Файл: Создание 3Dмоделей в системе автоматизированного проектирования Компас 3D.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 29
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Создание 3D-моделей в системе
автоматизированного
проектирования Компас 3D
О
СНОВНЫЕ
ЭТАПЫ
РАЗРАБОТКИ
И
ИССЛЕДОВАНИЯ
МОДЕЛЕЙ
НА
КОМПЬЮТЕРЕ
Описательная информационная
модель
Формализованная модель
Компьютерная модель
Компьютерный эксперимент
Анализ полученных результатов
и корректировка исследуемой
модели
3D-принтеры
3D-печать
– это производственный процесс, при котором материал выходит из печатающей головки и слой за слоем формирует будущий трёхмерный объект.
Кто изобрел 3D-печать?
Время: 1986 год.
Создатель: Чарльз Халл
(Charles Hull).
3D-принтеры
порошок гипс воск пластиковая нить фотополимерная смола металлическая проволока фольга, бумага, полиэтиленовая пленка пищевые продукты
исходное сырье
область применения
домашние персональные профессиональные производственные
технология печати
экструзия лазерное спекание стереолитография ламинирование струйное моделирование струйная трехмерная печать
Порошок – это может быть измельченный в пудру металл
(титан, сталь, алюминий и т.д.), дерево, песок, пластик, керамика – всё зависит от назначения будущего изделия и типа работы принтера.
Исходное сырьё. Порошок
Принцип действия:
исходя из предоставленной модели, печатающая головка начинает наносить в определенные места специальное связующее вещество;
на него тонким валиком будет нанесен порошок, который спекается с веществом.
далее процесс повторяется.
Гипсовый вариант принтера тоже заправляется порошками, но уже соответствующими – от гипса до шпаклёвки, цемента и тому подобных.
Обязательно наличие связующего вещества.
Такие принтеры чаще всего используются для изготовления малых скульптурных объектов и интерьерных украшений.
Исходное сырьё. Гипс
Воск – материал с низкой температурой плавления.
В следствии чего чёткость и точность выполненных контуров является безукоризненной.
Воск – используется преимущественно в ювелирном производстве для создания высококачественных шаблонов.
Исходное сырьё. Воск
Исходное сырьё.
Пластиковая нить
Пластиковая нить – один из самых популярных материалов для экструзионных 3D-принтеров.
Наиболее распространёнными при печати в домашних условиях являются:
Полилактид
(PLA, ПЛА)
Акрилонитрилбутадиенстирол
(ABS, АБС)
сырьё: кукуруза и сахарный тростник;
легко впитывает воду и относительно мягок;
низкая температура плавления – всего
170-180°C;
обладает низкой усадкой;
невысокая стоимость;
используется для создания дизайнер- ских моделей, сувениров и игрушек.
устойчив к влаге, кислотам и маслу;
легко поддается окраске;
имеет высокую степень усадки при охлаждении;
используются при производстве деталей автомобилей, корпусов различных устройств, сувениров, различных бытовых устройств и т.д.
Фотополимерная смола – вязкая масса, затвердевающая под воздействием ультрафиолетового излучения.
Исходное сырьё.
Фотополимерная смола
Прототип покрышки
3D-печатный корпус слухового аппарата
Пример моделирования с помощью стоматологических фотополимеров
Функциональный прототип крана, способный выдерживать воздействие горячей воды
Металлическая проволока – более дешевый заменитель порошковых металлов. Может быть оловянная, никелевая, алюминиевая, титановая и т. д.
Исходное сырьё.
Металлическая проволока
Пищевые продукты – тесто, сырная, шоколадная или марципановая масса, глазури и кремы.
Исходное сырьё.
Пищевые продукты
Фольга, бумага, полиэтиленовая пленка используются для моделей принтеров, работающих по методу склеивания.
Исходное сырьё. Фольга, бумага,
полиэтиленовая пленка
Экструзия (FDM-технология) самая популярная технология в рассматриваемых устройствах.
Через сопло термальной камеры на печатную платформу послойно выдавливается расплавленный пластиковый или восковый исходный материал.
Так же заправкой может служить пищевой материал (тесто, сырная, шоколадная или марципановая масса, глазури и кремы) или медицинский гель с живыми клетками.
Технология печати. Экструзия
После того как один слой готов платформа с деталью опускается, жидкий полимер заполняет пустоту далее запекается следующий слой и так далее.
Технология печати.
Стереолитография
Есть небольшая ванна с жидким полимером. Луч лазера проходит по поверхности, и в этом месте полимер под воздействием ультрафиолета полимеризуется.
Иногда происходит наоборот: платформа с деталью поднимается вверх, лазер соответ- ственно расположен снизу…
Похоже на стереолитографию, только вместо жидкого фотополимера используется порошок, который спекается лазером.
Технология печати.
Лазерное спекание
Тонкие ламинированные листы материала вырезаются с помощью ножа или лазера и затем спекаются или склеиваются в трёхмерный объект.
Т.е. укладывается тонкий лист материала, который вырезается по контуру объекта, таким образом получается один слой, на него укладывается следующий лист и так далее. После этого все листы прессуются или спекаются.
Технология печати.
Ламинирование
Таким образом печатают
3D-модели из бумаги, пластика или из алюминия.
Для печати моделей из алюминия используется тонкая алюминиевая фольга.
Для печати используются поддерживающие и моделирующие материалы.
К числу поддерживающих материалов чаще всего относят воск, а к числу моделирующих – широкий спектр материалов, близких по своим свойствам к конструкционным термопластам.
Технология печати.
Струйное моделирование
Печатающая головка 3D принтера наносит поддерживающий и моделирующий материалы рабочую поверхность, после чего производится их фотополимеризация и механическое выравнивание.
Позволяет получить окрашенные и прозрачные модели с различными механическими свойствами.
Метод заключается в нанесении на материал клея, за ним слоя свежего порошка и далее всё по новой.
Если в этот клей добавить краску, то получатся цветные объекты.
Технология печати.
Струйная трёхмерная печать
Можно делать и съедобные фигурки (с использованием шоколадного или сахарно- го порошков) – только в этом случае берется специальный пищевой клей.
Домашние 3D-принтеры – низкопроизводительные простые и понятные в управлении аппараты, которые можно собрать самостоятельно из комплекта деталей.
Позволяют создавать простейшие изделия, работают на основе пластиковой нити.
Подходят для энтузиастов, которым интересно разобраться с новой технологией.
Область применения. Домашние
Персональные
3D-принтеры несмотря на схожесть с домашними, отличаются от них более высокими рабочими характеристиками, в первую очередь, скоростью и качеством печати.
Могут использоваться как дома, так и в небольших мастерских или офисах.
Ориентированы на малый бизнес, рекламные агентства, студии дизайна, инженерное прототипи- рование в небольших объёмах.
Область применения.
Персональные
Профессиональные 3D-принтеры – это крупногабаритное производительное оборудование с большим количест- вом настроек, опций и высокой точностью печати.
Работа за 3D-принтером такого класса требует знаний и соответствующей подготовки.
Предназначены для строительных, архитектурных компаний, среднего и крупного бизнеса.
Область применения.
Профессиональные
Производственные – автоматизированные печатные центры с максимально возможными техническими характеристиками и большой рабочей площадью. Могут работать в нескольких технологиях и с различными видами сырья.
Область применения.
Производственные
Устанавливаются на крупных промышленных предприятиях по изготовлению высокоточ- ных изделий любых габаритов и назначения: от кровеносных сосудов до полноразмерных автомобилей.
1. Создание или импорт цифровой трёхмерной модели.
2. Обработка цифровой модели для печати:
Расположение и ориентировка цифровой модели на рабочем столе.
Слайсинг
– нарезка цифровой модели на отдельные слои с преобразованием данных в инструкции для работы принтера.
3. Непосредственно печать.
4. При необходимости, физическая или химическая обработка готовой модели.
Процесс печати состоит
из следующих этапов:
простейшая система трёхмерного моделирования для домашнего использования и учебных целей;
позволяет создавать трёхмерные модели деталей и чертежи;
но не может создавать и редактировать файлы с форматом STL.
КОМПАС-3D LT (v.12)
• создавать модели;
• собирать сборки из отдельных деталей;
• создавать и редактировать файлы с форматом STL.
КОМПАС-3D v.17 Home позволяет:
Типы файлов
Чертёж (.cdw) - основной графический документ. Можно создавать чертежи как на основе 3D моделей, так и "с нуля".
Основная надпись и рамка создаются автоматически.
Фрагмент (.frw)
- это графический документ, который представляет собой чистый лист, размеры которого не ограничены.
Деталь (.m3d)
- трёхмерный документ Компас. 3d модель создается последовательностью различных операций
(выдавливание, вращение), для которых в свою очередь необходимо наличие 2d эскиза.
Компьютерная модель
3D модели деталей состоят из формообразующих операций и эскизов.
Алгоритм создания модели:
1. Выбрать нужную плоскость или поверхность.
2. Перейти в режим 2D и создать эскиз.
3. Вернуться в режим 3D и применить к эскизу формообразующую операцию.
Для создания эскизов можно использовать панель «Геометрия».
Переход между 2D и 3D режимами можно осуществлять с помощью кнопки «Эскиз».
Панель Геометрия
Точки
Вспомогательные
прямые
Отрезок
Окружность
Дуга
Непрерывный
ввод объектов
Полезное…
Полезное…
Показать
всё
Сдвинуть
Обновить
изображение
Вращать
Формообразующие
операции
операции
с добавлением слоя
материала
операции с удалением
слоя материала
операции выдавливания, вращения, кинематическая операция, операция по сечениям
вырезать выдавливанием, вращением, кинематически, по сечениям
Операция выдавливания
Выбрать нужную плоскость, перейти в эскиз и нарисовать фигуру.
Запустить КОМПАС и выбрать в меню Файл – Создать – Деталь.
Перейти обратно в 3D
(переход из объёма в эскиз и обратно осуществляется с помощью кнопки )
Выбрать операцию
Выдавливание и установить нужные свойства.
Не забыть нажать кнопку Создать
объект.
Операция вращения
Перейти обратно в 3D
(переход из объёма в эскиз и обратно осуществляется с помощью кнопки )
Выбрать операцию
Вращение и установить нужные свойства.
Не забыть нажать кнопку Создать
объект.
Выбрать нужную плоскость, перейти в эскиз и нарисовать ось вращения и фигуру, которую будем вращать (фигура находится только с одной стороны от оси и не пересекает ось).
Запустить КОМПАС и выбрать в меню Файл – Создать – Деталь. рисуется основной линией рисуется осевой линией
Кинематическая операция
Выбрать нужную плоскость, перейти в эскиз и нарисовать фигуру.
Вернуться в
3D.
Запустить КОМПАС и выбрать в меню Файл – Создать – Деталь.
Выбрать плоскость, перпендикулярную предыдущей, перейти в эскиз и нарисовать траекторию движения фигуры.
Перейти в 3D и выбрать Кинемати-
ческую операцию, указать сечение и траекторию движения.
Не забыть нажать кнопку Создать
объект.
Операция по сечениям
Запустить КОМПАС и выбрать в меню Файл – Создать – Деталь.
Не забыть нажать кнопку
Создать объект.
Выбрать нужную плоскость и нарисовать в ней эскиз.
Вернуться в 3D.
Создать несколько смещённых плоскостей, используя меню Операции –
Плоскости – Смещенная. В каждой плоскости нарисовать эскизы.
Выбрать Операцию
по сечениям и последовательно указать все эскизы.
Операции с удалением
слоя материала
Служат для создания отверстий, пазов, выемок, резьбы.
Вырезать выдавливанием.
Вырезать по сечениям.
Вырезать кинематически.
Вырезать вращением.
Ещё полезное…
Создание дополнительных
плоскостей для рисования
Ещё полезное…
Отражение и клонирование
объектов