選定最適CAD工具 助製造業營造最大競爭動能
- DIGITIMES企劃
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不可諱言，意欲使3D列印趨勢更形壯大，唯有先從3D CAD技術開始著力；因此製造業不論訴諸3D列印、抑或傳統CNC加工模式，很顯然的，CAD軟體都是不可或缺的利器。
有一則有關3D列印學習課程的招生文宣，它的介紹前言寫道，其實學習3D列印可以很簡單、也很有趣，只需利用免費卻又功能強大的3D繪圖軟體，即可為每個人的創意做最即時的呈現，印一個機器人的零件、為自己的公仔加一件獨有的裝飾、iPod的支架、杯墊或你想像得到的創意上。
上述論點，套用於業餘玩家或個人工作坊，可謂十分貼切，至於企業，念茲在茲的則是可長可遠的穩健發展，固然仍應注重購置成本，但其賴以生財的工具，必須奠基在具備持續性更新、升級、維護、技術支援乃至專業服務之上；考量及此，慎選實用的CAD軟體，對於製造業者而言，肯定至關重大、不容馬虎。
一間從塑膠外殼模具CNC加工起家的上櫃企業透露，早在90年代，當時同業仍不脫黑手思維，都習慣靠著資深老師傅來維持競爭力，所用的設計圖檔，都僅止於2D格局，當時其便決定另闢蹊徑，斥資購進CAD/CAM軟體，讓客戶的2D設計圖檔輕易轉換為3D，再藉由CNC工具機進行加工，因而不論在於加工精度、生產效率，乃至於資源的有效性、可重複性等種種方面，都展現出異於同業的附加價值，因而搏得諸多大型電腦OEM/ODM廠商青睞，訂單如滾雪球般激增，三兩子就打掛一堆幾十年淬煉成精的老師傅，為「工欲善其事、必先利其器」之最佳寫照。
20年過去了，如今3D CAD軟體依威力十足，已成為製造業不容或許的基本武器；尤其時值3D列印席捲之際，更需仰靠專業3D CAD軟體的強大可視性，在設計階段及早發現問題並除錯，以維繫好的設計品質，再利用優質的設計圖檔，佐以3D列印技術，產製出最精良的成品。
運用3D CAD 有助簡化CAE分析難度
回顧製造業的CAD應用史，其實並不算短，甚至比起一些財會軟體的應用歷程來得長，但早期礙於CAD軟體授權費偏高，不見得每家企業都能輕鬆負擔，因此多從2D CAD工具開始用起，直至現今，採用3D CAD軟體的情況才趨於普遍。
導入3D CAD軟體之目的，即在於精確描述產品或零組件的幾何特性及物理特性，所謂幾何特性，即為產品或零組件的長、寬、高等外觀尺寸，至於物理特性，就是模態、應力、強度及共振等資訊。當然也許有人會問，2D CAD不也可以準確描述產品或零組件的幾何特性？但事實上，這些特性的可視性並不強，而且難以藉此建立一個具有效性的實體模型，影響所及，電腦輔助工程分析(Computer Aided Engineering；CAE)軟體，自然無法從2D CAD所描述的幾何特性，從中獲取能對物理特性類比與分析的足夠資訊。
反觀3D CAD軟體，不但可以直觀表達產品或零組件的幾何特性，更令使用者備感受用的是，還可一併執行干涉分析，意即提前零件、零件群組與組件之間的干涉與間隙違規情形，不需等到後續裝配時才進行分析。另一方面，藉由3D CAD所建立的模型，儘管未必可為CAE軟體直接套用，但相對於2D CAD模型，仍具備相對可用的物理特性分析基礎。
不可諱言，當然有不少企業認為，一旦導入3D CAD軟體後，即可完全揮別2D CAD軟體，此一觀點並非不正確，但未必是定於一尊的硬道理，此乃由於，3D CAD應用的發揮空間或大或小，某種程度取決於加工設備的自動化程度，假使一間佈滿數值控制加工機床的工廠，即大可全然仰賴3D CAD軟體，然而未必所有工廠的設備自動化程度，都是如此之高，既然如此，2D與3D CAD設計圖檔，就有同時並存之必要。
時至今日，絕大多數3D CAD軟體，都可一併提供2D工程圖檔的產生模組，也就是說，工程師可善用這類型模組，輕易將以方便地將3D模型予以導入，爾後執行尺寸標註、列印出圖等程序，然未必能符合預期的機械製圖品質，因此不少企業仍傾向將3D CAD圖檔加以導出，再交由AutoCad等專業2D CAD工具執行相關處理。
資料整合非難事 企業無需限定單一工具
只不過，3D CAD工具百百種，其間亦不乏Pro/ENGINEER(Creo)、UG(NX)、SolidWorks或Solid Edge等知名產品，即使是同一系列產品，項下又涵蓋了高中低階且具不同價位的子產品，許多企業，難免有所困惑，不知是否應該選定單一工具，讓全體工程師一體適用？其實不必需要如此。
姑且不論廠牌，一般高階的3D CAD軟體，往往適用於對曲面、加工或分析要求較為嚴苛的任務，假使企業內部各個產品開發團隊，所執行的研發工作皆屬於此類，那麼無庸置疑，企業只有咬緊牙關，投注至少2倍於中階產品的高昂授權金，為每位設計師分別導入一套3D CAD軟體，即使所費不貲也無可奈何；反之，如果僅有少部分團隊執行高階任務，其餘團隊的工作難度僅屬一般，則企業即可同時導入高、中階產品，因應不同團隊的實際需求，又可顧及投資成本的適切性。
當然，即使不同產品開發團隊，彼此任務屬性不盡相同，但相互之間的資料交換需求恐難避免，倘若如同前段所述，同一家企業引進不同3D CAD軟體工具，又該如何整合？表面看來，這的確是重要且棘手的問題，但其實並不難解決，只因放眼3D CAD軟體市場，不論廠牌為何、位階高低，理應都能支援IGS、STEP等通用格式，以此作為中介橋樑，便可化異求同，讓不同工具所產生的圖檔，轉換成為有助於彼此溝通的一致語言。
綜觀大多數有關CAD工具的成功案例報導，明顯可見，其與行業別的對應關係至為鮮明，此乃無可厚非之事。舉例來說，生產廚房用品、咖啡機的廠商，產品涉及許多細緻的曲面造型，因此此類業者對於3D CAD軟體的要求標準，自然側重於加工能力、資料庫管理能力及曲面設計能力，從而傾向選用諸如Solid Edge等有限標的，來執行曲面建模工作；至於有些講求模具設計能力的產業，往往期望運用簡單方式，以建立分型線、設計分型面、執行干涉檢查並建立實體模型，便可能青睞PTC Creo等不同選項。
此外，有些產業的設計師講究無拘無束，希望無需一次完成整體組合件的設計，而可隨時靈機一種插入不同零件，快速地進行各種概念試驗，並在試驗過程中反覆修正，直至磨出最佳設計成果為止，如此一來，標榜能適應多變概念設計能力，且迎合設計師偏好之作業慣性的眾多變化的SolidWorks，無疑是不錯選擇。
但另一派人士認為，其實無需顧慮哪些3D CAD軟體功能較強，或是該軟體被廣泛運用於哪些產業，這些因素，與企業自身最適合導入的3D CAD軟體屬性，未必有顯著的關聯性，只因為即便企業用盡心思，決定與客戶或供應商取得最大公約數，因而採用被所屬產業鏈運用頻度最高的標的，但後續在進行資料交流時，仍無可能取得客戶或供應商的原始設計圖檔。
在此前提下，企業宜先釐清自己產品的特徵，檢視自身是否亟需複雜曲面設計，是否擁有大量的型面需要加工，又或者，是否實要經常執行模擬分析，據此界定明確需求，再依照這些需求條件，選擇到最適合己用的3D CAD軟體，才是相對務實的做法。
