วยบริหารจัดการ และควบคุมเครื่องจักร ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิต ซึ่งก็เป็นความสามารถอีกอย่างหนึ่งที่มีอยู่ใน โปรแกรม CAD บางตัว อาทิ โปรแกรม TopSolid CAM เป็นต้น

และสำหรับกระบวนการ CAM นั้น จะใช้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผล เพื่อจำลองขั้นตอนการผลิตชิ้นงานจริงด้วยเครื่องจักร ทำให้รู้ได้ว่าชิ้นงานที่ออกแบบมามีความยากง่ายในการผลิต หรือมีความเป็นไปได้ในการผลิตหรือไม่ ต้องใช้การผลิตกี่ขั้นตอน และต้องใช้เครื่องจักรแบบใดในการผลิต โดยมีการตรวจสอบปัจจัยต่าง ๆ ที่ส่งผลกับกระบวนการผลิต อาทิ ประเภทของวัตถุดิบ, การวางชิ้นงาน, การเคลื่อนที่ และ รูปแบบของเม็ดมีดที่ต้องใช้ เป็นต้น

โดยคุณประโยชน์ของ CAM คือช่วยลดต้นทุนในการผลิตชิ้นงานซ้ำเนื่องจากความผิดพลาด ลดความบกพร่องในการผลิต และผลิตชิ้นงานออกมาได้ทันเวลา

NCBrain AICAM ตัวช่วยงาน CAM

โปรแกรม NCBrain AICAM คือ โปรแกรมที่ชาญฉลาดสามารถตรวจสอบพร้อมแก้ไขปัญหาทุกอย่างของ NC DATA ก่อนจะส่งเข้าเครื่อง CNC เพื่อทำ CAM ทำงานแบบอัตโนมัติโดยการปรับ Feed rate และ Speed ให้เหมาะสมกับ

• Tooling ที่ใช้งาน
• ความแข็งของชิ้นงาน
• เครื่อง CNC ที่ใช้ทั้งหมด

เพื่อให้เกิดความปลอดภัยในการกัดงาน 100% จากอุบัติเหตุ Tool หักหรือชน ทำให้ประสิทธิภาพในการกัดงานเพิ่มขึ้น เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการลดต้นทุนทันทีที่เริ่มใช้งาน ครอบคลุมใช้ได้กับแม่พิมพ์ Mold และ แม่พิมพ์ปั๊มโลหะ

• ใช้เพียง CAD DATA 100%
• ป้องกันอุบัติเหตุ Tool หัก หรือชน 100%
• โปรแกรมคิด Tool Path ให้ 100%
• เพิ่มผลผลิตโดยรวม 50%

ทำงานได้ปลอดภัย รวดเร็ว และประหยัดมากกว่า เพราะ NCBrain AICAM สามารถ กัดงานได้ตลอด 24 ชั่วโมงโดยไม่ต้องหยุดเพราะมีระบบ ATC (Auto Tool Change)

CAE หรือ Computer-Aided Engineering คืออะไร ?

โปรแกรม CADMOLD

CAE (Computer-Aided Engineering) หรือ การใช้คอมพิวเตอร์ในการวิเคราะห์ทางวิศวกรรม เป็นความสามารถอีกอย่างหนึ่งที่มีอยู่ใน โปรแกรม CAD บางตัว อาทิ โปรแกรม TopSolid Mold เป็นต้น หรือ CAE ซอฟต์แวร์สำหรับ งานวิเคราะห์การออกแบบแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก โดยเฉพาะเช่น CadMould

สำหรับความสามารถนี้นั้น แท้จริงแล้วมันคือ กระบวนการที่ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง ในการทำการประมวลผลเพื่อทำการวิเคราะห์ และการคำนวณทางด้านวิศวกรรม ด้วยการสร้างการจำลอง (Simulation) เพื่อทดสอบชิ้นงาน หรือผลิตภัณฑ์ที่เราออกแบบขึ้นมา ว่าจะสามารถทนทานต่อสภาพการใช้งานจริงได้หรือไม่

โดยกระบวนการ CAE จะช่วยลดต้นทุน และความยุ่งยากในการที่ต้องผลิตชิ้นงานต้นแบบขึ้นมาเพื่อทดสอบ อาทิ ทดสอบความสามารถในการทนทานต่อความเค้นที่เกิดจากการแบกรับน้ำหนัก ตรวจสอบการกระจายความร้อนที่เกิดขึ้นในชิ้นงาน รวมถึงการตอบสนองต่อแรงกระทำเชิงกล และยังมีการจำลองในรูปแบบอื่น ๆ อีกมากมายที่สามารถทำได้

Webinar โปรแกรม CadMould

CNC หรือ Computer Numerical Control คืออะไร ?

คำว่า CNC (Computer Numerical Control) จริงๆ แล้วมันคือเครื่องจักรที่เป็นประเภท “เครื่องกลึง” หรือ เครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตรูปแบบอื่น ๆ ที่ถูกควบคุมการทำงานโดยชุดคำสั่ง G-Code ที่ถูกเขียนขึ้นมา หรือถูกสร้างขึ้นมาจากโปรแกรม CAD/CAM นั่นเอง

โดยคุณประโยชน์ของการผลิตชิ้นงานด้วยเครื่องจักร CNC คือ สามารถผลิตชิ้นงานได้อย่างมีความแม่นยำ ทั้งในเรื่องของขนาด และรูปทรง และยังมีความเร็วในการผลิต เหนือกว่าการควบคุมเครื่องจักรด้วยมือมนุษย์แบบ Manual ทำให้การผลิตชิ้นงานจำนวนมากมีความเสถียร มีคุณสมบัติ และคุณภาพเทียบเท่ากันทุกชิ้น ลดความผิดพลาดในการผลิตสินค้าได้เป็นอย่างดี

โปรแกรม CimCo

การควบคุมเครื่องจักรการผลิตด้วยระบบคอมพิวเตอร์ ยังสามารถก้าวข้ามขีดกำจัดของเครื่องจักรแบบเดิม ๆ ด้วยความละเอียดในการควบคุมที่ละเอียดได้ถึงหลัก 0.001 มิลลิเมตร ทำให้สามารถผลิตชิ้นงานที่ต้องการความละเอียดมาก ๆ ได้ รวมถึงยังมีความสามารถในการควบคุมเครื่องจักรหลาย ๆ เครื่องให้ทำงานได้พร้อม ๆ กัน เพื่อให้รองรับการผลิตชิ้นงานจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว

โดยมีเครื่องจักร CNC หลากหลายรูปแบบสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตที่แตกต่างกัน อาทิ

1. CNC Routers : เครื่องจักร CNC จับดอกแกะสลัก สำหรับอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องไม้
2. Plasma Cutters : เครื่องตัดพลาสม่าแบบ CNC สำหรับงานตัดโลหะที่มีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้า
3. Laser Cutters : เครื่องตัดเลเซอร์แบบ CNC รองรับการตัดวัสดุหลายรูปแบบ
4. CNC Lathes : เครื่องกลึงแบบ CNC ที่ ขึ้นรูปด้วยการหมุนชิ้นงานให้ใบมีดกลึงตัดผ่าน
5. Mill/turn Machines : เครื่องกลึงแบบ CNC ขึ้นรูปด้วยการหมุนชิ้นงาน และการหมุนของดอกกัด (Milling Cutter)
6. Milling Machines : เครื่องกลึงแบบ CNC ขึ้นรูปด้วยการหมุนของดอกกัด โดยมีแกนการเคลื่อนชิ้นงาน 2-5 แกน สำหรับการขึ้นรูปชิ้นงานที่มีรายละเอียดซับซ้อน
7. Multi-axis Milling : เครื่องกลึงแบบ CNC ที่ดอกกัดสามารถบิดเอียงได้ในหลายแกน สำหรับการขึ้นรูปชิ้นงานที่รายละเอียดซับซ้อน