20 października 2017


Przedstawiamy przegląd narzędzi do tworzenia i edycji modeli powierzchniowych oraz do przekształcania zarówno modeli powierzchniowych w modele bryłowe, jak i odwrotnie.


dr inż. Adam Cholewa, dr inż. Krzysztof Psiuk, dr inż. Sebastian Rzydzik

Wcelu uniknięcia niespójności przyjęliśmy następujące określenia dla pojęć:
Model bryłowy (ang. solid model) -  przestrzeń zajmowana przez model ograniczona ścianami, przy czym objętość przestrzeni ograniczonej przez ściany jest wypełniona tworzywem. Jedną z cech modelu bryłowego jest masa (gęstość wynikająca z przypisanego tworzywa + objętość bryły).
Model powierzchniowy (ang. surface model) - przestrzeń zajmowana przez model ograniczona powierzchniami. W wyniku przecięć powierzchnie te wyznaczają krawędzie oraz punkty (np. naroża). Powierzchnie nie posiadają grubości.
Model hybrydowy (ang. hybrid model) - połączenie modelu powierzchniowego (rozbudowana postać geometryczna) oraz modelu bryłowego (tworzywo). W programach CAD, oferujących narzędzia programowe do tworzenia zarówno modeli powierzchniowych jak i bryłowych, różnica między modelami powierzchniowymi, a bryłowymi wynika głównie z użytych narzędzi i metodologii postępowania.
W programie Autodesk Inventor 2009 (nazywanym w dalszej części artykułu AI2009) wybrane narzędzia przeznaczone są do tworzenia zarówno modeli bryłowych jak i modeli powierzchniowych.
Rozpoczęcie pracy podczas opracowywania modelu powierzchniowego niczym nie różni się od standardowego postępowania w przypadku przygotowywania modelu bryłowego. Pracę rozpoczyna się od szkicownika, w którym przygotowywany jest odpowiedni profil , dla którego będą mogły być zastosowane odpowiednie narzędzia do tworzenia powierzchni lub brył. Oczywiście o tym czy będzie tworzony model bryłowy czy powierzchniowy decyduje projektant,  przez wybór odpowiedniego narzędzia lub odpowiedniej opcji. W wielu narzędziach, dostępnych w programie AI 2009, mamy do dyspozycji dwie opcje dotyczące tworzenia modeli zarówno bryłowych, jak również powierzchniowych. Opcje te zaznaczone są w postaci odpowiednich ikon dostępnych w wielu narzędziach, co pokazano na rysunku poniżej.


model
Poprzez wybór jednej z nich projektant decyduje czy ma powstać model bryłowy (ikona A) czy powierzchniowy (ikona B).
AI2009 wspomaga tworzenie modeli powierzchniowych przeznaczonych przede wszystkim do konstruowania elementów maszyn. Opracowywanie modeli powierzchniowych na inne potrzeby, np.: dla potrzeb wzornictwa przemysłowego, jest również możliwe. Jednak oferowany zestaw narzędzi może okazać się niewystarczający do tego, aby wymagane kształty przyszłego produktu powstały w odpowiednio krótkim czasie.

Narzędzia do tworzenia modeli powierzchniowych.
Większość narzędzi, służących do tworzenia modeli bryłowych, umożliwia również przygotowywanie modeli powierzchniowych. Dostępne w AI2009 narzędzia takie jak wyciągnięcie, obrót, wyciągnięcie złożone, przeciągnięcie, czy zwój umożliwiają więc utworzenie zarówno modeli bryłowych jak i powierzchniowych. Skupiając się na zastosowaniu tych narzędzi do tworzenia modeli powierzchniowych, krótko omówimy teraz podstawowe narzędzia dostępne w programie AI2009, pod kątem ich zastosowania do przygotowywania modeli powierzchniowych.
  
wyciagniecie_i
wyciagniecie
Wyciągnięcie
Pierwszym z omawianych sposobów tworzenia powierzchni jest ich wyciągnięcie ze szkicu powstałego na płaszczyźnie. Taki szkic będzie nazywany profilem. W parametrach tego narzędzia możliwe jest  ustalenie zarówno  kierunku jak i rozmiarów wyciągnięcia. Rozmiary wyciągnięcia można określić poprzez podanie zadanej odległości jak również przez podanie powierzchni lub płaszczyzny ograniczającej.

obrot_i
obrot
Obrót
Drugim najczęściej wykorzystywanym sposobem tworzenia powierzchni jest jej wykonanie przez obrót. Używane jest do tego narzędzie Obrót. Na podstawie utworzonego profilu i określeniu osi obrotu, wokół którego profil zostanie obrócony, tworzona jest powierzchnia. Dodatkowo można zadać kąt obrotu, którego wartość może być dodatnia lub ujemna. Kształt powierzchni będzie zależał od postaci przygotowanego profilu oraz zadanego kąta obrotu.