16 grudnia 2017


„Klasyczne” metody definiowania modeli bryłowych części formowanych nie gwarantują bezpośredniego powiązania definicji geometrycznej cech konstrukcyjnych z funkcją tych cech w definicji części, jako całości, z jednoczesnym spełnieniem wymagań technologicznych. Nie oznacza to wcale, że systemy CAD się do tego nie nadają. Przeciwnie, ale wymagają stosowania, odpowiedniej do stopnia skomplikowania projektowanej części, metody modelowania.

Andrzej Wełyczko

Jeszcze przed rozpoczęciem pracy na bryłach, czyli wtedy, gdy model bryłowy „istnieje” tylko w jego wyobraźni, konstruktor powinien ustalić odpowiedzi na następujące pytania:

  • Na jakie bryły cząstkowe można podzielić model gotowej części?
  • Jaka kolejność definicji tych brył jest najlepsza?
  • Jakie elementy pomocnicze (kontury, krzywe, płaszczyzny, powierzchnie, itp.) będą potrzebne do definicji brył cząstkowych?
  • Czy można powiązać elementy pomocnicze w taki sposób, aby zapewnić stabilność i logiczną spójność różnych cech konstrukcyjnych tworzących model bryłowy projektowanej części nawet po wprowadzeniu pewnych zmian konstrukcyjnych?
  • Kiedy, czyli w którym miejscu drzewa strukturalnego modelu należy zdefiniować cechy technologiczne (Draft i Fillet)?


Bardzo ważna jest kolejność modelowania — najpierw definicja głównych cech konstrukcyjnych (bryły cząstkowe), potem szczegóły konstrukcyjne, a dopiero po nich uwzględnienie aspektów technologicznych modelu (Rys.8). Rys08_sI nie jest to wcale zagadnienie trywialne. Bo oczywiście nie można zdefiniować zaokrąglenia krawędzi, która jeszcze nie istnieje, ale kiedy zdefiniować to zaokrąglenie? Zaraz po „pojawieniu” się krawędzi w modelu przestrzennym? Kilka kroków później? Ile kroków? Czy może dopiero w ostatnim etapie modelowania części? Niestety, uniwersalnej i zawsze poprawnej odpowiedzi nie ma. W zasadzie modelowanie wymagań technologicznych powinno nastąpić najszybciej jak to możliwe. Wiele jednak zależy od doświadczenia konstruktora i specyficznych cech systemu CAD, w którym model przestrzenny części jest definiowany.

Proces projektowania części formowanych lub narzędzi (form) musi uwzględniać konieczność wielokrotnych zmian konstrukcyjnych, wymuszanych przez zamawiającego, normy branżowe lub technologa. Zmiany konstrukcyjne wymagają odpowiedzi na następujące pytania:

  • Gdzie w strukturze modelu wprowadzić zmianę?
  • Jak to zrobić aby nie naruszyć stabilności modelu?
  • Czy i w jakim zakresie można zmienić kolejność definiowania cech konstrukcyjnych i technologicznych?
  • Jak wprowadzana zmiana wpływa na inne cechy konstrukcyjne modelu?

W tym kontekście wprowadzanie zmian konstrukcyjnych powinno być najprostsze z możliwych. Na przykład, jeśli trzeba zmienić wartość minimalnego kąta pochylenia ścian, to taka zmiana powinna być możliwa w jednym miejscu, czyli globalnie dla całego modelu bryłowego. Podobnie w przypadku, gdy trzeba zmienić promień zaokrąglenia krawędzi żeber wzmacniających. Sytuacja się komplikuje, gdy zmiana konstrukcyjna generuje nowe powierzchnie lub krawędzie bryły, bo wtedy w „klasycznym” środowisku modelowania bryłowego konstruktor musi wskazać „ręcznie”, które z nich powinny być uwzględnione w definicji cech typu Draft lub Fillet. Tu nie pomoże zastosowanie nawet najbardziej wyrafinowanej metodyki konstruowania – trzeba to zrobić „ręcznie”. Czy w takich sytuacjach nie marzymy o tym, aby system CAD „rozpoznał” nowe powierzchnie lub krawędzie i automatycznie wykonał ich pochylenie lub zaokrąglenie?

...obiekt funkcjonalny definiuje kształt (powierzchnia, cylinder, kontur)
i jednocześnie funkcję tego kształtu w modelu części (kołnierz zewnętrzny, otwór przelotowy, żebro wewnętrzne)...


Próbą rozwiązania wymienionych wyżej problemów, specyficznych dla „klasycznych” systemów CAD (w tym także CATIA – Part Design), jest CATIA – Functional Molded Part Design (w skrócie FMP). Już w nazwie widać różnice, które sugerują, że jest to środowisko wspomagające projektowanie funkcjonalne (Functional) modeli bryłowych (Part Design) części formowanych (Molded). Cechą charakterystyczną tego środowiska jest to, że relacje pomiędzy fragmentami modelu tej samej części, czyli bryłami cząstkowymi, nie są zdefiniowane pomiędzy obiektami geometrycznymi, ale pomiędzy obiektami funkcjonalnymi.