Лекции Т / Л15 Проектирование в 3D

T-FLEX CAD – проектируем в 3D

Бикулов С.А.

Интерес к системам трёхмерного моделирования на персональных компьютерах растёт как на дрожжах. Похоже, наконец, пройден барьер, препятствовавший массовому использованию трёхмерных систем для проектирования на предприятиях. С одной стороны, до необходимого уровня выросли возможности самих систем моделирования и компьютеров, на которых они работают, с другой - предприятиями достигнуто понимание, в том числе и подтверждённое большим числом положительных примеров, что проектирование в 3D во многих случаях ускоряет выход новых, более качественных изделий, а, следовательно, повышает конкурентоспособность продукции.

Статистика продаж фирмы АО «Топ Системы» это подтверждает. На протяжении всего предыдущего года рост продаж трёхмерной версии системы T-FLEX CAD, основного продукта фирмы, опережал рост продаж чисто двухмерного варианта. Особенно заметно эта тенденция проявилась в последние месяцы.

Поскольку рынок программ САПР, и в том числе рынок программ 3D-моделирования для ПК, насыщен самыми разнообразными предложениями, сделать свой выбор в пользу той или иной системы весьма непросто.

Выбираем 3D-систему

Перед тем как приобретать программу, желательно проверить её на реальных примерах. Лучшим способом является опытно-промышленная эксплуатация, которую предоставляют некоторые фирмы, в частности АО «Топ Системы». Для большей эффективности мы рекомендуем пройти курс обучения. Обычно двух месяцев работы с программой бывает достаточно для проверки того, насколько успешно та или иная система справляется с вашими проектами.

Сборочная модель спутника включает в себя более 400 деталей

Перед покупкой необходимо внимательно изучить набор предоставляемых функций. Несмотря на то, что, на первый взгляд все системы очень похожи, на практике могут выявиться существенные различия. И там, где одна программа легко справится с вашими задачами, другая может свести на нет весь процесс компьютерного моделирования. Ведь бывает достаточно всего одной неразрешимой проблемы, чтобы вы не смогли завершить свой проект.

Как известно, сердцем любой системы 3D-моделирования является геометрическое ядро. Во многом именно оно ответственно за то, как система справляется с той или иной операцией (сглаживанием кромки, объединением тел и т.д.). Конечно, при прочих равных условиях предпочтительнее делать выбор в пользу систем на известных, хорошо зарекомендовавших себя ядрах, которые работают надежно и быстро. Программа T-FLEX CAD, в частности, использует ядро Parasolid фирмы EDS (Unigraphics Solutions), которое отлично зарекомендовало себя в таких системах, как Unigraphics, SolidWorks и Solid Edge.

Модель экскаватора можно «оживить» командой «Анимация»

Важно, чтобы в системе был реализован максимально широкий набор операций для моделирования с различными опциями. И хотя конечно этот набор отчасти, безусловно, зависит от возможностей ядра, разные фирмы-разработчики реализуют эти операции по своим схемам, что приводит к существенным различиям. Разумеется, развивая возможности ядра, разработчики могут вводить свои уникальные функции, не имеющие аналогов. Хорошая программа обычно позволяет создавать одни и те же модели различными способами, что обеспечивает большую гибкость и производительность.

Функции создания сборочных моделей должны не просто обеспечивать возможность увязки деталей друг с другом, но и делать это быстро. Не секрет, что работа с 3D-моделями требует значительных ресурсов компьютера, прежде всего памяти и процессорного времени. Особенно заметно это проявляется при работе со сборочными моделями. Важно также, чтобы не возникало проблем при модификации деталей, входящих в сборку. Бывает, что в некоторых системах сборки «рассыпаются» из-за проблем поддержки ассоциативности после изменения геометрии отдельных деталей. И, безусловно, система должна поддерживать два режима создания сборок: «снизу-вверх» (от детали к сборке) и «сверху-вниз» (проектирование деталей в контексте сборки). В системе T-FLEX CAD всем этим вопросам было уделено самое серьёзное внимание, что позволяет конструкторам, работающим в T-FLEX, успешно вести проектирование сборок в тех случаях, когда другие системы бессильны.

Параметризация

Сегодня понятие «параметризация» стало уже привычным для большинства пользователей САПР, в том числе систем 3D-моделирования. Параметризация существенно облегчает редактирование 3D-моделей, позволяет создавать «умные» проекты, которые автоматически перестраиваются в соответствии с задаваемыми значениями параметров. Значительно повышается скорость типового проектирования.

Однако параметризация может быть по-разному реализована в различных системах. От этого во многом зависит ее эффективность. Возьмём, например, параметризацию эскиза (контура), который используется в системах моделирования для различных операций. Практически все системы достаточно успешно могут задавать в эскизе параметрические

размерные зависимости. Однако попробуйте отредактировать этот контур (удалить, заменить, добавить линии) и пересчитать модель по всему списку последующих операций. Многие системы на таком, казалось бы, простом тесте приводят к ошибочным решениям. Это и неудивительно, ведь поддержка параметрической ассоциативности при топологических изменениях – сложная задача, и не везде она решена успешно.

Проверьте, что произойдёт с размерами на чертеже, полученном как проекция 3D-модели, при параметрических изменениях, которые влияют на топологию модели. Именно в таких ситуациях (а они очень часто встречаются на практике) и проявляется уровень параметризации системы.

Система T-FLEX CAD хорошо известна своими параметрическими возможностями, и в ней помимо вышеперечисленных успешно решаются и другие задачи параметризации, например возможность использования переменных во всех параметрах любых операций, в том числе и негеометрических. Это может быть и переменный радиус сглаживания, и материал детали. Попробуйте в системе, которую вы тестируете, задать, например, переменный материал для обивки стула, чтобы затем использовать одну и ту же модель в различных ситуациях с другим значением материала, выбирая его из библиотеки материалов.

И конечно, параметризация важна на сборках. Мы уже затрагивали важный вопрос поддержки параметрической ассоциативности привязки деталей к сборке при изменении геометрии деталей. Но наряду с этим важны и другие ситуации. T-FLEX CAD, например, позволяет параметрически увязывать геометрические размеры отдельных деталей, а также автоматически изменять состав сборки в зависимости от параметров.

Чертежи

А как же чертежи, спросите вы. Чертежи пока, конечно, никуда не денутся. Более того, один из побудительных мотивов перехода к 3D заключается в том, что чертежи во многих случаях можно получать значительно быстрее - просто задавая необходимые виды и разрезы трёхмерной модели. Чертёж по-прежнему остаётся основным выходным документом проектировщика, а, следовательно, система моделирования должна предоставить полный набор средств для его оформления. Система T-FLEX CAD имеет для этого хорошую базу. Мощные средства черчения закладывались в ней изначально и успешно используются на тысячах конструкторских мест. Более того, в отличие от многих конкурирующих программ фирма АО «Топ Системы» предлагает также и чисто двухмерный вариант T-FLEX CAD, что позволяет экономичнее расходовать средства на автоматизацию. И коль скоро речь зашла о финансах, нельзя не отметить, что T-FLEX CAD существенно дешевле своих зарубежных аналогов.

Одним из ключевых моментов при оформлении чертежей, безусловно, является полная поддержка T-FLEX CAD российских стандартов, а также наличие библиотек стандартных деталей (как двухмерных, так и трёхмерных).

Сложное 3D-моделирование

Как показывает практика, в большинстве случаев при моделировании изделий хватает общепринятого набора команд (выталкивание, вращение, лофтинг, сглаживание и т.д.). Однако нередко пользователи при работе с системами моделирования сталкиваются с неразрешимыми проблемами при моделировании деталей со сложной геометрией. В таких ситуациях рекомендуется попробовать альтернативные инструменты. Так, например, в системе T-FLEX CAD для сложных случаев существуют специализированные команды и элементы (рабочие поверхности, параметрические тела по траектории и т.д.), позволяющие создавать детали, которые невозможно или слишком трудоёмко создавать при использовании других систем. Для таких ситуаций фирма АО «Топ Системы» даже выступила со специальным предложением: любое предприятие, испытывающее трудности со своей системой моделирования, может обратиться за помощью к фирме. АО «Топ Системы» выделяет квалифицированного

специалиста, который старается решить проблему в системе T-FLEX CAD. Во многих случаях это приводит к позитивному результату.

Исходные данные для задачи моделирования

К примеру, проблема, с которой обратилась одна европейская компания, была успешно решена в T-FLEX CAD. Попробуйте сделать это в своей системе. Есть заготовка и коническая фреза, которая вытачивает из заготовки специализированный инструмент. Необходимо построить 3D-модель, которая получится в результате обработки заготовки.