2.7. САПР моделирование и его особенности. Современные редакторы САПР

1. САПР моделирование и его особенности. Современные редакторы САПР

Система автоматизированного проектирования (САПР) —автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования технологических объектов.

Параметрическое моделирование — основной тип САПР. Данный вид моделирования позволил существенно сократить затраты на внесение изменений в проект, создание новых модификаций изделий и т.п. Под параметрической моделью понимается геометрическую модель с параметрами, изменяя значения которых, можно получать разные варианты конструкции.

В основе параметрического моделирования лежит простая идея: выразить сложные геометрические формы изделий с помощью простых примитивов (entities), форма которых задается с помощью параметров (parameters) и отношений между ними. Параметрами могут быть координаты точек, величины углов, длин, радиусов окружностей или эллипсов. Отношения между параметрами называют ограничениями (constraints). Для инженера-конструктора такие ограничения выглядят как размеры или как геометрические отношения.

История построения модели – это последовательность операций, которые были использованы для создания геометрической формы тела. Именно она превращается в параметрическую модель, а с каждой операцией ассоциируется набор параметров. Координаты и типы элементов плоского контура, высота его «выдавливания», диаметр и форма отверстия являются примерами таких параметров. Плоский контур, к которому применяются различные параметрические операции называется Эскизом.

Изменив их значения параметров и заново повторив историю построения, можно получить другую геометрию. Параметрические конструктивные элементы образовывают дерево, которое автоматически строилось в соответствии с историей создания модели и отражает взаимосвязи между элементами.

Преимуществом такого подхода является то, что инженеру не требуется точно определять координаты всех объектов, достаточно указать лишь геометрические взаимоотношения между объектами, а всю работу по построению объекта выполнит сама программа. Именно эта особенность отличает параметрические САПР от остальных.

2. Современные редакторы САПР

САПР систем на данный момент существует огромное количество, поэтому мы очень кратко рассмотрим наиболее часто встречающиеся на данный момент.

1) TinkerCAD. Онлайн сервис Tinkercad, создан одноименной финской компанией, обеспечивает создание 3D моделей в приложении, работающем в браузере и передачи их на 3D-печать. Tinkercad разработан на базе технологии WebGL, поэтому для работы с ним не требуется установка дополнительных приложений, достаточно лишь браузера, поддерживающего WebGL (Chrome, Firefox или Opera 12 Alpha).

Созданные модели можно сохранять на сервере либо загружать их на локальный диск в формате файлов STL. Tinkercad работает с несколькими сервисами трехмерной печати (Ponoko, Shapeways и i.Materialise) и принтерами MakerBot. Для некоммерческого использования сервис бесплатен.

В мае 2013 г. все активы Tinkercad были поглощены компанией Autodesk.

Интерфейс TinkerCAD

2) Fusion 360. Fusion 360 — это комплексный облачный CAD/CAE/CAM инструмент для промышленного дизайна и машиностроительного проектирования. Он сочетает в себе функционал от Inventor, Alias, Simulation и других программных продуктов Autodesk. Имеет платную и бесплатную версию.

 Интерфейс Fusion 360

3) Kompas 3D. Компас-3d— универсальная система трёхмерного проектирования, с возможностями твердотельного, поверхностного и прямого моделирования.

Ключевой особенностью продукта является обеспечение сквозного процесса проектирования от реализации идеи в 3D до подготовки полного комплекта документации. В основе КОМПАС-3D лежат собственное математическое ядро и параметрические технологии, разработанные специалистами АСКОН. Продукт содержит инструменты для коллективного проектирования изделий и объектов строительного проектирования любой степени сложности и позволяет подготовить полноценную электронную модель изделия, здания и сооружения.

Существуют только платные версии программы, но есть бюджетные варианты в виде студенческих версий.

 Интерфейс Kompas 3D

4) SolidWorks. Система автоматизированного проектирования SolidWorks создана для использования на персональном компьютере в операционной среде Microsoft Windows.

В SolidWorks используется принцип трехмерного твердотельного и поверхностного параметрического проектирования, что позволяет конструктору создавать объемные детали и компоновать сборки в виде трехмерных электронных моделей, по которым создаются двухмерные чертежи и спецификации в соответствии с требованиями ЕСКД. Обеспечивает разработку изделий любой степени сложности и назначения.

Приобретение возможно только на платной основе. Из-за высокой цены редко используется частными лицами.

Интерфейс SolidWorks