Logiciels de CAO 3D (conception assistée par ordinateur)

Logiciel de CAO 3D (conception assistée par ordinateur)

Un logiciel de CAO 3D (conception assistée par ordinateur) permet de créer des modèles 3D et des dessins techniques pour plusieurs secteurs, notamment la fabrication, l'architecture, l'ingénierie et l'impression 3D. Ce logiciel permet aux utilisateurs de créer des modèles 3D détaillés d'un objet ou d'une structure potentiels, leur permettant de planifier tous les aspects de la structure dans un espace virtuel avant d'utiliser le moindre matériau. Ces logiciels permettent de visualiser un produit fini ou un projet, ce qui peut s'avérer utile pour présenter un projet à la direction ou à des investisseurs potentiels.

Au fil des ans, les logiciels CAO se sont développés pour inclure des fonctions de base incroyablement complexes, allant de fonctionnalités automatisées permettant de gagner du temps et de faciliter le processus de création à la réalisation de calculs minutieux permettant à l'utilisateur d'effectuer des tests de résistance sur la structure en cours de conception. Les fonctions de base, cependant, sont centrées sur la création de conceptions en 3D et la capacité de produire ces conceptions sous forme de dessins techniques qui peuvent être utilisés en situation réelle. Pour ce faire, le logiciel doit faire preuve d'un haut niveau de précision et de détails techniques, tout en étant capable d'afficher clairement toutes les informations nécessaires dans les dessins techniques.

Grâce à ce type de logiciels de dessin 3D, la conception de modèles en environnement réel est beaucoup plus efficace et rentable. La durée du prototypage, qui aurait traditionnellement nécessité des délais importants, peut être considérablement réduite. Les tolérances peuvent être optimisées grâce à des modèles plus précis sur le plan technique, ce qui réduit le coût des matériaux et permet la réalisation de créations qui n'auraient peut-être pas été possibles sans le logiciel de conception 3D. Il est possible d'exporter certaines parties d'une conception pour les introduire directement dans des machines à commande numérique par ordinateur qui peuvent fabriquer la pièce avec un haut degré de précision en utilisant les données créées par le logiciel de conception assistée par ordinateur.

Les logiciels de CAO 3D peuvent être spécialisés ou se concentrer généralement sur les éléments qu'il doit concevoir. Par exemple, certaines solutions de ce type offrent la possibilité de simuler des phénomènes physiques complexes afin de tester comment une conception réagira à diverses contraintes. D'autres peuvent être plus axés sur l'impression 3D et comporter des fonctions intégrées pour que le composant créé ait plus de chances d'être imprimé correctement, avec notamment l'ajout automatique de matériaux de soutien à la pièce. Parmi les catégories de logiciels connexes, citons les logiciels de CAO pour architecture et les logiciels CAO pour professionnels.

Les entreprises devront naturellement prendre en compte de nombreux facteurs lors du choix d'un outil de conception assistée par ordinateur, notamment les fonctionnalités incluses dans le progiciel. Les fonctionnalités de ce type de logiciel peuvent varier considérablement d'une solution à l'autre. Parmi les fonctions de base qui doivent être incluses pour qu'un logiciel de CAO 3D soit considéré comme tel, citons les suivantes :

• Modéliser un large éventail de structures en 3D avec un haut niveau de précision, y compris la possibilité de visualiser le modèle finalisé et d'y apporter des modifications facilement.
• Produire des dessins techniques contenant toutes les informations nécessaires à la fabrication du composant ou du produit qui a été conçu à l'aide du logiciel.
• Bénéficier des fonctions d'importation et d'exportation permettant à l'utilisateur de transférer des conceptions d'un autre logiciel, de les exporter vers un autre logiciel ou de les exporter pour les utiliser dans des machines à commande numérique (CNC).
• Créer des assemblages, des ensembles de pièces conçues précédemment, qui peuvent être réutilisés en cas de besoin.

Qu'est-ce qu'un logiciel de CAO 3D (conception assistée par ordinateur)?

Un logiciel de CAO 3D (conception assistée par ordinateur) permet de concevoir des structures de tailles et de complexités diverses de manière beaucoup plus efficace. Il y parvient en permettant à l'utilisateur de résoudre de nombreux problèmes initiaux rencontrés lors de la première phase de conception, tels que la manière dont la structure doit être disposée ou encore en permettant d'appréhender comment se présente une structure en trois dimensions. Il peut donner une idée des besoins de la pièce finie en termes de quantité de matériaux nécessaires et des dimensions de la pièce dans le monde réel.

Les logiciels de CAO peuvent être utilisés pour diverses applications de conception, depuis de petits composants imprimés en 3D jusqu'aux structures de bâtiments dans leur intégralité. En outre, ils peuvent être utilisés pour des applications à vocation plus esthétique, comme la planification de la décoration intérieure d'une pièce. Les logiciels de conception 3D ont tendance à cibler une spécialité. Par exemple, un logiciel destiné à des fins d'ingénierie peut être doté de fonctions intensives d'évaluation des contraintes basées sur la physique. Un logiciel de dessin 3D destiné à l'aménagement intérieur n'aura pas de fonction de test de contrainte, mais il pourra comporter une bibliothèque de modèles de meubles à glisser-déposer pour accélérer le processus de conception.

Les entreprises peuvent utiliser les logiciels de conception CAO (conception assistée par ordinateur) à de nombreuses fins autres que la conception d'objets destinés à la fabrication. Un exemple a été mentionné : la visualisation de plans d'aménagement intérieur. Ils peuvent aussi être utilisés pour des présentations, en particulier si le logiciel CAO permet la création d'animations. Les utilisateurs peuvent générer une nomenclature approximative à l'aide de solutions de conception 3D. Ce type de logiciel est traditionnellement vendu sous la forme d'un progiciel à installer sur des machines locales, bien que certains développeurs proposent désormais des alternatives infonuagiques (via le cloud computing) qui fonctionnent dans un navigateur web et stockent les informations sur le nuage. En raison de contraintes technologiques, il convient de noter que les options de conception assistée par ordinateur basées sur un navigateur ont tendance à être plus limitées que les progiciels.

Quels sont les avantages d'un logiciel de CAO 3D?

Les logiciels de CAO 3D permettent de concevoir plus facilement et avec plus de précision des objets et des structures du monde réel, en tenant parfois compte de facteurs tels que les contraintes exercées sur la structure par son poids ou d'autres forces extérieures. Ce type de logiciel contribue à supprimer au cours du processus de conception et de prototypage de nombreux obstacles par rapport aux méthodes de conception plus traditionnelles, réduisant ainsi les coûts de conception des produits ou des structures. Ces avantages et de nombreux autres avantages spécifiques de l'utilisation d'un logiciel de conception assistée par ordinateur sont énumérés ci-dessous :

• Réduction des délais et pertes pendant le processus de prototypage : le processus de conception d'un produit physique a traditionnellement donné lieu à des pertes considérables. Il est en effet difficile de planifier une conception à la perfection à la première tentative en utilisant des éléments tels que des croquis et des modèles physiques. Des problèmes surgissent systématiquement et ne deviennent apparents qu'une fois la structure fabriquée. Les logiciels de CAO réduisent considérablement ces erreurs en donnant au concepteur un plus haut degré de précision, de détail et de contrôle pendant la phase de conception.
• Réduction des marges d'erreur : même les architectes, ingénieurs et autres professionnels les plus talentueux basés au Canada ne parviennent à concevoir des ouvrages qu'avec un certain degré de précision. La conception "manuelle" limite donc malheureusement ce qui peut être conçu, en particulier lorsqu'il s'agit de grandes structures. Les logiciels de conception assistée par ordinateur permettent à l'utilisateur de réaliser des projets avec une précision bien plus grande, ce qui signifie qu'il peut tirer parti de marges plus réduites lors de la conception de composants structurels.
• Davantage de possibilités d'expérimentation : le fait de ne pas être soumis aux restrictions des pratiques de prototypage physique permet aux utilisateurs de faire des essais avec beaucoup plus de variations et de styles pour l'objet qu'ils conçoivent sans avoir à se soucier du coût de la construction préalable de prototypes et de modèles. Mis à part le coût du logiciel, la seule dépense engagée dans cette partie du processus est le temps nécessaire à la réalisation de la conception, ce qui offre une plus grande liberté d'expérimentation.
• Processus de fabrication plus rapides grâce aux machines à commande numérique : bien qu'ils soient plus applicables à l'ingénierie et à l'impression 3D qu'à des domaines comme l'architecture ou la décoration d'intérieur, le processus global de prototypage et de fabrication peut être nettement plus rapide grâce aux machines à commande numérique. Celles-ci permettent d'exporter les données directement du logiciel de CAO vers la machine, qui peut alors produire automatiquement la pièce en question. Ce processus est considérablement plus rapide que les méthodes traditionnelles, notamment la création d'un dessin technique à la main et l'utilisation de ce dessin pour fabriquer la pièce de manière artisanale.
• Exécution de simulations complexes reposant sur la physique : certaines solutions de création assistée par ordinateur permettent d'exécuter des simulations complexes pour évaluer la résistance de la structure qui est conçue. Ces simulations sont souvent utilisées en architecture et en ingénierie, pour s'assurer que la structure est suffisamment solide et peut résister aux forces extérieures, comme le vent.
• Contrôle de l'utilisation des matériaux dans un projet de construction : de nombreux progiciels de CAO permettent à l'utilisateur de tenir un registre précis des matériaux utilisés au cours de la conception. Ce registre est généralement suffisamment précis pour servir de nomenclature (après avoir pris en compte des facteurs tels que les pertes) et rend l'estimation du coût d'un projet beaucoup plus facile et rapide.
• Création de dessins techniques détaillés : même s'il est possible d'exporter toutes les données nécessaires vers des machines CNC, les dessins techniques sont habituellement nécessaires dans les domaines de l'ingénierie et de la construction. Les logiciels de conception assistée par ordinateur permettent de créer ces dessins beaucoup plus facilement qu'à la main. Dans certains cas, il existe même des fonctions automatisées permettant la création de dessins techniques.
• Utilisation de modèles 3D pour les présentations et les argumentaires de vente : les modèles créés dans les logiciels de conception 3D peuvent être utilisés pour illustrer le rendu d'un projet dans sa version définitive. Les modèles peuvent souvent être exportés vers un logiciel spécialisé qui permet d'obtenir un rendu réaliste de la conception et certains progiciels de conception assistée par ordinateur intègrent même une fonction de rendu.

Quelles sont les fonctionnalités d'un logiciel de CAO 3D (conception assistée par ordinateur)?

Un logiciel de CAO 3D (conception assistée par ordinateur) comporte généralement un ensemble de fonctions de base et un ensemble de fonctions courantes. Les fonctionnalités de base doivent être disponibles dans toutes les solutions de conception assistée par ordinateur, tandis que les fonctionnalités courantes peuvent varier d'un logiciel à l'autre. Voici certaines des fonctionnalités les plus courantes d'un logiciel de CAO :

• Dessins en 2D : concevez des objets en 2D, bien que ce type de logiciel soit principalement axé sur la conception en 3D, la plupart des logiciels vous permettront de concevoir des éléments en 2D. Il peut s'agir d'un simple dessin technique bidimensionnel, mais il constitue une étape préalable à la réalisation d'une pièce tridimensionnelle. Un utilisateur peut, par exemple, concevoir un motif plat qui, une fois terminé, peut être extrudé pour former une structure tridimensionnelle. Un autre exemple de conception en 2D consisterait à dessiner un "tracé" le long duquel un profilé en 3D peut être extrudé, comme ce serait le cas pour la fabrication de cadres tubulaires complexes.
• Gestion de nomenclature : disposez de la capacité de gérer une nomenclature avec des outils de conception assistée par ordinateur destinés à la production. Les utilisateurs peuvent ainsi voir quels matériaux seront nécessaires pour la création envisagée, en tenant même compte des pertes dans certains cas. La visualisation de la nomenclature avant le début de la production ou de la fabrication peut faciliter la phase de planification d'un projet.
• Importation/exportation de données : importez des données ou exportez des données à partir du progiciel de CAO. Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles un utilisateur peut avoir besoin d'importer ou d'exporter des données. L'une de ces raisons a été mentionnée plus haut : les machines à commande numérique (CNC). On peut également avoir besoin d'exporter la conception pour l'envoyer à une imprimante 3D ou l'exporter vers une application de rendu 3D à des fins de présentation. Un utilisateur peut également avoir besoin d'importer un fichier de dessin 3D à partir d'une autre application.
• Fonctions d'impression 3D : les progiciels de conception assistée par ordinateur destinés à être utilisés avec l'impression 3D comportent souvent des fonctions automatisées qui facilitent le processus. Parmi les fonctions d'impression 3D les plus courantes, citons l'ajout automatique d'une structure de support provisoire à la conception pour éviter qu'elle ne s'affaisse ou ne s'effondre pendant le processus d'impression.
• Fonction d'animation et de présentation : utilisez les logiciels de CAO dans les processus de présentation et d'élaboration de projets. De nombreux progiciels de conception assistée par ordinateur intègrent des fonctions de rendu qui permettent de créer des images réalistes des modèles 3D du logiciel. D'autres encore permettent d'exporter les modèles dans un format qui peut ensuite être exploité dans une autre application. Ces images peuvent être utilisées lors de présentations ou de réunions de présentation, ce qui permet à l'utilisateur de donner à ses interlocuteurs une idée claire de l'aspect de la structure sans avoir à la fabriquer concrètement.
• Assemblages : venez créer des ensembles réutilisables, dans certains domaines, en particulier l'ingénierie et la construction, il est courant de réutiliser plusieurs fois des conceptions spécifiques, à la fois dans un seul projet et dans d'autres projets. De nombreux progiciels de création assistée par ordinateur permettent aux utilisateurs de créer des assemblages qui peuvent être enregistrés indépendamment des modèles plus complexes dans lesquels ils sont utilisés. Ces assemblages peuvent en outre rester interconnectés lorsqu'ils sont importés dans une conception, de sorte que toute modification apportée à l'assemblage met automatiquement à jour les pièces qu'il contient.
• Outils de collaboration : prenez en compte que les projets de grande envergure seront généralement réalisés par plus d'une personne. C'est pourquoi les progiciels de CAO destinés aux projets de grande envergure sont habituellement dotés d'une forme de fonctionnalité collaborative. Il peut s'agir simplement de permettre aux utilisateurs de laisser des annotations au concepteur, mais aussi de permettre à plusieurs concepteurs de travailler ensemble sur le même projet simultanément.
• Outils de simulation : veuillez noter que certaines solutions de conception 3D, plus courantes dans les domaines de l'ingénierie et de l'architecture, comportent des fonctions de simulation capables de calculer les différentes contraintes imposées à une structure (comme le vent ou le poids de la structure) et de déterminer si la structure résistera de manière adéquate à ces forces.

Quels sont les points à prendre en compte au moment d'acheter un logiciel de CAO 3D au Canada?

Avant d'acheter un logiciel de CAO 3D, il est essentiel de prendre en compte les besoins de l'entreprise dans ce domaine. Ce type de logiciel est encore généralement vendu dans le cadre de la délivrance d'une licence par poste et peut rapidement devenir très coûteux. Une entreprise doit donc s'assurer qu'elle ne paie que les fonctionnalités dont elle a besoin pour son logiciel de conception assistée par ordinateur. Les petites entreprises canadiennes peuvent obtenir tout ce dont elles ont besoin avec une option de logiciel SaaS, alors que pour l'instant, les sociétés qui ont besoin de simulations physiques complètes et de capacités de rendu devront probablement faire l'acquisition d'une solution complète. Vous trouverez ci-dessous quelques éléments plus spécifiques qu'une entreprise doit prendre en compte lorsqu'elle recherche un logiciel de CAO 3D (conception assistée par ordinateur).

• Le logiciel est-il conçu pour ce secteur d'activité? Tous les logiciels de conception assistée par ordinateur ne sont pas conçus de la même manière et le secteur d'activité auquel ils sont destinés aura une influence considérable sur leurs caractéristiques et leur fonctionnement. Certains progiciels de CAO sont utilisés dans plusieurs secteurs, d'autres tentent de couvrir toutes les bases, mais beaucoup sont spécialisés dans un domaine particulier. Il est donc essentiel de s'assurer que la solution choisie est adaptée au secteur et à l'utilisation qui en sera faite.
• Quel est le coût de ce type de logiciels? Comme indiqué plus haut, les logiciels de création assistée par ordinateur peuvent être assez coûteux, surtout lorsqu'il s'agit de logiciels haut de gamme capables d'effectuer des calculs de physique complexes. Ainsi, il est judicieux de ne payer que pour les fonctionnalités nécessaires. Certains fournisseurs de logiciels pallient ce problème en proposant des logiciels modulaires. Il s'agit dans ce cas de proposer une formule ou un abonnement "de base", avec des fonctionnalités complémentaires telles que des modules d'extension. Une sélection rigoureuse des fonctionnalités nécessaires permet d'économiser un montant considérable sur le coût du logiciel.
• L'entreprise doit-elle effectuer des présentations? Si le logiciel de dessin 3D est destiné à être utilisé dans le cadre de présentations ou si les modèles générés sont utilisés pour faire des rapports à la direction ou à d'autres parties, l'acheteur devra s'assurer que le logiciel peut fournir ces contenus. La présence d'animations sera cruciale pour les sociétés d'ingénierie qui produisent des pièces mobiles. La capacité de transformer une conception en une représentation photo-réaliste sera particulièrement pertinente. Toutefois, ces fonctionnalités alourdissent considérablement le coût des solutions. Si l'entreprise n'a pas besoin de ces capacités de la part de son logiciel de CAO, il serait probablement préférable de choisir un outil qui ne les inclut pas.
• Le logiciel permet-il de conserver les données en toute sécurité? Les modèles de CAO sont considérés comme des données sensibles et doivent être conservés de manière sécurisée. Les applications déployées localement relèveront principalement de la responsabilité de l'entreprise et de son infrastructure, mais les solutions infonuagiques permettront de stocker ces informations sensibles en ligne, il convient donc de s'assurer qu'elles les conservent de manière sécurisée.
• Ce logiciel est-il compatible avec d'autres logiciels utilisés par l'entreprise? Si une entreprise a besoin que son logiciel de conception assistée par ordinateur 3D soit compatible avec d'autres logiciels qu'elle possède déjà (par exemple, un logiciel de CAO 2D utilisé par le passé), il convient d'effectuer des recherches pour savoir si le nouveau logiciel potentiel peut fonctionner avec ces applications. Dans la plupart des cas, il ne s'agit que d'une question de compatibilité entre les fichiers (à savoir : le nouveau logiciel ouvrira-t-il les fichiers exportés par l'ancien logiciel) et ne devrait pas présenter de difficultés. Il convient toutefois de s'en assurer avant de faire l'acquisition d'un logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur) coûteux.
• Est-ce que le développeur assure un développement continu du logiciel? La CAO est un domaine qui évolue rapidement et il y aura sans doute de nombreux changements dans les années à venir. Il est donc important de privilégier le logiciel d'un développeur qui travaille activement à l'amélioration de son produit. Dans le cas contraire, une entreprise risque de ne pas bénéficier de nouvelles fonctionnalités importantes et, à terme, de devoir acquérir d'autres logiciels pour pouvoir rester compétitive.

Quelles sont les principales tendances en matière de logiciel de CAO 3D (conception assistée par ordinateur) au Canada?

Les logiciels de conception assistée par ordinateur évoluant rapidement, il est judicieux de se tenir au fait des tendances de cette catégorie de logiciels afin de prendre une décision d'achat plus informée. Ainsi, les tendances les plus pertinentes liées aux logiciels de CAO 3D sont les suivantes :

• La CAO dématérialisée : si les progiciels conventionnels sont encore courants dans cette catégorie de logiciels, les capacités de l’informatique dans le nuage et des applications basées sur un navigateur sont susceptibles de généraliser les applications de CAO infonuagiques à l'avenir. Cela conduira probablement à une évolution vers un système de paiement par abonnement plutôt qu'un système de licence par poste.
• L'intelligence artificielle : l'intelligence artificielle (IA) entraîne des avancées majeures dans de nombreuses catégories de logiciels et la CAO ne devrait pas faire exception. La conception générative est un domaine dans lequel l'intelligence artificielle est utilisée en CAO. Ce système permet aux concepteurs de générer des versions optimisées d'une conception en fonction de divers paramètres, tels que le coût.
• La fabrication additive : il a été mentionné plus haut que certaines solutions de conception assistée par ordinateur comportent des fonctions spécifiques à l'impression 3D. Ces fonctionnalités devraient progressivement devenir de moins en moins spécialisées à mesure que la fabrication additive se généralise.

Sources

Les fonctionnalités présentées ont été identifiées en fonction de leur pertinence et du pourcentage de produits figurant dans le répertoire de Capterra qui les proposent. Les sources suivantes ont été utilisées pour rédiger ce document :

1. Définition cloud computing - Glossaire Capterra Canada (Date de consultation : lundi 27 février 2023)
2. Définition machines à commande numérique (CNC) - Office québécois de la langue française (Date de consultation : lundi 27 février 2023)
3. Définition intelligence artificielle (IA) - Glossaire Capterra Canada (Date de consultation : lundi 27 février 2023)