A continuación se presenta la historia del diseño asistido por computadora (CAD), anteriormente también conocidos como computer aided drafting. Incluye la historia del software desarrollado y utilizado por ingenieros y diseñadores a lo largo del tiempo para proyectar y producir bienes físicos en sectores muy diversos, desde la construcción e infraestructuras hasta la aeroespacial y la automoción, así como en la electrónica de consumo.
Historia Fundamentos históricos, matemáticos y tecnológicos Las raíces conceptuales del CAD se remontan a Euclides de Alejandría (h. 350 a. C.), cuyos postulados geométricos proporcionaron las bases teóricas de los sistemas CAD modernos. La formalización de la geometría euclidiana permitió estructurar algoritmos para la representación gráfica y el modelado geométrico de productos.
Década de 1940 Desde finales de la década de 1940 (con los primeros ordenadores operativos en las universidades de Mánchester y Cambridge en 1948–49), el uso de los computadores se extendió rápidamente del ámbito científico al industrial. Ya en 1953 Boeing comenzó a adquirir máquinas herramienta de control numérico (NC), abriendo el camino al uso práctico de los ordenadores en la producción y la prototipación. Este contexto tecnológico (memorias, cintas magnéticas, E/S mecánica) y la difusión de las máquinas NC crearon la base material para la aparición del CAD y del CAM.
Años 1950 A mediados de los años cincuenta, un grupo de la Boeing desarrolló el Boeing Parts-Programming System, un sistema para convertir los dibujos de taller en instrucciones para máquinas de control numérico. Este trabajo se presenta como uno de los primeros ejemplos prácticos de compilador en el ámbito industrial (estrechamente relacionado con los primeros compiladores como FORTRAN), y fue realizado en lenguaje máquina para cumplir los requisitos específicos del control de máquinas herramienta. El enfoque requirió una intensa interacción interdisciplinaria entre programadores y parts programmers (expertos en procesos de fabricación), y la gestión de múltiples interfaces físicas de las máquinas (cintas analógicas y digitales, cinta de Mylar, tarjetas perforadas) representó una dificultad técnica significativa. En 1956 el MIT —a través del trabajo de Doug Ross— propuso el lenguaje APT (Automatically Programmed Tooling) para unificar la programación NC. Las empresas aeroespaciales colaboraron para producir un compilador APT (trabajo realizado colectivamente en torno a 1961), y Boeing participó activamente sobre todo en el área de los post-processors. La introducción de APT permitió además integrar con mayor facilidad datos procedentes de sistemas de definición de superficies (primeros vínculos entre CAD y CAM) y facilitó la difusión de prácticas compartidas entre proveedores y fabricantes.
En 1957 Patrick J. Hanratty, mientras trabajaba para General Electric, desarrolló PRONTO (Program for Numerical Tooling Operations), el primer sistema comercial de programación para CNC, lo que le valió el título de «padre del CAD/CAM».
En 1959 Norman Sanders se incorporó a la División de Aviones de Boeing en Renton en un momento en que los dibujos técnicos aún se realizaban a mano. La creciente complejidad de los proyectos (por ejemplo, el paso del 707 al proyecto del 727) y la disponibilidad de potencia de cálculo impulsaron a los ingenieros a experimentar con la representación matemática de superficies y líneas mediante el computador, en lugar de depender exclusivamente del dibujo manual. Este fue el contexto que hizo viable la adopción de soluciones automatizadas para definir las geometrías de las aeronaves. La enorme cantidad de impresión producida por los cálculos llevó a los técnicos a preguntarse si el computador podía dibujar líneas continuas. En Boeing, el técnico Art Dietrich localizó y conectó un trazador analógico (Electronic Associates) al computador: la máquina podía dibujar en hojas de 30×30 pulgadas y se utilizó con una primera serie de programas (Plot1, Plot2…, y luego Tplot1, Tplot2 para funcionamiento desde cinta). La venta del software a la empresa proveedora se cita como la primera venta de software realizada por Boeing. Paralelamente se desarrolló el concepto de Master Dimensions como conjunto numérico para la definición de superficies. Los primeros trazadores no tenían la precisión suficiente para el dibujo de ingeniería: la solución fue, paradójicamente, encontrar otro material sobre el cual «dibujar». En 1961 se sustituyó la cabeza de fresado de una máquina NC por una punta de diamante (diamond scribe) y se grabaron líneas sobre placas de aluminio. Este enfoque —grabar aluminio con máquinas NC en lugar de trazar sobre papel— permitió obtener las primeras líneas de proyecto con niveles de precisión aceptables para la ingeniería. Para validar el método se realizó una comparación: se produjeron dibujos (19 cortes aleatorios, canted cuts) tan precisos que convencieron a los responsables del proyecto de definir el 727 mediante datos numéricos. Tras el grabado sobre aluminio se realizó una prueba comparativa con los dibujos del 707: las placas grabadas fueron examinadas al microscopio por los ingenieros y consideradas extremadamente precisas. La confianza en los datos numéricos condujo a la decisión de utilizar el sistema para la definición del 727 y marcó una de las primeras aplicaciones industriales integradas de CAM y CAD: la misma definición matemática almacenada en el computador servía tanto para el diseño como para la posterior generación de instrucciones de producción.
Una ventaja inmediata e imprevista fue la posibilidad de transferir definiciones tridimensionales a los subcontratistas en forma de datos (cajas de tarjetas perforadas) en lugar de dibujos en papel. En el caso de la Rohr Aircraft Company, Boeing suministró cajas de datos perforados e instrucciones sobre cómo utilizarlos en sus máquinas NC: se trata de un ejemplo práctico y temprano de transferencia electrónica de la definición del producto fuera de la empresa, mucho antes de la era de los archivos electrónicos y las redes. La adopción del NC y la posterior extensión de CAD/CAM no fueron lineales: dentro de Boeing el uso del computador había surgido por separado en ingeniería y en finanzas, y solo hacia mediados de los años sesenta (con la llegada del IBM 360) se consolidó una gestión unificada. En el taller, la presencia de múltiples medios de control y la reticencia inicial de los operarios a cambiar prácticas consolidadas (por ejemplo, «APT don’t cut no chips») fueron obstáculos que se superaron mediante demostraciones prácticas y esfuerzos de estandarización colectiva (compilador APT desarrollado de forma colectiva en 1961). La experiencia de Boeing en el ámbito del CAD generó importantes efectos colaterales: el surgimiento de departamentos dedicados a los gráficos por computadora (en torno a 1962) y la producción de películas generadas por computadora ya a comienzos de los años sesenta. Además, la difusión de máquinas de dibujo controladas por computador (por ejemplo, Gerber) dio inicio al progresivo declive del dibujo a mano como actividad dominante. Así, la actividad de Boeing se presenta como uno de los motores iniciales de la transformación gráfica de la computación.
Años 1960 El decenio marca el nacimiento del CAD. En 1957 se concibió el primer sistema, desarrollado durante los años sesenta gracias al trabajo de Patrick Hanratty, considerado el «padre del CADD/CAM». En General Motors contribuyó a la creación del sistema DAC (Design Automated by Computer). En 1971, Hanratty fundó la MCS (Manufacturing and Consulting Services), de la cual derivan muchos códigos que todavía se utilizan en el software MCAD. Paralelamente, David Evans y Ivan Sutherland fundaron en 1968 la empresa de gráficos por computadora Evans & Sutherland, mientras que Computervision vendió en 1969 el primer paquete CAD comercial a Xerox.
En 1963, Ivan Sutherland presentó su tesis doctoral en el MIT titulada Sketchpad, A Man-Machine Graphical Communication System: se trataba de un sistema experimental que permitía al diseñador dibujar en un monitor de rayos catódicos mediante un lápiz óptico, permitía introducir restricciones en el dibujo e introducía los conceptos de objeto e instancia. Sketchpad fue el primer software CAD propiamente dicho e introdujo la interacción gráfica directa mediante lápiz óptico, un concepto revolucionario para la época.https://partsolutions.com/60-years-of-cad-infographic-the-history-of-cad-since-1957/
El CAD era utilizado principalmente por grandes empresas aeroespaciales y automotrices, debido al elevado costo de los ordenadores y a las necesidades específicas del sector. El software inicial consistía en aplicaciones de dibujo 2D, desarrolladas internamente por los departamentos de TI de las empresas, a menudo en colaboración con universidades. Entre los ejemplos más conocidos se encuentran: DAC de General Motors, CADD de McDonnell Douglas, PDGS de Ford y CADAM de Lockheed. La división Digigraphics de Control Data Corporation lanzó el primer CAD comercial basado en lápiz óptico, con un precio de 500 000 dólares por unidad. Al mismo tiempo, la investigación europea se centró en el modelado 3D: el equipo de Charles Lang en Cambridge y los investigadores franceses como Paul de Casteljau y Pierre Bézier desarrollaron algoritmos para curvas y superficies complejas, fundamentales para el CAD tridimensional moderno.
Hacia finales de los años sesenta, el interés comercial por el CAD creció notablemente, con la aparición de empresas como Applicon, Auto-trol, Computervision, Evans & Sutherland, SDRC y United Computing. Muchas de estas compañías continuaron prosperando, algunas manteniendo su nombre original y otras evolucionando hacia nuevas entidades empresariales. Pioneros como Hanratty, Sutherland y Lang mantuvieron un papel influyente en el desarrollo de la tecnología CAD.
Años 1970 miniatura|upright=1.2|Sistema CAD Computervision Designer expuesto en una muestra en 1978, representativo de los primeros sistemas CAD comerciales.
El software de diseño asistido por computadora (CAD, por sus siglas en inglés) comenzó a salir del ámbito de la investigación académica para entrar en el uso comercial. A comienzos de la década, la mayoría de los programas CAD eran desarrollados internamente por grandes empresas de los sectores automotriz y aeroespacial, a menudo en colaboración con universidades. Entre los principales desarrolladores internos se encontraban Ford (PDGS), General Motors (CADANCE), Mercedes-Benz (SYRCO), Nissan (CAD-I, 1977), Toyota (TINCA, 1973; CADETT, 1979), así como Lockheed (CADAM), McDonnell Douglas (CADD) y Northrop (NCAD).
La mayoría de estos programas seguían siendo bidimensionales (2D), sustituyendo el dibujo manual y ofreciendo ventajas como la reducción de errores y una mayor reutilización de los planos. Durante los años setenta, el desarrollo del CAD se centró principalmente en la automatización del dibujo bidimensional. Los sistemas permitían trazar líneas y círculos en pantalla, y los operadores debían combinar conocimientos de dibujo técnico y programación Empresas como United Computing, Intergraph e IBM desarrollaron aplicaciones relevantes, aunque limitadas por la potencia del hardware disponible CADAM, desarrollado por Lockheed, fue uno de los programas más conocidos de este periodo y sirvió como base para CATIA, desarrollado por Avions Marcel Dassault a partir de 1977, que sigue siendo uno de los programas CAD más difundidos.