Системы cad: система – система автоматизированного проектирования, иначе САПР.

Системы CAD/CAM от Zirkonzahn

Товары со скидкой

Доставка

По Москве и МО в течение 3-х дней. В другие регионы курьерской службой за счет получателя.

Оплата

УВАЖАЕМЫЕ КЛИЕНТЫ!
В связи с общей экономической ситуацией и нестабильностью курса валют, все цены на сайте имеют статус «по запросу».

Мы просим вас, уточнять стоимость и наличие заказываемого оборудования, у наших менеджеров по телефону или on-line консультанту.
Обращаем ваше внимание, что цена действительна в течение одного дня!
Вы сможете зафиксировать цену путем предоплаты выбранного товара.
БЛАГОДАРИМ ЗА ПОНИМАНИЕ!

Безналичный расчет.

Наличными в офисе, ул. Электродная, дом 10.

подбор по параметрам

Вид оборудованиявсеФрезерный станок

Весвсе160 кг240 кг

Высота,ммвсе69 см

ПроизводительвсеZirkonzahn

Cбросить фильтры

• org/Product”>

  Zirkonzahn

  Сканер S300 ARTIЦену уточняйте у менеджера

• Zirkonzahn

  Сканер S600 ARTIЦену уточняйте у менеджера

• Zirkonzahn

  Сканер S900 ARTIЦену уточняйте у менеджера

• Zirkonzahn

  Face Hunter сканер лицаЦену уточняйте у менеджера

• Zirkonzahn

  Фрезерный станок М5Цену уточняйте у менеджера

• Zirkonzahn

  Фрезерный станок М1 WET HEAVY with 5 axesЦену уточняйте у менеджера
• Zirkonzahn

  CAD-CAM система ZirkonZahn cad/cam system 5-tecЦену уточняйте у менеджера
• org/Product”>

  Zirkonzahn

  Фрезерный станок M4 WET Heavy MetalЦену уточняйте у менеджера

• Zirkonzahn

  Устройство спектрально-цветового анодирования титанаЦену уточняйте у менеджера

• Zirkonzahn

  Фрезерный станок М2 WET HEAVY METALЦену уточняйте у менеджера

• Zirkonzahn

  Фрезерный станок M2 TeleskoperЦену уточняйте у менеджера

• Zirkonzahn

  Фрезерный станок M2 Dual Wet Heavy MetalЦену уточняйте у менеджера

• Zirkonzahn

  Фрезерный станок M2 Dual TeleskoperЦену уточняйте у менеджера
• org/Product”>

  Zirkonzahn

  Фрезерный станок M2 Dual Double TeleskoperЦену уточняйте у менеджера

ЗАГРУЖАЕТСЯ

Особенности и возможности системы CAD и CAM

• #Пресс-релизы

Прогресс повлиял на все направления медицины. Это касается и стоматологии. Сегодня специальное оборудование можно приобрести в свободном доступе и широком ассортименте. стоматологический интернет магазин articon.ru ознакомит с наиболее актуальными предложениями рынка от проверенных производителей.

Система CAD* и CAM** обладает большим количеством преимуществ. Она предполагает изготовление зубных протезов, коронок или мостов. У представленного варианта действительно множество преимуществ. К числу основополагающих плюсов можно отнести следующие:

• Возможность в полной мере исключить ручную подгонку. В этом случае можно добиться максимальной точности исполнения.
• Коронка и зуб проектируются таким образом, чтобы конструкция смогла выдержать максимальную нагрузку. Это стало возможно благодаря увеличению опорной поверхности. Указанное обстоятельство положительным образом отражается на долговечности и надежности операции.
• Разработка модели реализуется с учетом рядом стоящих зубов. Также учитываются особенности размещения челюстного аппарата. В этом случае ничто не станет мешать и отвлекать. Ненужные пустоты будут в полной мере исключены.
• Возможность максимально сократить сроки изготовления.
• Обтачивание рядом стоящих зубов сведется к минимуму. Подгонять и исправлять ничего не придется.
• Потребности в высокой квалификации специалистов нет. Это парадокс, но это так. Сделать слепок не составит труда. С задачей справится любой опытный доктор-протезист. Главное, чтобы он знал, как работать со специальной техникой и понимал, как ее эффективно использовать.

Понятно, что у любого решения могут присутствовать не только достоинства, но недостатки. С ними также необходимо ознакомиться в обязательном порядке. Иногда могут встречаться противопоказания. Стоимость системы высокая. Кроме того, протезисты должны к ней адаптироваться. Однако и финансовые, и временные затраты более чем оправданы. Будущее за прогрессивными подходами, в этом можно не сомневаться. Способ можно назвать безальтернативным, если отталкиваться от ближайшей и дальней перспективы.

* – CAD (англ. Computer-aided design) — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности.

** – CAM (англ. Computer-aided manufacturing) — автоматизированная система, либо модуль автоматизированной системы, предназначенный для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ.

ООО «АРТИКОН»

ИНН: 7806234896

ОГРН: 1167847204601

Адрес: 197136, Санкт-Петербург г, Чкаловский пр-кт, дом 50, литер Б, помещение 1Н №8

18+

Реклама

 

Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

версия для печати

Вопросы программного обеспечения САПР – взгляд пользователя

Разработка программного обеспечения САПР

5 Факторы, которые следует учитывать при выборе платформы САПР

Выбор платформы САПР может быть очень трудным решением для любой организации. В зависимости от размера организации это может быть очень важным решением, потому что это «прилипчивое решение», и его нельзя легко изменить в будущем. Поэтому решение следует принимать с учетом множества факторов. В этом документе подробно рассматриваются некоторые из этих факторов.

В ходе недавнего опроса, проведенного известным веб-сайтом, 230 специалистам по разработке продуктов были заданы вопросы об уровне их удовлетворенности программным обеспечением САПР. Опрос был направлен на то, чтобы собрать индивидуальный опыт пользователей САПР, превратить его в информативную информацию и выявить общие проблемы, с которыми сталкиваются проектные группы и другие. Общие проблемы были сгруппированы по конкретным причинам, и в общей сложности было выделено четыре основных вопроса.

 

1. Пригодность программного обеспечения САПР

Возможно, самым важным аспектом является пригодность CAD-системы для конкретной организации. Всегда полезно перечислить все рабочие процессы, репрезентативные части, любые специальные процессы и т. д. Затем следует провести сравнительное исследование, чтобы оценить пригодность различных программ САПР по контрольному списку. Можно даже оценивать разные программы по каждому из параметров.

2. Программная экосистема

Это внешний фактор, но важный. Предположим, вам нужно работать с большим количеством поставщиков, тогда нужно учитывать этот аспект. Сможет ли мой поставщик предоставить мне данные в моем формате? С другой стороны, ваши клиенты могут заставить вас предоставлять данные в определенном формате САПР.
Наличие обученных ресурсов также является важным фактором, позволяющим гарантировать, что вы сможете привлекать и удерживать таланты для нужд вашего бизнеса.

3. Кривая обучения программному обеспечению САПР

Когда вводится новый пакет САПР, количество времени, затрачиваемое пользователями на изучение новых функций, имеет решающее значение для того, насколько точно и быстро проектировщики смогут воплотить свои идеи в жизнь.
Хотя компании проводят целенаправленное, последовательное и всестороннее обучение работе с новым программным обеспечением САПР, этого, конечно же, недостаточно, так как пользователь также должен ознакомиться с интерфейсом нового пакета САПР. Излишне говорить, что время, затраченное на это, вызвало немало неудобств.

4. Совместимость

Правильный импорт и экспорт файлов в целом не должен вызывать затруднений. Однако эта проблема стояла на втором месте, поскольку пользователи САПР считали импорт/экспорт или совместимость весьма головной болью. Основная проблема, с которой сталкиваются пользователи САПР при импорте и экспорте файлов, заключается в том, что 3D-модель теряет функции — если у нее нет параметров, у нее нет интеллекта — и, следовательно, она больше не является параметрической. Иногда объект неполный или просто частичный перевод, что означает отсутствие поверхностей.

Многие пакеты САПР не обеспечивают функциональной совместимости, то есть возможности преобразования из других собственных форматов САПР. Это представляет пользователю ситуацию, когда он должен преобразовать его в файл STEP или какой-либо другой нейтральный формат. Это приводит к тому, что инженеры-конструкторы получают противоречивые данные из разных источников, которые могут возвращать сложные определения продукта.

5. Стоимость владения

Стоимость владения имеет большое значение для пользователей. Будь то фактическая стоимость, которая беспокоит пользователей, или тот факт, что они не воспринимают достаточную ценность, стоимость владения всегда оставалась предметом неодобрения для пользователей. Возможной причиной может быть неосведомленность пользователя о важной новой функциональности, доступной в современных CAD-системах, которая может значительно улучшить процессы разработки продукта. Некоторые из этих функций обеспечивают лучшие способы создания документации и управления ею, а также полезные инструменты, такие как генеративный дизайн и моделирование.
Чтобы лучше понять, как использование новых функций может компенсировать идею о том, что стоимость программного обеспечения САПР слишком высока, мы можем оценить одну из новых функций, моделирование, которое дополняет дизайн модели. Компании, выявляющие проблемы проектирования на ранних этапах цикла проектирования, активно используют моделирование на указанном этапе, тем самым интегрируя его в свой дизайн.

Моделирование помогает итерировать дизайн и делать различные выборы намного раньше на этапе, а не делать этот выбор намного позже, на этапе прототипа.

В конечном счете, профессионалам в области разработки продуктов нужна доступная CAD-система, которая обеспечивает ценность их проектов. Интероперабельность остается основным препятствием, которое кажется совершенно ненужным и устаревшим в эту эпоху. Профессионалы-проектировщики хотят, чтобы их CAD-система была привычной для взаимодействия и простой в использовании, а удобство использования превращалось в более легкий процесс поиска и найма.

• Пред.
• Следующий

• Аддитивное производство (6)

• Искусственный интеллект (7)

• Разработка программного обеспечения САПР (6)

• Облачные вычисления (5)

• Ковид-19 (1)

• Цифровая трансформация (3)

• Цифровой двойник (1)

• Оцифровка (1)

• Инженерные услуги (1)

• Инсорсинг (4)

• Аутсорсинг (5)

• Конфигуратор продукта (4)

• Умные машины (2)

• Инженерия, основанная на знаниях (1)

Технологические основы программного обеспечения CAD

Понимание внутренней работы 3D CAD (автоматизированного проектирования) является основой безошибочных и эффективных рабочих процессов. К сожалению, даже опытным пользователям САПР может быть чрезвычайно сложно ориентироваться в мире технологий САПР. В этой статье мы дадим обзор того, как работают CAD-системы, геометрические ядра и форматы файлов, предложим лучшие методы рабочего процесса и выделим некоторые распространенные ошибки, которые могут привести к производственным ошибкам и потере данных.

Все начинается с геометрии

В системах трехмерного автоматизированного проектирования наиболее важным строительным блоком является трехмерная геометрия. Это создается ядром 3D-геометрии, которое является программным компонентом, отвечающим за расчеты геометрии.

Геометрическое ядро ​​лежит в основе каждой CAD-системы, и качество геометрии в первую очередь зависит от ядра, на котором построена ваша CAD-система.

Некоторыми примерами операций, которые может обеспечить геометрическое ядро, являются логические операции, выдавливание, протягивание, лофты и многие другие. Как правило, в геометрическом ядре реализованы тысячи геометрических операций. К 80-м годам 9Представление границ 0119 или b-rep стало отраслевым стандартом математической модели для производственных 3D-приложений. Хотя было бы здорово, если бы стандарт означал не только стандарт математических принципов, но и стандартную реализацию, это не могло быть дальше от истины. Со временем разные поставщики САПР реализовали множество различных механизмов представления границ (также известных как геометрические ядра), что является одной из основных причин плохой совместимости различных САПР даже сегодня.

В мире САПР представление трехмерной геометрии принадлежит к двум различным группам: данные сетки и данные представления границ. Используя аналогию с 2D, мы могли бы сказать, что представление границ — это «векторная графика» геометрии, созданной для производства, а данные сетки — это эквивалент «растровой графики».

Проклятие и благословение: граничное представление

Граничное представление (b-rep) было независимо разработано Яном К. Брейдом и Брюсом Г. Баумгартом в начале 70-х годов. Несмотря на все свои недостатки, b-rep стал отраслевым стандартом в САПР, и несколько компаний разработали коммерческие реализации под названием 9.0119 геометрических ядер , таких как Parasolid от Siemens PLM, ACIS и CGM от Dassault Systemes, Granite от PTC или ShapeManager от Autodesk. B-rep часто ошибочно называют NURBS (неоднородные рациональные B-сплайны), и хотя b-rep может содержать данные NURBS, это гораздо больше.

Так что же такое b-rep?

Граничное представление описывает геометрию с ее границами (сюрприз!). Тело b-rep хранит два разных типа информации:

1. Геометрия: Список точек, кривых, поверхностей, определяющих форму тела.
2. Топология:  Список вершин, ребер и граней, описывающих, какие кривые и поверхности соединены друг с другом, а также отверстия и границы граней.

Примечание. Терминология, которую мы используем ниже, является терминологией b-rep. Некоторые поставщики САПР не делают различий между поверхностями и гранями или кривыми и кромками в своих продуктах.

1. Кривая представлена ​​параметрическим уравнением (например, линия f(u) = p0 + d ⋅ u). Он может быть бесконечным (как линия), периодическим (как эллипс или окружность) или конечным (как сплайн).2. ребро имеет базовую кривую замкнутую или ограниченную двумя вершинами . Когда ребро соединяет две грани, изгиб ребра определяется пересечением двух граней.3. Поверхность представлена ​​параметрическим уравнением (например, плоскость s(u, v) = p0 + u ⋅ d1 + v ⋅ d2). Поверхности могут быть бесконечными (например, плоскость), замкнутыми (например, сфера), периодическими (например, цилиндр) или произвольной формы (например, NURBS-поверхность).4. Грань представляет собой поверхность, обрезанную кривыми. Внешние петли определяют границы грани, внутренние петли определяют отверстия на поверхности. Лицо на картинке 3. имеет точно такую ​​же поверхность, как и поверхность 4., но обрезано внешними и внутренними петлями.5. Одна поверхность может определять замкнутый объем, если поверхность является замкнутой поверхностью, такой как тор или сфера. Геометрии, которые могут быть представлены замкнутыми поверхностями, относительно просты. Например, в цилиндре круглая кромка определяется пересечением бесконечной плоской поверхности и бесконечной цилиндрической поверхности. Обе поверхности подрезаются на пересечении.7. А твердое тело представляет собой набор соединенных и замкнутых граней, определяющих замкнутый объем. Грани определяют границы замкнутого объема. Если грани соединены, но не замкнуты, это называется листовым телом .

Теперь вы можете спросить: зачем нам хранить топологию, когда у нас есть геометрия? Зачем нам отдельно хранить, какие кривые или грани связаны друг с другом? Мы могли бы просто проверить, находятся ли концы кривых в одной и той же точке, и если да, то они соединены, верно? Ответ — однозначное «нет», и именно здесь с концепцией b-rep становится чрезвычайно трудно работать для ядер геометрии.

Проблема заключается в допусках: граничное представление работает с определенными уровнями допуска, потому что оно должно работать по двум причинам:

1. Числа с плавающей запятой («действительные числа» на компьютерах) не являются бесконечно точными.
2. Алгоритмы, выполняющие расчеты с параметрическими кривыми и поверхностями, часто не могут дать точных решений, а только приближения.

Это означает, что вершина, например, означает, что «точка с координатой (x, y, z) и концы некоторых ребер, которые равны 10 ^-6 м недалеко от этой точки». В этом случае допуск составляет 10 ^-6 м.

Топология — это структура данных, описывающая, какие геометрии связаны друг с другом в пределах уровней допуска, а геометрия описывает чисто математическое описание кривых и поверхностей.

Почему наличие допусков является проблемой? Потому что из-за этого могут произойти сбои даже самых простых операций. Пример: предположим, что наше ядро ​​b-rep использует 10 ^-6 м в качестве уровня допуска, что означает, что все, что ближе этого, будет считаться находящимся в одной и той же точке, а все, что дальше, будет считается находящимся в двух различных точках. Тогда пусть у нас есть простой куб, где у нас есть вершина, где конечная точка трех линий в углу куба равна 10 ^-7 м друг от друга.

Пока все хорошо – что может пойти не так? Ну, например, простая операция масштабирования.

Увеличим куб в 100 раз. Расстояние между тремя соединенными ребрами становится равным 10 ^-5 . Внезапно, согласно нашему определению, два ребра больше не встречаются, и наш, казалось бы, точный куб больше не может обрабатываться нашим ядром как твердое тело.

Геометрические ядра продолжают делать эти ошибки, а затем пытаются их исправить. Реализация надежного ядра граничного представления в значительной степени связана с попыткой избежать этих ошибок и попыткой исправить их, как только они случаются. Это огромный вызов. Эксперты B-rep говорят, что для написания надежного ядра с нуля потребуется 10 лет.

Плюсы граничного представления

• Высокая точность, работает с параметрическими кривыми и поверхностями
• Предназначен для производственных приложений
• Является отраслевым стандартом для всех CAD-систем

Недостатки граничного представления

90 045 Относительно подвержены ошибкам операции иногда происходит сбой из-за неточностей
• На компьютерах трудно читать, писать и редактировать

Наиболее распространенные системно-нейтральные форматы файлов b-rep

• STEP: стандартный нейтральный формат b-rep. Каждая профессиональная CAD-система поддерживает чтение и запись. При обмене данными между CAD-системами часто является вторым лучшим вариантом .
  
• IGES: старый и довольно хрупкий формат. Он широко заменяется STEP, и везде, где это возможно, вместо IGES следует использовать STEP.
• X_T: Это собственный формат файла Parasolid, содержащий данные 3D-моделирования, такие как топология, геометрия и т. д.

Совет по рабочему процессу Pro

B-rep иногда неправильно называют «NURBS». B-rep действительно может содержать NURBS-поверхности и кривые, но базовые представления геометрии гораздо более разнообразны. Большинство высококачественных профессиональных геометрических ядер поддерживают множество различных типов кривых и поверхностей. В то время как геометрия NURBS может представлять любую геометрию (включая плоскости, цилиндры или сферы), наличие специальных типов геометрии для обычной геометрии (например, плоскостей, цилиндров или сфер) обеспечивает максимальную точность и производительность.

Точное вычисление пересечения двух NURBS-поверхностей или кривых может оказаться сложной задачей для компьютеров. Например, Parasolid, наиболее широко используемое геометрическое ядро, поддерживает линии, окружности, эллипсы, сплайны и другие типы кривых, а также множество различных типов поверхностей. Таким образом, когда необходимо вычислить пересечение линии и окружности, ядру не нужно выполнять дорогостоящие общие вычисления пересечения NURBS, но оно может легко найти очень точное аналитическое решение за долю времени, которое NURBS вычисляет. нужен расчет.

Наиболее популярные САПР и их геометрические ядра

• SOLIDWORKS – Parasolid
• Siemens NX – Parasolid
• Siemens Solid Edge – Parasolid
• Autodesk Fusion 360 – ShapeManager
9004 5 PTC Creo — Гранит
• Shapr3D — Парасолид
• Autodesk Inventor — ShapeManager
• Dassault Systemes CATIA — CGM

Знаете ли вы?

Геометрические ядра нелегко написать или заменить. Одна из самых дорогостоящих программных проблем в истории произошла, когда Dassault Systemes заменила обновление ядра CATIA с V4 на V5. Проблемы несовместимости, возникшие в этой версии, обошлись Airbus примерно в 6,1 миллиарда долларов из-за задержек в производстве.

Не подходит для САПР: представление сетки

Геометрия сетки представляет собой список треугольников, которые могут составлять или не составлять закрытое водонепроницаемое тело. Точность тела-сетки зависит от разрешения сетки, и теоретически с помощью тела-сетки произвольное твердое тело можно очень точно аппроксимировать, создав более плотную треугольную сетку. Однако увеличение разрешения происходит за счет значительного увеличения использования памяти и снижения производительности. CAD-системы не любят работать с файлами сетки, а большинство инструментов для редактирования сетки ограничены. В последние несколько лет CAD-системы все чаще могут смешивать геометрию сетки с геометрией b-rep в определенной степени благодаря таким технологиям, как конвергентное моделирование Parasolid.

Обычно существует три различных способа создания тел-сеток:

Полигональное моделирование

‍ CAD-системы предназначены не для графики, а для производства. Однако инструменты трехмерной графики в основном работают с каким-либо представлением сетки, и при экспорте данных из этих инструментов будут создаваться файлы, содержащие сетки. Примеры: Maya, Modo, SketchUp, 3D Studio Max.

3D-сканеры

‍ Сканеры на основе фотограмметрии и LiDAR создают данные 3D-сетки. Эти сетки можно использовать в качестве эталонных объектов для обратного проектирования.

Триангуляция b-rep

‍ Точно так же, как вы можете перейти от векторной графики к растровой, вы можете аналогичным образом преобразовать b-rep в треугольники. Преобразование b-rep в треугольники называется тесселяцией. Тесселяция чрезвычайно важна по двум причинам. Во-первых, графические процессоры не могут напрямую отображать b-rep, а только данные сетки. Таким образом, чтобы отобразить модель САПР, она должна быть мозаичной, а мозаичная модель должна быть загружена в графический процессор, который будет отображать мозаичные данные. Во-вторых, когда данные САПР экспортируются в формат сетки, это также происходит путем тесселяции данных. Одним из типичных вариантов использования является экспорт в STL или 3MF для 3D-печати.

Плюсы представления сетки

• Простота отображения
• Легкость чтения и записи
• Различные приложения интерпретируют данные одинаково, преобразование данных не требуется

Минусы представления сетки

9 Программное обеспечение 0045 CAD, как правило, не очень хорошо при работе с ним
• Неточное
• Непригодно для многих производственных приложений
• Данные сетки должны использоваться в первую очередь в качестве выходного формата для определенных производственных приложений, а не в качестве формата импорта — одно заметное исключение — эталонные объекты сетки для обратного проектирования

Распространенные форматы сетки

Данные сетки можно хранить несколькими способами, что означает, что у вас есть несколько вариантов форматов файла сетки.

STL (стереолитография, стандартный треугольный язык)

Один из старейших форматов. Это очень простой формат файла, который не содержит ничего, кроме списка треугольников. Рекомендуется избегать его использования, когда это возможно, так как он не хранит информацию о единицах измерения.

3MF (производственный формат 3D)

Современная замена формата STL. Может содержать единицу измерения, материал, цвет и много другой информации, необходимой для изготовления детали.

USDZ, GLTF 

Эти форматы очень похожи, оба оптимизированы для целей визуализации, поскольку в них хранится информация об освещении и материале PBR. USDZ и GLTF также являются стандартными форматами дополненной реальности. Большинство современных устройств iOS (USDZ) и Android (GLTF) изначально поддерживают эти форматы для просмотра и дополненной реальности.

OBJ, FBX, 3DS

Существует длинный список дополнительных форматов 3D-сетки. Эти форматы в основном используются программным обеспечением для трехмерной графики, а также могут использоваться для взаимодействия между системами САПР и графическим программным обеспечением.

Советы по рабочему процессу Pro

• Будьте осторожны при работе с импортированными данными сетки, такими как файлы STL или 3MF. Сетки отлично подходят для использования в качестве эталонных объектов для обратного проектирования, но их трудно редактировать в системе САПР.
• Настоятельно рекомендуется использовать 3MF вместо STL, так как 3MF — это современный формат, который также содержит единицы измерения, отличные от STL.
• Не доверяйте преобразователям сетки в САПР, если вы действительно не знаете, что делаете. Эти преобразователи либо просто преобразуют треугольники один за другим в грани, либо пытаются аппроксимировать геометрию САПР. Ни то, ни другое не приведет к точным результатам, и чаще всего простая переделка детали приводит к результатам более высокого качества. Даже в случае успешного преобразования могут возникнуть скрытые проблемы, которые впоследствии могут привести к неточностям и ошибкам моделирования.

Примеры файлов сетки

Теперь, когда мы разъяснили все различные форматы сетки, пришло время более подробно рассмотреть, как выглядят различные файлы сетки. В приведенной ниже галерее показано, насколько разными они могут быть:

Solid mesh bodySheet meshMesh данные 3D-сканирования

Программное обеспечение САПР: парадигмы моделирования

Теперь, когда мы понимаем, как трехмерная геометрия представлена ​​в системе САПР, давайте посмотрим, как создается и модифицируется представление границ. Существует три основных метода моделирования: поверхностное моделирование, параметрическое моделирование на основе предыстории и прямое моделирование. Каждый из этих методов моделирования имеет свои сильные и слабые стороны.

1. Моделирование поверхности

Обзор

‍ Моделирование поверхностей дает пользователю максимальный контроль над геометрией, но создание высококачественных моделей поверхностей требует от дизайнера САПР наибольшего опыта.

Применение

‍ Моделирование поверхности в основном используется в промышленном дизайне, где чрезвычайно важны качество и внешний вид поверхности. В автомобильной промышленности высококачественное моделирование поверхностей часто называют моделированием поверхностей класса А, но этот термин на самом деле не имеет строгого математического определения, кроме как «хорошо выглядящие сплошные поверхности класса G2+».

Рабочий процесс

‍ ‍ Традиционное поверхностное моделирование работает непосредственно с кривыми и поверхностями. Поверхности создаются путем лофтинга, сдвига, выдавливания, вращения трехмерных кривых, изменения контрольных точек поверхности NURBS, обрезки их другими поверхностями и других подобных низкоуровневых методов моделирования. Чтобы создать твердое тело, необходимо создать набор замкнутых поверхностей, идеально совпадающих по своим границам. Чтобы гарантировать приятный физический вид, дизайнеры часто стремятся к высокой степени непрерывности (в идеале G2 или выше) и хорошей кривизне между двумя или более поверхностями, чего часто чрезвычайно трудно достичь с помощью этих методов.

Изменение геометрии в среде моделирования поверхностей выполняется вручную.

Например, для изменения твердого тела требуется ручное редактирование граней тела, а затем сшивание измененных граней вместе для формирования твердого тела. Это может быть чрезвычайно сложно для сложной геометрии и требует высококвалифицированных специалистов по моделированию поверхностей.
В настоящее время все больше и больше дизайнеров переходят к субдиапазонному моделированию для создания высококачественных органических форм, но традиционное поверхностное моделирование по-прежнему остается очень важным методом в промышленном дизайне. Тем не менее, в настоящее время subd доступен во все большем количестве CAD-систем, помогая дизайнерам создавать великолепные проекты более эффективно. Подробное описание моделирования subd выходит далеко за рамки этой статьи.

2. Моделирование на основе параметрической истории

Обзор

‍ Моделирование на основе параметрической истории является доминирующей парадигмой моделирования в проектировании и проектировании. Моделирование на основе истории, впервые реализованное PTC (Parametric Technology Corporation — это звоночек?) в 80-х годах, по-прежнему является наиболее широко используемой техникой для создания геометрии представления границ.

Приложения

‍ Моделирование на основе истории имеет широкий спектр применений от проектирования до инженерных проектов. Хорошо спроектированные параметрические модели можно легко изменить и настроить, просто изменив параметры, определяющие взаимосвязь между функциями модели.

Рабочий процесс

‍ Разработчики моделей на основе истории создают геометрию, оценивая список связанных операций. Концептуально в инструменте на основе истории есть два основных строительных блока: 2D-эскизы и создатели и модификаторы 3D-геометрии (например, выдавливание и скругление). Список этих операций в некоторых CAD-системах называется «деревом признаков», а в некоторых других — «временной шкалой». Рабочий процесс обычно начинается с создания 2D-эскиза, а также определения размеров и позиционирования эскиза с использованием ограничений (ограничения — это декларативный способ определения отношений между эскизами, например, принудительная параллельность двух линий или принудительная установка линии и окружности по касательной). Затем профили, созданные по эскизам, превращаются в 3D-объекты с помощью команды создания 3D-геометрии, такой как выдавливание, вращение или лофт.

Записывая эти этапы моделирования, CAD-система создает список операций, называемый параметрической историей объекта.

Это (теоретически) дает возможность вернуться к определенной точке в списке команд, изменить там некоторые параметры, а затем вернуться в конец цепочки команд, повторно применяя последующие операции над измененной операцией. Если список операций был продуманно создан для поддержки запрошенного изменения, модель корректно обновится.

Параметрическая история присваивает имена топологиям на основе семантики признаков, поэтому, если пользователь изменяет параметр, система может использовать ранее использовавшиеся топологии с новой моделью. Однако из-за эвристического характера алгоритма именование может не соответствовать предполагаемой пользователем топологии, что приводит к ошибкам или возможному использованию неправильных топологий.
‍
В устаревших CAD-системах исправление этих ошибок может быть чрезвычайно сложным и занимать много времени. Однако современные CAD-системы предоставляют простые механизмы устранения неполадок и обработки ошибок.

3. Прямое моделирование

Обзор

Несмотря на некоторую путаницу в терминологии, в этой статье мы будем называть прямое моделирование методом моделирования, при котором определенные модификации достигаются путем смещения, перемещения, поворота и изменения граней. и особенности тела вместо изменения параметров моделирования или эскиза на временной шкале (параметрическая история). Современное прямое моделирование было впервые предложено Блейком Кортером из SpaceClaim в начале 10-х годов. Хотя некоторые поставщики САПР утверждают обратное, прямое моделирование не является ортогональным моделированию на основе параметрической истории — на самом деле, этапы прямого моделирования могут быть добавлены в большинство современных систем САПР на основе параметрической истории.

Приложения

‍ Прямое моделирование делает определенные изменения в моделировании простыми и интуитивно понятными, поэтому оно широко используется для концептуального проектирования. Еще одним типичным применением прямого моделирования является подготовка геометрии к моделированию. В некоторых случаях прямое моделирование делает возможными определенные изменения, которые было бы невозможно или чрезвычайно трудоемко сделать путем модификации параметрической истории.

Рабочий процесс

‍ Рабочий процесс прямого моделирования во многом очень похож на рабочий процесс на основе параметрической истории, когда речь идет о создание геометрии . Самая большая разница заключается в том, как работает , изменяя геометрию. Создание геометрии также основано на создании 2D-профилей и последующем преобразовании этих профилей в 3D-геометрию с помощью различных операций моделирования.

Однако при прямом моделировании изменение геометрии осуществляется не путем изменения временной шкалы (особенно потому, что в «чистых» системах прямого моделирования, таких как SpaceClaim, временная шкала вообще отсутствует), а путем непосредственного редактирования геометрии. Когда люди ссылаются на операции прямого моделирования в современной системе САПР, они обычно имеют в виду операции смещения грани, перемещения грани, удаления грани, замены грани, перемещения края и изменения скругления. Эти операции представляют собой непосредственное редактирование геометрии и достижение геометрических изменений за счет сжатия и расширения граней вокруг обрабатываемых граней.

Самое большое преимущество и самый большой недостаток прямого моделирования.

Поскольку он редактирует геометрию напрямую, для ее редактирования не требуется параметрическая история геометрии. Тем не менее, отсутствие истории проектирования делает определенные виды сложных изменений дизайна трудоемкими.

Заблуждение о прямом моделировании

Теперь, когда мы понимаем основы параметрического и прямого моделирования, пришло время устранить основное недоразумение, связанное с прямым моделированием:

Прямое моделирование не равно геометрии выталкивания и вытягивания.

Хотя операции прямого моделирования часто предоставляют интерактивные элементы управления для перемещения и изменения лиц и элементов, эти интерактивные элементы управления не имеют большого отношения к прямому моделированию. Эти стрелки и другие элементы управления просто изменяют числовые значения, которые также можно вводить с клавиатуры. Просто часто очень удобно использовать интерактивные элементы управления вместо ввода значений, особенно на этапе концептуального проектирования и исследования моделирования.
‍
Чтобы еще больше прояснить разницу между прямым моделированием и параметрическим моделированием, вот очень простой пример того, что происходит внутри, когда мы создаем и модифицируем цилиндр.

Параметрическое моделирование

Сначала посмотрим, как выглядит каждый шаг в среде параметрического моделирования.

Шаг 1: создание тела

• Нарисуйте круг на плоскости. Записаны операции под капотом:
  1. Эскиз (круг)
• ‍ ‍ Используйте команду выдавливания, чтобы выдавить круг до 10 мм. Записанные операции под капотом:
  1. Эскиз(окружность)
  2. Выдавливание (профиль = окружность, высота = 10 мм)

Шаг 2: изменение тела

• Выберите 901 19 выдавить (профиль = круг, высота = 10 мм ) и измените параметр высота на 15 мм. Записанные операции под капотом:
  1. Эскиз (круг)
  2. Выдавливание (профиль = круг, высота = 15мм)

Прямое моделирование

Теперь давайте повторим тот же процесс в среде прямого моделирования.

Шаг 1: создание тела

• Нарисуйте круг на плоскости. Записанная геометрия под капотом:
  1. Круглый профиль
• Используйте команду вытягивания, чтобы выдавить круг на 10 мм. Записанная геометрия под капотом:
  1. Круглый профиль сплошной цилиндр, с двумя плоскими гранями снизу и сверху на расстоянии 10 мм друг от друга, и одной цилиндрической гранью, соединяющей низ и верх.

Шаг 2: изменение тела

• ‍ Выберите верхнюю грань цилиндрического тела и переместите ее вверх на 5 мм. Записанная геометрия под капотом:
  1. Круглый профиль сплошной цилиндр, с двумя плоскими гранями снизу и сверху на расстоянии 15 мм друг от друга, и одной цилиндрической гранью, соединяющей низ и верх.

Как видите, этап создания геометрии с точки зрения пользователя — это точно такой же процесс, однако под капотом происходит совершенно другое. С точки зрения пользователя, самая большая разница заключается в том, как выполняется модификация.

Отображение геометрии

Компьютеры великолепно отображают трехмерную графику, но они не могут напрямую отображать данные b-rep. Итак, нам нужно создать какие-то данные из b-rep, которые компьютеры любят отображать: набор треугольников образует поверхности, а набор линий — ребра (отсылка к моему более раннему заголовку «Триангуляция b-rep ранее»).

.

Вы можете спросить: если у меня на экране куча треугольников и линий, как я могу видеть красивые изогнутые поверхности? Ну, это много очень-очень маленьких линий и треугольников. Внимательно посмотрев на изображения ниже, вы увидите, что круглые ребра на самом деле состоят из небольших отрезков линий.
‍

Очень важно отметить, что это не имеет ничего общего с фактическим качеством геометрии. Геометрия по-прежнему представлена ​​в виде точного круга, сегментируется только ее визуализация, потому что именно так компьютеры могут эффективно отображать 3D-графику.

Программы САПР обычно используют разные приемы для отображения огромного количества геометрии. Один из типичных трюков называется LoD (Level of Detail). LoD просто означает, что когда вы смотрите на что-то издалека, будет отображаться сетка с более низким разрешением, но когда вы увеличиваете масштаб, система CAD загрузит версию геометрии с более высоким разрешением.

Таким образом, при уменьшении масштаба и просмотре большой сборки производительность рендеринга не ухудшится.