7 - 2010

Возможности системы реверсивного инжиниринга CopyCAD 2010 на ядре Parasolid

Компания Delcam сообщила о выходе в свет новой версии системы для реверсивного инжиниринга CopyCAD. Главной особенностью 2010-й версии стало использование математического ядра Parasolid (разработка фирмы Siemens PLM Software), которое применяется в подавляющем большинстве поверхностных и твердотельных CAD-систем и является одним из общепризнанных индустриальных стандартов для 3D-моделирования. 2010-я версия CopyCAD также поддерживает новые алгоритмы для создания поверхностей на основе границ и направляющих кривых. Кроме того, в системе реализованы новые функции для контроля сложных деталей.

CopyCAD является единственной в своем роде CAD-системой, которая может одновременно работать не только с поверхностными и твердотельными 3D-моделями, что позволяет делать любой гибридный моделировщик, но и с каркасными (триангулированными) данными. Такая концепция 3D-моделирования получила название Tribrid Modelling, причем применение различных техник 3D-моделирования в одном программном продукте дает возможность существенно уменьшить потребность в передаче 3D-данных, что значительно упрощает процесс моделирования изделия в целом. Особо отметим высокую функциональность CopyCAD, позволяющего применять многие команды к геометрии разного типа. Например, возможны булевы операции между триангулированной поверхностью и твердотельной моделью. Это делает CopyCAD идеальным продуктом для реверсивного инжиниринга существующих изделий или для изготовления спортивных либо медицинских изделий индивидуального назначения с учетом особенностей строения тела конкретного человека.

Сканирование прототипа изделия лазерным сканером

Сканирование прототипа изделия лазерным сканером

Программный продукт CopyCAD является завершенным решением, полностью охватывающим задачи реверсивного инжиниринга. В то же время заложенные в CopyCAD алгоритмы работы с 3D-моделями являются фундаментом для других программных продуктов. Например, медицинское подразделение компании Delcam уже вывело на рынок такие специализированные продукты, как DentCAD для моделирования большинства типов зубных протезов и OrthoModel для производства на станках с ЧПУ полустелек-супинаторов индивидуального назначения. Естественно, что обе эти программы также получат выгоду от развития 2010-й версии CopyCAD.

Триангулированная
STL-модель, полученная
при помощи 3D-сканера

Триангулированная STL-модель, полученная при помощи 3D-сканера

Сканированные 3D-данные, полученные при помощи любого типа координатно­измерительного оборудования, теперь могут быть легко экспортированы из CopyCAD в оригинальный формат Parasolid XT. Интеграция ядра Parasolid в систему CopyCAD означает, что реверсивный инжиниринг можно использовать в тандеме не только с такими популярными CAD-системами, как SolidWorks, Solid Edge и NX, но и с любыми другими, понимающими стандартный формат данных Parasolid.

Проработка внутренней компоновки изделия

Проработка внутренней компоновки изделия

Экспорт отсканированных 3D-данных особенно востребован дизайнерами и конструкторами, которые создают функциональную 3D-модель на основе физического прототипа или концептуальной модели. Зачастую физический прототип изготавливается из относительно мягкого материала (гипса и т.п.) и воспроизводит лишь внешние формы будущего изделия. Отсканированная триангулированная 3D-модель, проанализированная и доработанная в системе CopyCAD, позволяет на своей основе создать полноценную поверхностную или твердотельную CAD-модель, пригодную для последующей конструктивной и технологической проработки изделия. В CAD-системе получается гораздо быстрее, точнее и проще анализировать и редактировать 3D-геометрию. Кроме того, компьютерное моделирование снимает множество ограничений, присущих традиционным ручным технологиям, так как многие операции на физическом протитипе трудновыполнимы. CAD-система позволяет легко придать поверхностям требуемую толщину, создать зеркальную копию, отмасштабировать изделие с учетом усадки материала при литье, придать поверхностям литейный уклоны, найти линию разъема и т.п.

Применение в системе реверсивного инжиниринга CopyCAD 2010 математического ядра Parasolid расширяет возможности продукта при проектировании изделий сложной формы. В первую очередь это касается изделий со сложными пространственными скруглениями постоянного и переменного радиуса. В отличие от более ранних версий CopyCAD, в которых пользователь был вынужден описывать сложные скругления большим набором поверхностей, скругления в ядре в Parasolid задаются меньшим количеством поверхностей. Это значительно упрощает работу конструктора и позволяет создавать методами реверсивного инжиниринга CAD-модель с простой топологией.

Наложение на поверхностную модель 3D-текстуры

Наложение на поверхностную модель 3D-текстуры

Наложение на поверхностную модель 3D-текстуры

В новой версии CopyCAD также улучшены алгоритмы создания математически описанных поверхностей на основе триангулированных данных и граничных условий. Применяемый метод дает пользователю полный контроль над способом задания поверхностей и их топологии. Например, на основе триангулированной сетки можно создать набор поперечных сечений и ограничивающих кривых. Точность прилегания создаваемых линий к триангулированной сетке определяется пользователем в зависимости от того, требуется ли ему получить максимально гладкую поверхность или как можно точнее аппроксимировать сканированные данные. При помощи цветовой гаммы пользователь может визуально проконтролировать, насколько точно создаваемая поверхность описывает триангулированные данные. Это может быть особенно полезно, если физический прототип конструктивно содержит в себе простейшие поверхности: плоскости, цилиндры, сферы и скругления постоянного радиуса. При необходимости пользователь может задать граничные условия тангенциальности сопряжения создаваемой и прилегающих поверхностей.

Визуализация отклонения отсканированных данных от построенной
CAD-модели

Визуализация отклонения отсканированных данных от построенной CAD-модели

Система CopyCAD также позволяет решать нестандартные задачи. Например, если требуется сравнить размеры двух идентичных изделий сложной формы, CAD-модель которых недоступна или не существует вовсе, можно отсканировать оба образца лазерным сканером и сравнить их в CopyCAD. Пользователь сможет увидеть различие в форме двух изделий в виде цветовой палитры и при необходимости произвести измерения. Такая методика особенно эффективна при ремонте или реставрации изделий, у которых имеются повреждения (или утрачены составные части), но существуют их целые аналоги. При помощи CopyCAD можно быстро смоделировать 3D-модели утраченных элементов, которые затем можно использовать для изготовления копии при помощи станков с ЧПУ, роботов­манипуляторов или установок быстрого прототипирования.

Готовое изделие

Готовое изделие

Еще однин способ применения концепции Tribrid Modelling — 3D-моделирование изделий с текстурированной поверхностью. Для этого в системе ArtCAM (тоже разработка компании Delcam) на основе 2D-изображения создается 3D-рельеф, который затем при помощи CAD-системы PowerSHAPE может быть наложен на 3D-модель. Но это — тема отдельной статьи.

САПР и графика 7`2010