Яндекс.Метрика

Система автоматизированного проектирования. Параметрическое, поверхностное и твердотельное моделирование

Категория: 3D технологии
Дата: 28. Апр. 2014 в 08:15

Раньше мы уже рассматривали такие виды 3Д моделирования, как низко- и высокополигональное моделирование, предметное моделирование, сплайновое и NURBS моделирование. В данной же статье мы рассмотрим еще 3 вида моделирования объектов: параметрическое, поверхностное и твердотельное.

САПР или система автоматизированного проектирования – это организационно-техническая система, которая отвечает и реализует информационную технологию проектирования, автоматизирует процесс проектирования, и состоит з комплекса технических, программных средств для проектирования и персонала, задействованного в процессе проектирования и его автоматизации.

Параметрическое моделирование


Параметрическое моделирование – это проектирование модели объекта с использованием параметров и соотношений между параметрами ее элементов. С помощью параметризации (параметрического моделирования) можно за короткое время опробовать различные комбинации геометрического соотношения и изменения параметров модели, внести необходимые корректировки и избежать дальнейших ошибок.

3д моделирование, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализацияПроектирование объектов, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализация

Параметрическое трехмерное или двумерное моделирование существенно отличается от обычного черчения или 3Д-моделирования. В случае с параметрическим моделированием создается математическая модель с параметрами, изменение которых влечет за собой изменение всей конфигурации детали, перемещение деталей в сборке и прочие похожие трансформации.

Идея создать параметрическое моделирование появилась достаточно давно, но к сожалению воплощение в жизнь было невозможно из-за недостаточной производительности компьютеров. 1989 год стал датой рождения параметрического моделирования, так как именно в этом году были выпущены первые САПРы с функциями параметризации.

Формирование и внедрение зависимостей и манипуляции с ними по сути являются процессом проектирования. Поэтому параметрическое моделирование является самым простым, удобным способом проектировать объекты, так как именно данная технология предоставляет специалисту полный доступ к контролю зависимостей. Параметризация как метод проектирования объектов для специалистов является таким же легким способом как редактирование текста в ворде.

Виды трехмерного моделирования, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализацияСоздание 3д моделей, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализация

При моделировании объектов используют такие термины, как поверхностное моделирование и твердотельное моделирование. В результате такого моделирования получаем некоторую оболочку (или несколько оболочек), которая описывает поверхность моделируемого объекта. Чем же отличаются эти два вида геометрического моделирования?

Поверхностное моделирование


Поверхностное моделирование – является одной из самых лучших технологий, применяемых для создания объемных или 3D объектов и форм. Данная технология реализована в программах верхнего уровня. Поверхностное моделирование используется специалистами для создания сложных форм; применяется для изображения поверхностей деталей внешнего вида – машины, самолеты, бытовая и промышленная техника. Технология применяется для проектировки объектов, изготовляемыми штамповочными или литьевыми способами.

Создание объемных объектов, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализацияПоверхностное моделирование, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализация

Преимущества поверхностного моделирования:

  1. Достоверное представление любого по сложности объекта;
  2. Контроль взаимно расположенных деталей;
  3. Подготовка управляющих программ для станков.

При моделировании поверхностей в первую очередь создаются и видоизменяются поверхности всех элементов и деталей моделируемого объекта. Поверхности элементов соединяют между собой путем скругления или перехода, на местах их пересечения лишнее обрезают, и, таким образом, из всех поверхностей собирают внешнюю оболочку моделируемого объекта.

3д модель поверхности, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализация3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализация

Поверхностное моделирование способно проектировать поверхности объекта, внутри же изделие пустое, которое состоит из патчей. Патч и топологические поверхности являются основными понятиями, которые используются при поверхностном моделировании. Поверхность – это и есть геометрическая модель такая же как и тела, и адаптивные формы. Поверхность это собственно граница, которая делит рабочее пространство на два полупространства.

К слову, при поверхностном моделировании совсем необязательно, чтобы оболочка модели была замкнутой. Довольно часто применяют поверхностное моделирование для моделирования сложных элементов, деталей объекта. Моделирование поверхностей широко применяется для проектирования планеров самолетов, кузовов автомобилей и т.п.

Поверхностное моделирование, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализация

Твердотельное моделирование


Твердотельное моделирование – это проектирование тел, имеющих все признаки физического тела. Объекты, выполненные с помощью данной технологии, лучше воспринимаются по сравнению с объектами, выполненными другими способами.

Трехмерное моделирование, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализация3д модели детали, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализация

При твердотельном моделировании моделлеры работают не с отдельными поверхностями, а сразу с оболочками. Поверхность моделируемого объекта полностью описывается оболочками, которые отделяют внутренний объем объекта от всего остального пространства. В твердотельном моделировании процесс построения оболочки объекта аналогичен процессу изготовления самого моделируемого объекта. Сначала создается оболочка простой формы, которую потом уже подгоняют под модель нужным образом.

Преимущества твердотельного моделирования:

  1. Лучшая визуализация и восприятие созданной модели – трехмерная модель с применением современных технологий выглядит более чем реалистично.
  2. Автоматическое формирование чертежей – одно из самых главных преимуществ данной технологии. Построение модели и формирование чертежей по ней с использованием твердотельного моделирования – дело нескольких секунд.
  3. Быстрота и легкость в процессе внесения изменений и корректировок в модель – не нужно заново формировать чертеж, достаточно изменить нужные пункты и обновить программу. Также можно использовать шаблоны, что значительно сократит время на выполнение работы.
  4. Объединение с различными дополнительными приложениями – интеграция позволяет сократить время, использовав сразу полученные результаты на последующих стадиях работы.
  5. Скорость при проектировании – твердотельное моделирование сокращает срок выполнения проектирования объекта. Быстрота моделирования позитивно влияет на скорость возвращения вложенных инвестиций.

Создание твердотельных моделей как никогда сегодня актуально. Важно не только быстро создавать объект, но и так же быстро редактировать его. Твердотельное моделирование обладает данными качествами, поэтому оно считается самой совершенной технологией. Методы представлений, а именно граничный и конструктивный обеспечивают максимально реалистичные модели.

Обладая такими существенными преимуществами, твердотельное моделирование признано самым быстрым, качественным и эффективным методом при проектировании сложных объектов.

Последовательность твердотельного моделирования


В зависимости от сложности моделируемого объекта моделирование может включать в себя построение одного или нескольких тел. Создание одиночного тела начинается с построения одного тела простой формы или построения тела на базе поверхностей, или построения тела на базе линий. 

Простые тела: прямоугольная призма, сферическое тело, цилиндрическое тело, коническое тело, тороидальное тело.
Тела на базе линий: тело выдавливания, тело вращения, тело сдвига, тело заметания, тело на основе плоских сечений.
Тело на базе поверхностей: тело в форме листа.

Действия, операции, которые можно проводить над всеми телами:

  • булево объединение тел;
  • булево пересечение тел;
  • булево разность тел;
  • резка тела поверхностями;
  • построение симметричного тела;
  • построение эквидистантного тела;
  • построение тонкостенного тела;
  • скругление ребер тела;
  • фаски ребер тела;
  • построение ребер жесткости;
  • построение тела с пустотами.

Моделирование твердотельное, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализацияМоделирование сложных объектов, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализация

Как уже говорилось, процесс построения оболочки сложного тела аналогичен процессу изготовления самого моделируемого объекта. С помощью операции булева объединения к телу можно добавить требуемый объем (для этого необходимо создать еще одно тело и объединить с исходным телом). Аналогичным образом с помощью операций булева пересечения или вычитания из тела можно убрать ненужный объем (отрезать лишнюю часть объема). С помощью остальных операций можно скруглить ребра тела, снять с них фаски (убрать скругленность), построить тонкостенное тело. Для симметричных тел достаточно будет построить только одну половину тела, а затем применить операцию построения симметричного тела.

При создании нескольких тел можно получить сборку тел. При сборке тел все тела равноправны.

Поверхностное и твердотельное моделирование: общее и отличия


Поверхностное моделирование (моделирование поверхностей) имеет много общего и много отличий с твердотельным моделированием (моделирование твердых тел). После проведения моделирования в обоих случаях результатом является оболочка, которая описывает поверхность объекта.

При поверхностном моделировании специалист сначала создает поверхность, модифицирует ее. Затем поверхность обрезается по линиям пересечения и соединяется с другими поверхностями. Таким образом, мастер «складывает» нужную оболочку. Такой способ моделирования позволяет создавать сложные формы и объекты.

3д моделирование и визуализация, 3д моделирование, система автоматизированного проектирования, САПР, параметрическое моделирование, поверхностное моделирование, твердотельное моделирование, 3д визуализация

Работая по твердотельной технологии, специалист сначала работает с оболочкой, а потом с отдельными поверхностями. Принцип работы простой: создание простой оболочки, полностью описываемой объект. Потом с помощью различных операций: булевые, округления, построения ребер и других, оболочке придается нужная форма.

Поверхностное и твердотельное моделирование являются всего лишь разными способами для достижения одного и того же результата. Аналогичные действия, выполненные в разной последовательности, определяют главные отличия между поверхностным и твердотельным моделированием.


Компания KOLORO специализируется на 3Д моделировании - создании точных копий объектов. В нашем штате работают лучшие специалисты в области 3Д моделирования и визуализации. Чтобы просчитать стоимость 3Д моделирования интересующего вас объекта, напишите нам письмо на адрес info@koloro.com.ua с пометкой "стоимость 3Д моделирования".

На основании построенной 3Д модели мы можем напечатать вам ее на 3Д принтере и даже изготовить небольшую партию с помощью литья в силиконовые формы.

Фото Алина
Подготовил Алина Маркетолог
5.8 10 5

Понравилась статья?

Проголовало: 5, оценка: 5.8 из 10

comments powered by HyperComments

Подпишитесь на советы и исследования

Практические советы, обзоры, исследования по брендингу и интернет-маркетингу

На дайджест уже подписались 11000 специалиста


Присоединяйся к нам в соцсетях


ßíäåêñ.Ìåòðèêà

Запрос на бесплатную консультацию

Отправив запрос, вы получаете:

  • Письмо или звонок от нашего менеджера
  • Оценку стоимости проекта
  • Личную встречу, при необходимости
  • Конфедициальность гарантирована!

Заказать обратный звонок

Ваше имя Ваш номер телефона Удобное время звонка

присоеденяйтесь к 11000 подписчикам:

присоеденяйтесь к 11000 подписчикам:

Спасибо!
Получайте дайджест
практических советов
от опытных специалистов
маркетинга и брендинга!