کتیا (CATIA) یکی از محبوب ترین و قدرتمند ترین نرم افزارهای طراحیست که توسط شرکت داسو سیستمز فرانسه (Dassault Systemes) ایجاد و توسعه یافته است. نرم افزار کتیا به صورت گسترده در زمینه طراحی های سه بعدی، راه حل های مهندسی و ساخت به کمک کامپیوتر (CAD/CAM/CAE)، روش های تولید به کمک کامپیوتر و مدیریت چرخه تولید محصول (PLM) استفاده می شود.
این نرم افزار معمولاً در صنایع تولیدی و سازندگی قطعات اصلی (OEM) به منظور سرعت بخشیدن به روند طراحی، تحلیل و مدیریت محصولات و همینطور به جهت کمک به مهندسین در فرآیند های طراحی صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
نرم افزار کاتیا بستری یکپارچه را برای کاربران فراهم می سازد تا آن ها بتوانند با پرورش خلاقیت و نوآوری، به اشتراک گذاری دانش فنی در فرآیندها، برقراری ارتباط مستقیم میان طرح سه بعدی مجازی و محصول واقعی، کاهش حلقه های طراحی و ساخت و... بسیار سریع تر و راحت تر به یک طرح سه بعدی واقع گرایانه از محصول مورد نظر دست یابند.
در این مطلب، به معرفی نرم افزار کاتیا و قابلیت ها، نسخه های متداول، مراحل نصب، رابط کاربری، محیط ها، منابع یادگیری و مزایای کتیا نسبت به نرم افزارهای دیگر و... می پردازیم؛ پس با ما تا انتهای این مقاله همراه باشید.
نرم افزار کاتیا (CATIA) چیست؟
این نرم افزار تعاملی سه بعدی به کمک کامپیوتر یا همان CATIA که مخفف عبارت انگلیسی Computer Aided Three-dimensional Interactive Application است، یک نرم افزار طراحی، مهندسی و تحلیل و ساخت و تولید به کمک رایانه (CAD/CAM/CAE) می باشد.
کتیا با برخورداری از محیط های مدل سازی، سطوح، ماشین کاری، تحلیل المان محدود و محیط طراحی و تحلیل مکانیزم ها، یک نرم افزار بسیار جامع طراحی، تحلیل و تولید محسوب می شود.
توسط نرم افزار CATIA می توانید یکپارچگی مناسب، کامل و قدرتمندی را میان منابع انسانی، ابزارها، روش ها و منابع طراحی، مهندسی و ساخت در یک فرآیند ایجاد کنید و به این ترتیب شاهد نتایجی مانند کاهش زمان طراحی و تولید، کاهش خطا در طراحی، بهینه سازی طرح، افزایش کیفیت محصول و افزایش سوددهی باشید.
نرم افزار کتیا به دلیل دارا بودن نماهای گوناگون در مرحله ساخت طرح، سبب بهتر شدن طراحی محصول و تجربه کاربری آن می شود و همچنین ابزارهای پیش فرض بخش های گوناگون در طی فرآیند توسعه محصول تقویت می شوند.
کتیا دارای یک فضای طراحی سه بعدی با امکان اشتراک گذاری آنلاین طراحی های محصول است و امکان همکاری در زمینه مدل سازی را فراهم می کند و به کاربران اجازه می دهد تا به راحتی پروژه خود را از یک محیط کاری به محیط کاری دیگر انتقال دهند. بنابراین به طراحان خلاق و صنعتی، معماران سیستم و مهندسان مکانیک بهترین خدمات را ارائه می دهد.
پیشینه نرم افزار کتیا
نرم افزار CATIA در دهه 1970 به عنوان یک نرم افزار داخلی جهت توسعه هواپیماهای جنگنده میراژ، طراحی و ساخته شد. پس از آن، از این برنامه برای سایر وسائط حمل و نقل در صنایع گوناگون مانند هوافضا، خودرو یا کشتی سازی و صنایع دریایی استفاده کردند. از زمان ایجاد آن تا به امروز، تیم سازنده Dassault Systems به نوآوری و بهبود عملکرد این نرم افزار ادامه دادند تا زمانی که به جدیدترین نسخه CATIA (V5-6R2016) رسیدند.
طی همکاری شرکت داسو سیستمز با شرکت های صنعتی بزرگ، متوجه علاقۀ بسیار صنایع به داشتن نرم افزارهایی با توانایی مدیریت تمام مراحل ساخت و تولید محصولات شدند. سپس با تکیه بر این تفکر، شرکت داسو راه حل های نرم افزاری خود را توانمند کرد تا توانست موفق به ایجاد ماکت های دیجیتالی شود.
در سال 2004، هواپیمای Falcon 7x به عنوان نخستین هواپیمای ایجاد شده با پلتفرم مجازی نرم افزار کتیا طراحی شد، بدون اینکه برای طراحی آن خطی روی کاغذ کشیده شده باشد.
همچنین پروژه هواپیمای بوئینگ Boeing 787، با استفاده از روش های نوین ارائه شده توسط داسو سیستمز در ماکت های دیجیتالی، مراحل طراحی، ساخت و مونتاژ خود را سپری کرد و به تولید موفق رسید.
کاربرد نرم افزار کتیا
ابزارهای قدرتمند و دقیق نرم افزار کتیا، آن را به بهترین گزینه برای طراحی بدنه هواپیما و خودرو تبدیل کرده اند.
البته کاربردهای نرم افزار کتیا تنها به صنایع هواپیما و اتومبیل سازی محدود نمی شود و علاوه بر استفاده در صنایع هوافضا و خودروسازی، در طیف های گوناگون بسیاری نظیر صنایع مونتاژ، صنایع نظامی،قالب سازی، تجهیزات دریایی، صنایع تولید لوازم خانگی، الکتریک، الکترونیک، ماشین کاری، معماری و عمران به منظور طراحی دوبعدی و سه‌بعدی قطعات و تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرد.
از جمله شرکت های بزرگی که در در طراحی ها و فرآیند تولید محصول خود از کاتیا استفاده می کنند، می توان به موارد زیر اشاره کرد:
Boeing, Volvo Trucks, Audi, Ford, Bosch, Toyota Motorsport, Nissan diesel motor, BMW
از معروف ترین سازه های اخیر طراحی شده توسط نرم افزار کتیا (CATIA)، استادیوم لانه کبوتر است که در المپیک پکن مورد بهره برداری قرار گرفت. تمام مراحل طراحی، شبیه سازی، آنالیز و محاسبات این استادیوم توسط نرم افزار کتیا انجام پذیرفت.
ویژگی های نرم افزار کاتیا (CATIA)
میز کار
کاربران با استفاده از محیط میزکار نرم افزار کتیا می توانند قطعات مکانیکی دقیق سه بعدی را طراحی کنند. از طراحی مونتاژ گرفته تا طراحی دقیق، برنامه Part Design بیشتر نیازهای طراحی را در خود جای داده است.
مدل سازی مونتاژ
میزکار طراحی مونتاژ یا Assembly Design قابلیت همکاری کاربران با برنامه های Part Design و Generative Draftingدر پروژه‌های طراحی مقیاس پذیر را فراهم می نماید. ابزارهای مختلف بصری امکان ناوبری سه بعدی را نیز فراهم کرده است.
طراحی قطعات به شکل ورق
طراحی ورق تولیدی (Generative Sheetmetal Design) برای کاربران مدل سازی مبتنی بر ویژگی های مطلوب را ایجاد می کند، و این امکان را فراهم می‌کند تا قطعات ورق فلزی را میان بخش های باز یا تا شده طراحی کنند.
ایجاد نقشه مهندسی
یکی از مهم ترین قابلیت های این نرم افزار این است که به کاربران اجازه می دهد به راحتی طرح ایجاده شده خود را از یک محیط کاری به محیط کاری دیگر منتقل کنند. برای نمونه، شما پس از این که در محیط Digitized Shape Editorاز یک ابر نقاط اسکن تهیه کردید، می توانید به راحتی در محیط Generative Shape Designاز آن Surface تهیه نمائید.
محیط مدل سازی (Solid Model)
این بخش که در زیر مجموعه ماژول Mechanical Design قرار دارد؛ برای مدل سازی قطعات توپر (Solid) و مجموعه مونتاژی و طراحی قالب و طراحی مدل های ورق کاری (Sheetmetal)، نقشه کشی صنعتی، تلرانس گذاری و... به کار گرفته می شود.
مدل سازی سطوح
میز کار Generative Surface Designکاربران را قادر می سازد تا عناصر ساختاری وایر فریم را ایجاد کرده و طرح قطعات مکانیکی موجود را با ویژگی های وایرفریم و سطوح آن غنی سازی کنند. این بخش علاوه بر ساخت سطوح پیچیده، قابلیت انجام مدل سازی روی ابر نقاط و فایل های حاصل از اسکن سه بعدی را نیز داراست.
محیط ماشین کاری
پس از ساخت مدل به کمک قابلیت های محیط ماشین کاری به راحتی می توان عملیات ماشین کاری مورد نیاز برای تهیه قطعه مدل سازی شده از روی قطعه خام را تعریف کرده و هر مرحله از ماشین کاری را به صورت متحرک (انیمیشن) مشاهده کنید.
تحلیل عناصر محدود
یکی از کاربردهای تحلیل عناصر محدود، تجزیه و تحلیل ساختاری محصول طراحی شده است. به کمک قابلیت های این محیط می توانید قطعات و مدل های مونتاژی ساخته شده در این نرم افزار را تحلیل کرد و مواردی مانند تغییر شکل، توزیع تنش و ... را در آن ها به دست آورد.
تجزیه و تحلیل ساختاری، به کاربران این قابلیت را میدهد تا تجزیه و تحلیل مکانیکی دفعه اول را برای سیستم های سه بعدی انجام دهند. این میز کار شامل موارد زیر می باشد:
· تجزیه و تحلیل ساختاری بخش تولیدی (GPS)برای کسب اطلاعات دربارۀ رفتار مکانیکی
· تجزیه و تحلیل ساختاری (EST) برای تحولات تحلیل مکانیکی
· تجزیه و تحلیل ساختاری تولید کننده (GAS)برای تجزیه و تحلیل رفتار مکانیکی مجموعه
· تجزیه و تحلیل پویا تولید (GDY) برای کار در یک زمینه پویا
طراحی و تحلیل مکانیزم ها
به کمک این قابلیت نرم افزار CATIA می توانید پس از تعریف اتصالات میان اجزای متنوع مکانیزم، حرکت مکانیزم را مشاهده و آن را تحلیل نمائید.
مزایای استفاده از نرم افزار کتیا
· دارای رابط کاربری قدرتمند
· دارای تاریخچه جهت برگرداندن یا حذف تغییرات اعمالی بر روی مدل طراحی شده
· برخورداری از توانایی ترسیم و تحلیل در رشته های فنی مانند مکانیک، عمران، برق صنعتی
· امکان سفارشی سازی با رابط برنامه نویسی (API)
· کاهش زمان طراحی
· کاهش خطا در طراحی
· افزایش کیفیت محصول و در نتیجه سوددهی بیشتر
· ایجاد طراحی های دقیق و با جزئیات
· دارای قابلیت مدیریت اصلاح داخلی
· کنترل هندسه های چند قسمتی (مانند قطعات سخت شده هسته ای)
شعار و هدف داسو سیستمز از ارائه نرم افزار کتیا، ارائه راه حل مدیریت چرخه تولید محصول (PLM) و توانمند کردن صنایع در زمینه های زیر بود:
· ایجاد محصولاتی با کیفیت بالاتر و نوآوری بیشتر
· طراحی و تولید محصولات با سرعت بیشتر برای پاسخگویی به تقاضا
· تولید محصولات با هزینه مقرون به صرفه
· ایجاد محصولات با کمترین ریسک برای محیط زیست در استفاده و تعمیر
نتیجه گیری
در این مقاله سعی بر آشنایی شما با دنیای شگفت انگیز نرم افزار کتیا (CATIA) داشتم. علاوه بر مسائلی که در این مقاله گفته شد پیشنهاد میکنم در دورۀ آموزش کاربردی نرم افزار کتیا (CATIA) در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران شرکت نمائید. تا به صورت کامل کار با این نرم افزار پر کاربرد را فرا بگیرید.