5 - 2016

Использование T-FLEX CAD для проектирования и 3D-печати на примере оборудования для автомоек

Алексей Плотников, инженер компании ЗАО «Топ Системы»
Алексей Плотников, инженер компании ЗАО «Топ Системы»

Компания «Центр прототипирования и дизайна МГТУ «МАМИ» занимается разработкой 3D­мо­делей и созданием прототипов из пластика и фотополимеров. В своей работе для решения конструкторско­технологических задач и 3D­моделирования компания использует программный комплекс T­FLEX CAD.

От заказчика VDAshop (vdashop.ru) поступила задача на проектирование 3D­модели корпуса парового пистолета. Были известны ориентировочные габаритные размеры изделия, габаритные, присоединительные и посадочные размеры устройств, устанавливаемых внутрь корпуса.

В T­FLEX CAD была создана 3D­модель корпуса с использованием стандартных и сложных операций — по сечениям, по траектории, операций поверхностного моделирования, а также отдельные модели внут­ренних элементов (рис. 1 и 2).

Рис. 1. 3D-модель парового пистолета в сборе

Рис. 1. 3D-модель парового пистолета в сборе

Рис. 2. 3D-модель половины корпуса

Рис. 2. 3D-модель половины корпуса

Отдельные элементы модели корпусов сделаны с применением параметризации T­FLEX CAD для более удобного управления размерами и подготовки окончательного варианта проекта.

Для подбора и установки крепежа использовалась библиотека стандартных изделий T­FLEX CAD.

С помощью механизма управления разборкой была создана анимация разборки, которая позволила наглядно продемонстрировать собираемость изделия. Такая анимация легко может быть передана заказчику в виде PDF­документа (рис. 3 и 4).

Рис. 3. Управление разборкой — создание сценария

Рис. 3. Управление разборкой — создание сценария

Рис. 4. Сценарий разборки, выгруженный в 3D PDF

Рис. 4. Сценарий разборки, выгруженный в 3D PDF

По результатам проверки 3D­модели в нее был внесен ряд улучшений и корректировок, что позволило получить готовую к производству модель.

Конечно, изделие планировали получить методом литья в силиконовые формы (требовалась небольшая опытная партия). Для этого понадобился 3D­прототип, который был изготовлен на фотополимерном оборудовании для 3D­печати компании «Центр прототипирования и дизайна МГТУ «МАМИ» — при литье в силиконовые формы нужна гладкая поверхность, которую может обеспечить (без дополнительной доработки) фотополимерное оборудование (в данном случае — ProJet SD3500).

Рис. 5. Проверка модели корпуса на валидность

Рис. 5. Проверка модели корпуса на валидность
перед запуском команды Печать 3D

Рис. 6. Команда Печать 3D. Настройка

Рис. 6. Команда Печать 3D. Настройка
экспорта в STL

В T­FLEX CAD была проведена проверка модели корпусов на валидность и выполнен экспорт в STL — для этого использовалась специальная команда Печать 3D (рис. 5 и 6).

Экспорт в STL позволяет выбрать формат файла — двоичный или ASCII — и удобно настроить качество сетки модели, что важно при 3D­печати. Нужно отметить, что в процессе экспорта в STL сетка модели выгружается как есть (то есть так, как она отображается в 3D­сцене), поэтому дополнительной проверки файлов после экспорта не требует. Для подтверждения качества сетки открываем готовый STL­файл в программе netfabb — файл не содержит ошибок и готов к 3D­печати (рис. 7).

Рис. 7. Проверка STL-файла в программе netfabb

Рис. 7. Проверка STL-файла в программе netfabb

Рис. 8. Прототип корпуса из фотополимера 
для литья в силиконовые формы

Рис. 8. Прототип корпуса из фотополимера
для литья в силиконовые формы

Рис. 8. Прототип корпуса из фотополимера
для литья в силиконовые формы

Результаты 3D­печати приведены на рис. 8. В дальнейшем напечатанные прототипы были использованы для изготовления силиконовых форм.

Для проверки собираемости корпус был распечатан на оборудовании компании PICASO 3D — Designer PRO 250 (персональный профессиональный принтер), что позволило оценить изделие на ранней стадии проектирования. Деталь выполнена из PLA­пластика с водорастворимыми поддержками (PVA­пластик). Использование принтера Designer PRO 250 в разы снижает стоимость изготовления прототипа по сравнению с профессиональным оборудованием, работающим по FDM­технологии (рис. 9  и 10).

Рис. 9. Прототип корпуса из PLA-пластика на рабочем столе

Рис. 9. Прототип корпуса из PLA-пластика на рабочем столе

Рис. 10. Прототип корпуса из PLA-пластика в сборе

Рис. 10. Прототип корпуса из PLA-пластика в сборе

В процессе работы в T­FLEX CAD с целью создания фотореалистичной картинки для галереи проектов был использован механизм создания фотореалистичных изображений на основе Optix (рис. 11).

Рис. 11. Фотореалистичное изображение, выполненное в T-FLEX CAD

Рис. 11. Фотореалистичное изображение, выполненное в T-FLEX CAD

Кроме того, была создана онлайн­галерея 3D­моделей на ресурсе sketchfab (используется экспорт в OBJ­формат, доступный в T­FLEX CAD), куда была помещена спроектированная модель (https://sketchfab.com/models/8670610bbf8b4698af510d72f111b305) — рис. 12.

Рис. 12. 3D-модель, загруженная на ресурс sketchfab (экспорт в OBJ-формат из T-FLEX CAD)

Рис. 12. 3D-модель, загруженная на ресурс sketchfab (экспорт в OBJ-формат из T-FLEX CAD)

В целом, T­FLEX CAD был использован в качестве универсального средства как для проектирования, так и для презентационных целей и рекламы собственных проектов компании. 

САПР и графика 5`2016