La CAO, définition
La CAO, ou conception assistée par ordinateur, regroupe les logiciels et les méthodes qui permettent de concevoir un produit sous forme numérique avant de le fabriquer. En conception mécanique, elle sert à modéliser des pièces en 3D, à les assembler, à vérifier qu'elles fonctionnent ensemble, puis à produire les plans et les fichiers nécessaires à la fabrication. C'est aujourd'hui l'outil de travail central de tout bureau d'études.
Concrètement, le concepteur ne dessine pas des traits : il construit des volumes à partir d'esquisses cotées et de fonctions (extrusion, révolution, perçage, congé, pliage…). Le modèle obtenu est une représentation fidèle de la pièce réelle, avec ses dimensions, sa matière, sa masse et ses liaisons avec les autres composants.
CAO, DAO, modélisation 3D : quelles différences ?
Ces trois termes sont souvent employés l'un pour l'autre, mais ils ne recouvrent pas exactement la même chose.
- La DAO (dessin assisté par ordinateur) produit des dessins en 2D : plans, schémas, vues cotées. C’est l’héritière de la planche à dessin.
- La modélisation 3D désigne la création d’un objet en volume. Elle peut servir au design, à l’animation ou au jeu vidéo, sans contrainte de fabrication.
- La CAO englobe les deux, avec une finalité industrielle : le modèle 3D est précis, paramétré et conçu pour être fabriqué ; les plans 2D en sont tirés automatiquement.
Autrement dit, toute CAO mécanique passe par de la modélisation 3D, mais toute modélisation 3D n'est pas de la CAO. La différence tient à la rigueur : cotes exactes, tolérances, choix de matériaux et prise en compte du procédé de fabrication.
Ce que l’on fait concrètement en CAO
Modéliser les pièces
Chaque pièce est construite à partir d'esquisses contraintes et de fonctions successives. La plupart des logiciels sont paramétriques : modifier une cote met à jour tout le modèle. C'est ce qui permet de faire évoluer une conception rapidement, sans tout redessiner.
Assembler et vérifier
Les pièces sont ensuite réunies dans un assemblage, avec leurs liaisons mécaniques (pivot, glissière, appui plan…). On peut alors détecter les interférences, vérifier les jeux, simuler les mouvements et contrôler l'encombrement total avant de fabriquer quoi que ce soit.
Mettre en plan
La mise en plan transforme le modèle 3D en plans de fabrication : vues, coupes, cotes, tolérances, états de surface, indications de soudure, nomenclature. C'est le document qui fait foi en atelier ou chez un fournisseur.
Utiliser les modules métier
Les logiciels de CAO proposent des fonctions dédiées à certains procédés : tôlerie (pliage et mise à plat), mécano-soudure (profilés et cordons), moules, surfaces complexes pour le design. La simulation par éléments finis permet aussi d'estimer les contraintes et les déformations d'une pièce sous charge.
Les principaux logiciels de CAO mécanique
Le marché compte de nombreux logiciels, qui se distinguent par leur public, leurs modules et leur prix. Les plus répandus en conception mécanique sont les suivants.
- SolidWorks (Dassault Systèmes) : très répandu dans les PME et les bureaux d’études, réputé pour sa prise en main et ses modules tôlerie et mécano-soudure.
- CATIA (Dassault Systèmes) : la référence de l’aéronautique et de l’automobile, adaptée aux très grands assemblages et aux surfaces complexes.
- Creo (PTC) : un modeleur paramétrique historique, présent dans l’industrie lourde et les biens d’équipement.
- Inventor (Autodesk) : bien implanté chez les fabricants de machines, avec une bonne intégration à AutoCAD.
- Fusion (Autodesk) et Onshape : des solutions en ligne, appréciées pour le travail collaboratif et le prototypage.
- FreeCAD : une alternative libre et gratuite, adaptée aux projets simples ou à l’apprentissage.
Chez 3D CRAFTLAB, nous travaillons sous SolidWorks, un standard largement partagé par les industriels et les sous-traitants, ce qui facilite les échanges de fichiers avec vos fournisseurs.
Les formats de fichiers à connaître
Chaque logiciel a son format natif, mais les échanges entre entreprises passent le plus souvent par des formats neutres.
- STEP (.step, .stp) : le format d’échange 3D le plus universel, lisible par tous les logiciels de CAO.
- IGES (.igs) : plus ancien, encore utilisé pour les surfaces.
- Parasolid (.x_t) : très fiable entre logiciels qui partagent ce noyau géométrique, comme SolidWorks.
- STL et 3MF : des maillages destinés à l’impression 3D, qui ne conservent pas la géométrie exacte.
- DXF et PDF : pour les plans 2D, la découpe laser et la transmission aux ateliers.
Pourquoi la CAO est indispensable en conception mécanique
- Détecter les erreurs avant de fabriquer, quand elles ne coûtent presque rien à corriger
- Faire évoluer une conception rapidement grâce au paramétrage
- Produire des plans fiables, cohérents avec le modèle 3D
- Préparer directement la fabrication : usinage, découpe, impression 3D, moulage
- Partager une référence commune entre le client, le bureau d’études et les fournisseurs
Faire appel à un bureau d’études pour vos travaux de CAO
Maîtriser un logiciel de CAO ne suffit pas à bien concevoir : il faut aussi connaître les procédés de fabrication, les matériaux et les règles de cotation. Faire appel à un bureau d'études permet de bénéficier de cette expertise sans investir dans des licences ni former une équipe.
Basé à Annecy, 3D CRAFTLAB réalise vos travaux de CAO sous SolidWorks pour les entreprises de Haute-Savoie, de Savoie, de la région genevoise et de toute la France : modélisation de pièces et d'assemblages, mise en plan, rétroconception et préparation à la fabrication.
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Questions fréquentes
Que signifie CAO ?
CAO signifie conception assistée par ordinateur. Elle désigne les logiciels et les méthodes qui permettent de concevoir un produit en 3D sur ordinateur, puis d'en tirer les plans et fichiers nécessaires à sa fabrication.
Quelle est la différence entre CAO et DAO ?
La DAO (dessin assisté par ordinateur) produit des dessins en 2D. La CAO permet de concevoir le produit en 3D, d'assembler les pièces et de vérifier leur fonctionnement ; les plans 2D sont ensuite générés à partir du modèle.
Quel est le meilleur logiciel de CAO ?
Il n'existe pas de meilleur logiciel dans l'absolu. SolidWorks est très répandu dans les PME et les bureaux d'études, CATIA domine l'aéronautique et l'automobile, Inventor est courant chez les fabricants de machines, et FreeCAD est une option gratuite pour les projets simples.
Quel format de fichier envoyer à un bureau d’études ?
Le format STEP est le plus universel pour les fichiers 3D. Pour les plans, un PDF coté ou un DXF convient. Si vous n'avez qu'un croquis, des photos et des cotes relevées, c'est aussi un bon point de départ.
