Geleneksel grafik arayüzlü CAD programları, robot parçaları gibi fiziksel bileşenlerin tasarımında sıkça karşılaşılan tekrarlayan ve zaman alıcı bir iş akışı sunar. Tasarımcılar, küçük bir değişiklik için bile saatlerce tıklama yapmak, STL dosyasını dışa aktarmak ve hatayı fark edip süreci baştan başlatmak zorunda kalır. Bu sorunu çözmek amacıyla geliştirilen vcad, Rust programlama diliyle parametrik CAD yapma imkanı sunan yenilikçi bir kütüphanedir. Geliştiricilere, donanım yazılımı (firmware) yazar gibi, tip güvenliği ve sürüm kontrolü avantajlarıyla parça tasarlama olanağı tanır.
vcad'in temel fikri oldukça basittir: bir parça, adlandırılmış bir geometriden ibarettir. Kullanıcılar, temel geometrik şekilleri (küp, silindir gibi) oluşturur, bunları boolean operasyonları (toplama, çıkarma, kesişim) ile birleştirir ve nihayetinde STL gibi formatlarda dışa aktarır. Operatör aşırı yüklemeleri sayesinde, CSG (Yapıcı Katı Geometri) işlemleri matematiksel denklemler gibi hissedilir, bu da karmaşık parçaların bile sadece birkaç satır kodla tanımlanmasını sağlar. Örneğin, bir plaka, delikler ve cıvata desenleri gibi unsurlar, parametreleri değiştirilerek anında yeniden oluşturulabilir, böylece manuel ayarlamalara gerek kalmaz.
Kütüphane, bilinçli olarak küçük bir API'ye sahiptir; temel şekiller, booleanlar, dönüşümler ve desenler gibi özelliklerle sınırlıdır ancak bu bileşenler çok iyi bir şekilde birleşerek karmaşık tasarımların oluşturulmasına olanak tanır. Ayrıca vcad, yalnızca 3D baskı için STL değil, aynı zamanda PBR (Fiziksel Tabanlı İşleme) materyalleri tanımlanabilen glTF sahnelerini de dışa aktarabilir. Bu, görselleştirme için malzeme bilgilerinin korunmasını sağlar. Rust'ın tercih edilme nedeni ise, boolean operasyonlarından sonra su geçirmez (watertight) ağlar garanti eden manifold bir geometri motoru kullanması ve dilin sunduğu performans ve güvenlik avantajlarıdır.
Bu araç, mühendislerin ve tasarımcıların fiziksel parça tasarım süreçlerini kod tabanlı, parametrik ve sürüm kontrollü bir yaklaşımla daha verimli ve hatasız hale getirmesini sağlıyor.