Часть 2 основы проектирования в 3d-пространстве Лекция №4 Переход от двухмерного черчения к трехмерному моделированию. Интеграция с 2d черчением. Понимание отличий

Теоретические вопросы:

4.1 Переход от двухмерного черчения к трехмерному моделированию

4.2 Интеграция с 2D черчением

4.3 Этапы проектирование 3D модели

4.1. Переход от двухмерного черчения к трехмерному моделированию

Изображения трехмерных объектов на экране компьютера - очень красивое и впечатляющее зрелище (рис. 28). Эта красота достигается долгой и кропотливой работой конструкторов и художников. Каждый из них вынужден выбирать что-то из множества программных продуктов, чтобы найти наиболее удобный инструмент для достижения своих целей.

За последние годы произошел существенный рост в области программного обеспечения САПР на персональных компьютерах. Вместе с параллельным ростом производительности персональных компьютеров это программное обеспечение сейчас во многом соответствует уровню известных больших систем проектирования, работающих на рабочих станциях с операционной системой UNIX.

Сегодня, благодаря САПР для ПК, даже небольшие проектные подразделения и организации могут позволить себе такие же параметрические трехмерные системы моделирования, что и их крупные конкуренты. При этом они получают в свое распоряжение те же самые преимущества и возможности, что и их коллеги, работающие с дорогостоящими программами. Основной тенденцией современного рынка САПР является движение в сторону 3D моделирования на ПК.

Рис. 28. Пример изображения варианта промышленной застройки

Эффективность проектирования. Хотя у некоторых проектировщиков, привыкших работать с чертежами, порой возникают трудности, в принципе 3D технология считается более наглядным и интуитивным методом для создания современных все более сложных объектов. При этом по 3D модели можно автоматически получить необходимые чертежи в случае необходимости, и осуществляется это за считанные нажатия на кнопку мыши.

Качество проектирования. 3D моделирование обеспечивает существенно более наглядный способ визуализации проектируемого объекта. Возможность сначала сосредоточиться на отдельных элементах, а в последующем сделать общую сборку сильно облегчает задачу. На этом этапе, как правило, формируется библиотека трехмерных объектов. Таким образом, спроектированные узлы пригодятся и в других проектах.

Следующим шагом является последовательная сборка, блок за блоком. Это позволяет снизить вероятность ошибок, особенно в случае сложных сборок.

Проектировщик может исследовать внутреннюю структуру сборки, проверить детали на пересекаемость. В процессе сборки узлов моделей по конструкторской документации (КД) современные системы позволяют определить нестыковку узлов. Например, бывает иногда ситуации, когда ясно видно, что конструктивный элемент не вписывается в указанное место.

Это, в свою очередь, позволяет заблаговременно устранить ошибки при разработке КД. В случае движущихся механизмов можно с помощью анимации провести кинематические исследования. Разработка моделей и узлов выполняется точно, в реальных единицах измерения, что позволяет впоследствии быстро начертить сборочные и деталировочные рабочие чертежи, в любой проекции, с простановкой всех необходимых размеров.

Снижение общего времени проектирования. Большинство прикладных программ САПР, таких как подготовка программ для станков с ЧПУ, прочностные расчеты, технологическое проектирование, требуют трехмерной информации о проектируемом объекте. Поэтому использование 3D моделирования позволяет непосредственно интегрироваться со многими приложениями, сокращая лишние операции по подготовке данных.

Повышение конкурентоспособности. 3D моделирование предлагает тем проектировщикам, которые его используют, очевидные конкурентные преимущества над пользователями “чистого” 2D черчения. Большая скорость и качество позволяют существенно быстрее доводить продукт до рынка, также впрочем, как и производить изменения под влиянием меняющихся рыночных запросов. Однако в некоторых случаях переход от 2D к 3D не столь эффективен и зачастую бывает, сопряжен с излишними проблемами, например, если организация проектирует относительно несложные изделия и не нуждается в специализированных приложениях, использующих 3D информацию.

В этих случаях проектирование в 2D может быть весьма эффективным, а 3D не даст очевидных преимуществ.

Кроме того, в этих случаях тот факт, что переход от 2D к 3D потребует времени, усилий и изменения всего подхода к процессу проектирования, может стать существенным тормозящим фактором. Необходимо отметить, что сама природа 3D моделирования диаметрально противоположна 2D процессу. В 2D конструктор начинает с простых объектов, затем добавляет линии, дуги и другие элементы, пока чертеж не будет закончен. В противоположность этому в 3D конструктор обычно начинает с самого большого базового “куска” материала, из которого затем вычитаются “лишние” части – вырезаются отверстия, сглаживаются ребра и т.д. В конце концов, в результате этих операций модель обретает законченный вид.

В 2D черчении конструктор должен аккуратно следить за расположением линий, постоянно осуществляя мысленное проецирование проектируемого объекта, что является не такой уж простой задачей. В 3D проектировании этой проблемы нет, зато нужно приобрести навыки манипулирования трехмерными объектами и способами точной увязки трехмерных элементов между собой.