Сравнение различных видов трехмерного моделирования

Экономические выгоды от 3D-проектирования

Трехмерное моделирование стало общепринятым методом при разработке изделий машиностроительного производства и особенно в автомобильной и космической отраслях, поскольку оно дает убедительный экономический эффект. При проектировании в 3D ошибки могут быть найдены и исправлены прежде, чем изделие дойдет до производства. Раннее диагностирование на компьютере таких проблем, как неправильные размеры, пересечения деталей, недоступные для обслуживания компоненты, узлы, которые невозможно собрать, – всё это значительно сокращает общий цикл проектирования и, следовательно, уменьшает его стоимость.

Применение тех же готовых 3D -моделей в системах инженерных расчетов, подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и контроля качества уменьшает время и стоимость решения этих задач. Это делает изделие более экономичным при одновременном увеличении его надежности и эффективности. Кроме того, наличие 3D -модели уменьшает затраты на разработку чертежей за счет автоматизации процесса создания видов и сокращения количества разрезов и сечений, которые были бы необходимы при чисто двухмерном подходе.

Большинство 3D CAD -систем используют так называемые твердотельные компьютерные модели. Это такие системы, как CATIA V5, Pro/ENGINEER, Unigraphics NX, SolidWorks, Solid Edge, Autodesk Inventor, CoCreate Solid Designer, CADKEY Workshop, VX CAD (бывш Varimetrix).

Различия между этими системами твердотельного моделирования и более старыми системами типа AutoCAD были несколько размыты тем фактом, что 2D -функции "старушек" были впоследствии усилены возможностями каркасного, поверхностного и твердотельного 3D -моделирования. Однако, несмотря на эти усовершенствования, не многие компании смогли успешно внедрить методы 3D -проектирования, используя системы, первоначально созданные для разработки чертежей в конце 1970-х и начале 80-х годов.

Каркасное моделирование

Каркасная модель полностью (рис. 1) описывается в терминах точек и линий. Каркасное моделирование представляет собой моделирование самого низкого уровня и имеет ряд серьезных ограничений, большинство из которых возникает из-за недостатка информации о гранях, заключенных между линиями, и невозможности выделить внешнюю и внутреннюю область изображения твердого объемного тела. Однако каркасная модель требует гораздо меньше компьютерной памяти, чем две другие модели, и может оказаться вполне пригодной для решения некоторых других задач, относящихся к простым формам.

Рис. 1. Пример каркасной модели

Поверхностное моделирование

Поверхностная модель (рис. 2) определяется с помощью точек, линий и поверхностей (рис. 3). Таким образом, ее можно рассматривать как модель более высокого уровня, чем каркасную модель, а следовательно, как более гибкую и многофункциональную.

Рис. 2. Пример поверхностной модели

Твердотельное моделирование

Твердотельная модель (рис. 3) описывается в терминах того трехмерного объема, который занимает определяемое ею тело. Таким образом, твердотельное моделирование является единственным средством, которое обеспечивает полное однозначное описание трехмерной геометрической формы. Этот способ моделирования представляет собой самый современный и наиболее мощный из трех разработанных методов.

Рис. 3. Пример твердотельной модели

Список использованной литературы:

1. Живов Л.И., Овчинников А.Г., Складчиков Е.Н. Кузнечно-штамповочное оборудование. Учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана. 2006.