Los formatos de CAD pueden llegar a ser un lío incomprensible, sobre todo cuando empezamos a trabajar con ellos. Hay muchas preguntas que aparecen a menudo:
- ¿Cuál es el mejor formato para el intercambio de información entre dos programas de CAD distintos?
- ¿Por qué al abrir un fichero parece inicialmente igual al original pero en detalle parece que está dividido de distintas formas al compararlo con el modelo real?
- ¿Por qué con ese formato aparecen una serie de triángulos inesperados?
- ¿Y por qué en ese formato la precisión es mucho menor de la que debería ser?
Para que aún esté todo más liado da la impresión de que hay más formatos distintos que programas de CAD. Además, la mayoría de programas de CAD pueden producir archivos en formatos diferentes. ¿Cuál es el formato correcto entre todos ellos?
Ficheros Nativos (Propietarios) vs Ficheros de Formato Neutro
En primer lugar, es importante entender que los formatos de los ficheros CAD son, generalmente de dos tipos: formato Nativo o formato Estándar.
Los formatos Nativos son Propietarios, es decir, pertenecen a cada compañía de software CAD y están totalmente bajo su control. Por tanto, los cambian a su conveniencia cuando quieren o lo necesitan.
En cambio, los formatos basados en un estándar pertenecen a alguna organización que crea estos estándares, la cual es la que decide cuándo y cómo cambian estos formatos. Por supuesto, estas empresas efectúan los cambios basándose en acuerdos y en beneficio de todos los usuarios, no únicamente para unos cuantos usuarios de un sistema CAD determinado. Los formatos Neutros se crearon específicamente para beneficiar el intercambio y la interoperatividad. En otras palabras, para que fuera fácil intercambiar ficheros con otros usuarios o empresas que usaran distintos CAD.
Para hacer las cosas más liadas todavía resulta que los formatos Nativos más extendidos y/o usados están soportados por muchos otros softwares. Tiene lógica, ya que si un formato se convierte, de facto, en un estándar en la industria, el resto de las empresas hacen lo que sea para trabajar con él. A veces, si se dispone de la posibilidad de trabajar directamente con el Formato Nativo se logra mayor interoperatividad que con Formatos Neutros.
Una de las cosas importantes a tener en consideración cuando se evalúa un software CAD es la disponibilidad de traducir tantos formatos como sea posible con la mejor calidad posible. Uno nunca sabe cuándo le va a llegar un fichero de cualquier fuente y va a tener que abrirlo / leerlo y tener que trabajar con él.
Formatos Neutros
Repasemos algunos formatos neutros y veamos los pros y contras.
STEP
Es el formato Neutro más popular y recomendado. Es un estándar ISO, por lo que está en manos de una entidad reguladora y creadora de estándares de muy buena reputación. Su mayor desventaja es que puede llegar a ser muy caro para los fabricantes de software, pero, como usuarios finales, no nos preocupa en absoluto. STEP tiene una serie de ventajas sobre IGES, tales como:
- STEP incluye información de tolerancia en el fichero, lo cual es muy importante para aplicaciones de maquinaria de precisión.
- STEP maneja los ensamblajes. No hace 100 copias de la misma pieza, sino que crea un modelo base y lo posiciona 100 veces.
- STEP maneja modelos sólidos.
- STEP es un estándar activo y en continuo movimiento que tiene muchos subestándares que soportan usos específicos en varias áreas.
IGES
Es ya un estándar antiguo, que empezó a ser usado por US Air Force y controlado por ANSI. Cada vez se usa menos dado que STEP tiene muchas ventajas sobre él. En términos de años de software el último cambio de IGES tuvo lugar en el Jurásico.
Como estándar ya ha sido abandonado y no va a ser mejorado de nuevo. Es una pura representación geométrica, que no deja de ser bueno para un formato CAD.
Desgraciadamente, hay muchas cosas que se pierden cuando convertimos a IGES. Por ejemplo, no queda nada de la estructura, ni de las relaciones de las piezas dentro del ensamblaje, y este tipo de cosas.
IGES es apropiado con estructuras alámbricas, pero no demasiado al trabajar con Modelos Sólidos. En consecuencia hay un montón de problemas con estos modelos que, usando IGES, se tienen que corregir a mano.
Parasolid
Es un kernel de CAD completo de Siemens que se puede licenciar por cualquier empresa que desee trabajar con él. Usando el kernel Parasolid en un software de CAD, y leyendo con él un formato Parasolid se obtienen los mejores resultados y se mantiene una compatibilidad total, lo cual es óptimo. Hay muchas empresas importantes de CAD que usan Parasolid (muchas de ellas listadas en Wikipedia).
Existen muchas razones para recomendar Parasolid. Se trata de un Formato Neutro que se utiliza en muchos softwares diferentes. Por ejemplo, compañías como SOLIDWORKS, GibbsCAM, Siemens, MasterCAM usan Parasolid, y parece que está aquí para quedarse mucho tiempo.
DXF
Es un formato 2D puro y técnicamente debería considerarse como un formato Nativo. Pero Autocad está por todas partes y está soportado por tantos programas que se ha convertido en un sistema de intercambio universal muy bueno para información 2D.
STL
Quizás sea el formato universal para información 3D pura. Es el formato preferido para impresoras 3D y también muy estimado en CAM.
Su mayor problema es que se trata de una malla de triángulos. Prácticamente no tiene ninguna inteligencia asociada, sólo su forma geométrica. Es correcto para imprimir en 3D donde los programas de «slicing» (crear cortes paralelos para definir cada capa) no necesitan manipular demasiado los datos, pero no es lo mejor para CAD si tiene que editar la pieza, porque el modelo se convierte en un bloque casi intocable y duro de editar.
VRML
Contiene algo más de información que el formato STL, pero se puede leer en pocos sistemas. En general, hay mejores Formatos Neutros para CAD que STL o VRML.
Formatos Nativos
La mayoría de los sistemas CAD soportan varios formatos Nativos además de los Neutros. Es obvio que cada CAD trabaja óptimamente traduciendo su propio formato Nativo, aquí no hay sorpresas. Pero si el sistema CAD ya hace un trabajo suficientemente bueno con un formato Neutro, ¿por qué usar un formato Propietario?
«Suficientemente bueno» está bien para observadores externos, pero la pérdida de funcionalidad y productividad por el uso de los formatos Neutros en los sistemas CAD puede ser enorme. Por ejemplo, ni STEP ni IGES capturan datos paramétricos.
Es muy común al importar ficheros Neutros que muchos comandos del sistema CAD no funcionen con los objetos importados aunque se vean bien en pantalla. Por ello, es recomendable usar formatos Nativos siempre que se pueda intenta para así disponer de la información extra para manipularlos sin problemas.
Por ello, siempre que sea posible, es aconsejable tener un sistema de CAD que pueda leer múltiples formatos Nativos, además del propio. Idealmente debería poder cargar formatos de los CAD más conocidos.
¿Cuáles son los CAD más conocidos / usados? Hemos sacado datos de CNCCookbook que han hecho encuestas exhaustivas, y he aquí el resultado:
Si hay determinados formatos que sabes que vas a recibir, debido a que ya conoces a tus clientes o la industria, no dejes de considerar éstos. Además, no te focalices solamente en la parte de mercado mayoritaria. Puedes echar un vistazo a este artículo para más información por segmentos de mercado.
Ficheros de Formato CAD y consideraciones en CAM
Si vas a trabajar con CAM debes entender que necesitarás transportar la mejor información posible para producir sendas de corte de la mejor calidad. Esa información saldrá, normalmente, de un programa CAD. Los puntos críticos de los formatos CAD y CAM son de dos tipos:
- ¿Podré identificar las operaciones en CAD que corresponderán a operaciones de corte en CAM?
- ¿Tienen las operaciones el nivel de exactitud (precisión) que se necesita para generar un buen G-code?
- ¿Hay alguna otra información en el fichero CAD que pueda aprovechar en CAM?
Como en el caso del CAD, esto nos lleva a buscar y usar aquellos formatos que contienen la mayor cantidad de información útil que sea posible. La diferencia es que en CAM es menos sensible a la cantidad de información disponible porque es menos probable que se tengan que cambiar cosas del modelo CAD con la aplicación de CAM.
Por otra parte, el CAM es muchísimo más sensible a la precisión disponible en el fichero CAD. Hay varias fuentes de imprecisión en estos ficheros. Por ejemplo, un formato de mallado triangular puro, como el STL, sólo contiene triángulos. No hay forma de informar de la resolución o tolerancia usada cuando el fichero de triangulación fue creado. El software de CAM sólo puede tomar los triángulos tal y como vienen y cruzar los dedos.
El formato OTOH es más complejo y da información de cuándo un plano es totalmente vertical y no un conjunto de triángulos unidos dentro de una tolerancia de verticalidad. Puede determinar cuando una abertura redondeada es un agujero y no sólo un conjunto de triángulos dentro de una tolerancia que podría ser un agujero. Quizás haya información adicional en forma de notas que nos informe de más cosas. He aquí una vista de cómo se ven las mallas de triángulos:
La malla triangular
Este es el tipo de información que importa en CAD. Es una razón por la que tener integrado el CAM dentro del CAD se ha vuelto tan popular. No es solamente más fácil tenerlo todo bajo el mismo techo, sino que le es más fácil al CAM usar la API e interrogar directamente al CAD sobre la información relevante, que esperar a obtener la información que viene del CAD en un fichero aparte.
Aquí puedes ver una imagen de piezas donde se ven las inexactitudes debidas a imprecisiones en el fichero de CAD:
Una pieza facetada
Como puede verse, la pieza está facetada donde debería tener una superficie cilíndrica. Esto se debe a varias razones. Es posible que el formato del fichero aproxime todas las curvas con segmentos lineales, por ejemplo. Si además, los ajustes de precisión son bajos el resultado es una pieza con las caras facetadas.
Entre la definición matemática exacta de un círculo y la simulada en segmentos, hay espacio para muchos errores si no se va con cuidado. En la mayoría de los CAD es posible ajustar la precisión. Quizás se tenga que experimentar y hacer algunas pruebas para obtener el resultado deseado. A mayor precisión, mejores resultados. ¡Pero ojo!, demasiada precisión puede producir ficheros enormes e inmanejables que, además produzcan lentitud en los sistemas. Como se puede ver siempre hay compromisos.
Conclusión
Hemos repasado por encima los distintos tipos de ficheros posibles para intercambiar información en los softwares de CAD así como algunos problemas que pueden surgir al pasarlos a CAM. Aquí tampoco hemos hablado de productos específicos de traducción de ficheros, que últimamente están de moda, dado que incorporan rutinas de detección y solución automática de problemas.
En cualquier caso, nos puedes contactar aquí en caso de dudas o problemas. Posiblemente se trate de problemas ya encontrados anteriormente y dispongamos de solución.
