10 - 2010

Концепция трибридного моделирования и новый телефон от LG Electronics

Южнокорейская компания LG Electronics представила на внутреннем рынке свой первый мобильный телефон LG SV770, при проектировании корпуса которого использовалась технология трибридного моделирования компании Delcam. LG Electronics является дочерней компанией корпорации LG Group, которая входит в тройку крупнейших южнокорейских производителей бытовой техники, телекоммуникационного оборудования и химических компонентов. Сегодня продукция  LG Electronics производится на 114 предприятиях по всему миру, на которых работает свыше 82 тыс. человек. В прошлом году оборот LG Electronics составил порядка 43 млрд долл.

Технология трибридного 3D­моделирования компании Delcam позволяет использовать для создания единой CAD­модели твердотельные, поверхностные и триангулированные (каркасные) элементы, благодаря чему значительно упрощается создание 3D­моделей, имеющих рельефные изображения или поверхности с выраженной трехмерной текстурой. Это позволило дизайнерам LG Electronics воплотить в жизнь концепцию так называемого вафельного дизайна телефона, у которого элементы внешнего оформления имеют сложнотекстурированную поверхность. Новая модель телефона ориентирована на рынок фэшн­аксессуаров и рассчитана на стильную молодежь, поэтому при ее проектировании большое внимание было уделено именно внешней отделке. Тактильное восприятие является одним из основных источников информации об окружающем нас мире, поэтому многие производители начинают использовать осязание как один из методов повышения узнаваемости бренда и привлечения новых покупателей.

Некоторые CAD­системы могут работать как с твердотельными, так и с поверхностными 3D­моделями  —  их называют гибридными моделировщиками. Концепция трибридного моделирования компании Delcam  —  уникальная запатентованная технология 3D­моделирования, используемая для наложения на твердотельные или поверхностные элементы триангулированных сеток. Таким образом, трибридное моделирование существенно расширяет функционал распространенного гибридного моделирования. При помощи трибридного моделирования можно быстро создавать CAD­модели, на поверхность которых нанесены трехмерные рельефы (в том числе надписи и текстуры). Это может потребоваться как для реализации дизайнерской концепции, так и для обеспечения функциональных свойств (типичный пример  —  рифленая резиновая подошва обуви). Нанесение на поверхность трехмерных текстур актуально при разработке самых разных изделий, находящихся в процессе эксплуатации в контакте с телом человека.

Если попытаться при помощи поверхностного или твердотельного моделирования создать в CAD­системе на поверхности трехмерной детали текстуру или рельефное изображение, то это потребует от дизайнера колоссальных затрат сил и времени. Компания Delcam предложила и реализовала более простой путь  —  проецировать на твердотельную или поверхностную CAD­модель полностью готовую триангулированную (каркасную) 3D­модель рельефа.

Для получения триангулированной 3D­модели рельефа поверхности компания Delcam предлагает использовать собственную CAD/CAM­систему ArtCAM, которая позволяет на основе двумерного растрового изображения создать трехмерный рельеф. Суть работы ArtCAM заключается в генерации монохромного растрового изображения, в котором при помощи градаций серого цвета задается значение строго определенной высоты 3D­рельефа. При этом пользователь ArtCAM работает с двумерными векторными эскизами, которые при помощи специальных алгоритмов преобразуются в трехмерный рельеф. У пользователя также имеются инструменты виртуального скульптурного 3D­моделирования, при помощи которых он может легко добавлять или удалять материал в нужных областях, сглаживать неровности и т.п. Отметим, что ArtCAM позволяет также создавать 3D­рельефы на основе импортированных растровых изображений, например фотографий. Готовый 3D­рельеф при необходимости может быть экспортирован из ArtCAM в стандартный STL­файл. Благодаря своим широким возможностям по созданию 3D­рельефов CAD/CAM­система ArtCAM стала очень популярной среди ювелиров.

Ключевым звеном в концепции трибридного моделирования является CAD­система PowerSHAPE, в которой при помощи функций поверхностного и твердотельного 3D­моделирования создается (или импортируется) формо­образующая CAD­модель будущего изделия. Затем в пространство CAD­модели добавляется файл ArtCAM, содержащий 3D­рельеф. Задача пользователя  —  выбрать правильный тип проецирования рельефа на 3D­модель, а также правильно масштабировать и расположить проецируемый рельеф относительно CAD­модели. Подчеркнем, что математические алгоритмы трибридного моделирования позволяют выполнять логические булевы операции (объединение, вычитание и пересечение) с триангулированными сетками как между собой, так и с поверхностной или твердотельной CAD­моделью. Поэтому готовая 3D­модель с «накатанным» на нее рельефом представляет собой комбинацию поверхностей с точным математическим описанием и триангулированных данных. Затем на основе готовой 3D­модели в PowerSHAPE проектируется технологическая оснастка, и CAD­модели передаются в CAM­систему PowerMILL для разработки управляющих программ для станков с ЧПУ. Полностью готовая CAD­модель изделия с нанесенными на поверхность рельефами и текстурами может быть экспортирована в стандартный STL­файл и передана для создания макета на установку быстрого прототипирования (3D­принтер).

Сотрудники южнокорейского подразделения компании Delcam впервые встретились с представителями LG Electronics в августе 2009 года. Дизайнеров LG Electronics очень заинтересовали возможности предлагаемой Delcam концепции трибридного моделирования, и, чтобы убедиться в ее работоспособности, они попросили Delcam спроектировать и изготовить на установках быстрого прототипирования несколько сложных тестовых образцов. Возможности трибридного моделирования настолько впечатлили специалистов LG Electronics, что уже через месяц после начала тестовой эксплуатации они решили приобрести программное обеспечение Delcam. Это стало приятным сюрпризом для компании Delcam, так как обычно крупные южнокорейские заказчики перед принятием решения о покупке ПО настаивают на его длительном и всестороннем тестировании.

Специалисты LG Electronics высоко оценили весь спектр CAD/CAM­решений компании Delcam, которые охватывают все этапы конструирования и производства корпусов мобильных телефонов, включая разработку управляющих программ для станков с ЧПУ, поэтому сотрудничество LG Electronics с Delcam успешно продолжается. Конечно, столь заметные успехи специалистов LG Electronics в освоении трибридного моделирования были бы невозможны без качественного обучения персонала и оперативной технической поддержки, предоставляемой региональным сеульским представительством Hankook Delcam. Сегодня Delcam   —   это крупная международная компания, имеющая 350 представительств и работающая в 80 странах по всему миру. В России она имеет шесть региональных представительств (и по одному   —   на Украине и в Белоруссии), готовых предоставить качественную техническую поддержку и сопровождение программного обеспечения. 

По материалам Delcam plc
Перевод Константина Евченко

САПР и графика 10`2010