Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 1 3D MODELIRANjE 1.1 SolidWorks 3D CAD paket – opis funkcionalnosti

SolidWorks 3D CAD paket se koristi u procesima razvoja proizvoda - virtuelnog prototipa, projektovanju tehnologije, simulacijama, proračunima...

SolidWorks omogućava projektovanje kompletnog proizvoda-sklopa-podsklopa, kreiranje

tehničke dokumentacije sa smanjenim rizikom pravljenja grešaka,

SolidWorks omogućava čitav niz proračuna i simulacija, što skraćuje period izlaska proizvoda na tržište i smanjenu potrebu za izradom prototipova,

Upravljanje kompletnom tehničkom dokumentacijom, praćenje izmena dokumentacije.

1.2 Razumevanje modeliranja zasnovanog na funkcijama Postoji određena teminologija koja se mora savladati pre nego što se počne sa modeliranjem. Upotrebljava se termin modeliranje, ne crtanje, ne dizajniranje...SolidWorks (SW) je program za kreiranje virtuelnog prototipa. SW pomaže da se vizualizuju geometrijski podaci proizvoda na realisitičan način. Proces modeliranja sličniji je kreiranju fizičkog modela u radionici nego crtanju na papiru. Modeliranje zasnovano na funkcijama znači kreirati model postepenim identifikovanjem funkcionalnih oblika i premenom procesa za kreiranje oblika. Primer 1 Modelirati kutiju, cilindar i loptu. Nacrtati u ravni kvadrat ili pravougaonik i profil translirati duz prave linije koja definiše treću stranicu kvadra. Naziv funkcije Extrude-izvlačenje, slika 1a. Za modeliranje cilindra postoje dva načina. Prvi je da se u ravni nacrta pravougaonik koji se zarotira oko jedne stranice koja bi predstavljala osu cilindra i to proimenom funkcije Revolve, slika1b. Drugi način modeliranja cilindra: u jednoj ravni nartati kružnicu i zatim je transilati duž prave linije koja bi predstavljala izvodnicu cilindra koristeći funkciju extrude, slika 1c. Lopta se modelira tako što se u ravni nacrta polukrug i zarotira oko stranice koja predstavlja jednu od osa lopte, slika 1c. U slucaju modeliranja lopte primenjuje se funkcija revolve.

Osa

Osa

a) b) c) d)

Slika 1. Modeliranje kutije-kvadra, cilindra i lopte.

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 2 U većini slučajeva za kreiranje referentne geometrije bilo kog mašinskog dela ili bilo kog tela upotrebljavaju se funkcije kao što su:

Extrude, Revolve, Rib, Hole Wizard, Wrap

za koje je neophodno da imate predhodno nacrtanu skicu. Pored ovih funkcija postoje još neke funkcije koje kreiraju referentnu geometriju o kojima će biti reči u okviru ovog kursa. Poneke od funkcija za modeliranje referentne geometrije moraju imati dve skice kao što je sučaj sa funkcijom rib. 1.3 Definisanje modela ...podsetnik...važniji termini... Projekcija na ravan koja se, u opštem slučaju, ne poklapa ni sa jednom od glavnih površina objekta koji se modelira naziva se projekcijom-slikom. Ukoliko su projektujući zraci paralelni jedan sa drugim onda je u pitanju paralelna projekcija a ukoliko se sustiču u jednoj tački onda je u pitanju perspektivna projekcija, slika 2.

Funkcije koje zahtevaju skicu. Skica-sketch.

Slika 2. Pojekcije-slike: a) paralelna; b) perspektivna

a)

b)

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 3 Prikaz geometrijskih entiteta klasičnih CAD sistema kao i načini konstruisanja tačke , slika 3.

Slika 3. Geometrijski entiteti kličnih CAD sistema

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 4 Na slici 4 prikazani su načini konstruisanja linije kao i načini konstruisanja kružnog luka kod klasičnih CAD sistema.

Slika 4. Načini kontruisanja prave i kružnog luka

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 5 Razvijene metode koje se uptrebljavaju za 3d modeliranje uključuju predstavljanje geometrije nekog tela kao skup linija, krivih, površina u prostoru. Koordinatni sistem koji se koristi za opis pomenutih elemenata je Dekartov pravougli koordinatni sistem desne orijentacije, slika 5. Primeri površina koje su definisane pomoću krivih prikazani su na slici 6.

Slika 5. Dekartov koordintani sistem desne orjentacije

Slika 6. Primeri površina

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 6 Primer tela – žičanog modela (wireframe model), slika 7. Primeri funkcija loft i sweep prikazani su na slici 8.

Slika 7. Prikaz tela – žičani model

Slika 8. Prikaz tela – Funkcije loft i sweep

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 7 Constructive Solid Geometry (CSG ili C-rep) – kao način predstavljanja 3d modela, poznata je i kao Bulova metoda. CSG metoda vrši prezentaciju 3d modela koristeći prosta tela koja se zovu primitivi (cilindi, sfere, kupe...), slika 9.

Slika 9. CSG prezentacija 3d modela

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 8 Svako telo sastoji se od geometrijskih primitiva. Svako telo može se modelirati koristeći geometrijske primitive i operacije koje se nad njima primenjuju – Bulove operacije. Na slici 10. prikazano je telo i način na koji se jedan 3d model može modelirati koristeći geometrijske primitive i bulove operacije. Bulove operacije su: unija, presek i razlika.

Slika 10. CSG prezentacija 3d modela. Primitivi. Bulove operacije.

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 9 1.4 Pregled interfejsa SolidWorksa Na slici 11 prikazani su elementi SolidWorks interfejsa

Slika 11. Elementi SolidWorks interfejsa

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 10

Command Manager i linija sa alatkama grupiše srodne komande i opcije za podešavanje. Padajući meni prikazani su na slici 12.

Slika 12. Popularni padajući meni

Ovaj meni vazan je za tipove pogleda, način prezentacije modela, osvetljenje....

Ovaj meni sadrži funkcije za modeliranje bilo kog tela-dela, površine, zavarene konstrukcije... Ovaj meni sadrži funkcije

za analizu modela, sklopa, podsklopa. Omogućava određivanje zapremine i mase modela....

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 11

Slika 13. Feature Manager za 3d model miša

Rollback bar

Drvo – tree. Drvo ‘pamti’ sve funkcije koje se koriste da bi se izmodeliralo telo.

Feature - osobina

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 12

1.5 Generalizovan algoritam za modeliranje tela u SolidWorks paketu i drugim komercijalnim paketima za 3d modeliranje

Slika 13. Algoritam za mogući način modeliranja tela u SolidWorks paketu

Analiza osobina tela koje se modelira. Konfiguracija tela (složeno telo, prosto telo, telo sa skulptorksim površinama...)

Odabir referentne ravni (xOy, xOz, yOz) u kojoj će se nacrtati skica-sketch. U okvirru skice mora postojati zatvorena kontura.

Nakon završenog rada u okviru skice neophodno je izaći iz nje – exit sketch (gornji desni ugao ekrana) i primeniti optimalnu funkciju za generisanje tela (funkciju koja zahteva definisanu skicu a to su extrude, rib, revolve...). Dobijeno telo tretira se kao ‘obradak’.

U većini slučajeva telo koje se modelira sadrži različite primitive neophodno je odabrati određenu ravan na dobijenom telu i koristiti je kao skicu.

Nakon završenog rada u okviru skice neophodno je izaći iz nje – exit sketch (gornji desni ugao ekrana) i primeniti optimalnu funkciju za generisanje primitiva (funkciju koja zahteva definisanu skicu a to su extrude cut, extrude.....ili primeniti funciju combine....

Modelirano telo. Završetak

modeliranja

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 13 1.6 Primer primene osnovnih funkcija za modeliranje. Funkcija koje zahtevaju predhodno definisanu skicu. Upotreba tastera miša i tastarure u cilju manipulacije modeliranim telom. P1. Modelirati kvadar proizvoljnih dimenzija.

Slika 14. Osnovni meni pri startovanju SolidWorksa

Modeliranje tela-komponente

Modeliranje sklopova-monraža

2d crtezi. Generisanje radioničke dokumentacije modeliranog dela, sklopa ili podsklopa

Slika 15. Izbor pri generisanju novog solidworks dokumenta

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 14 Postaviti strelicu miša na FrontPlane,desni klik, selektovati show. Pnoviti na sve tri ravni. Rezultat: sve ravni su vidljive. Selektovati desnim klikom TopPlane, selektovati sketch, slika 16. Rezultat je ulazak u sketch-ravan i rad sa skicom, slika 17. Sekekovati Rectangle, levim klikom miša. Nacrtati pravougaonik, slika 18.

sketch

Slika 16. Ravni koje čine ose Dekartovog pravouglog koordinatnog sistema. Ulazak u rad sa skicom – sketch. Definisanje Sketch plane – ravan skice

Slika 17. Okruženje pri radu sa skicom

Drvo- tree Izlaz iz skice – exit sketch

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 15 Izaći iz skice i primeniti funkciju extrude boss-base, slika 19. Nakon željene dubine izvlačenja – extrudiranja, koja u konkretnom slučaju iznosi 37 mm kliknuti na zelenu kukicu u feature meniju funkcije extrude. Modeliran je kvadar, slika 20.

Tipovi pravougaonika

Osobine – features koje su vezane za funkciju crtanja pravougaonika

Slika 18. Crtanje pravougaonika (zatvorene konture-closed contouor) okviru sketch plane

Slika 19. Funkcija extrude

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 16 U feature manager-u, konkretno u okviru drveta-tree, može se videti istorija modeliranja tj. funkcije koje su se koristile u cilju modeliranja željenog tela. Načini rotacija tela koje je modelirano:

1. konstantak klik na centralni taster miša u kombinaciji sa proizvoljnim pomeranjem miša omogućava rotaciju tela oko koordinatnog početka, odnosno oko osa koordinatnog sistema,

2. skrolovanje centralnog tastera miša omoćava zoom in i zoom out , 3. konstantan klik na taster ctrl i konstantan klik na centralni (središnji) taster miša omogućava

pomeranje-translaciju modeliranog tela bez promene orijentacije (sa trenutnom orijentacijom u prostoru).

Normal to – Crtl+8 - Pogled normalan na selektovanu ravan Isometric view – Ctrl+7- prikaz izometrijski

Slika 20. Modeliran kvadar

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 17 Primer funkcije Sweept boss- base Neophodno je modelirati deo koji je prikazan na slici 21.

1.klik New. Klik Part, OK. 2.klik Top Plane a zatim na Sketch.

3.Klick Circle a zatim nacrtati krug sa centrom u koordinatnom početku. Klik Smart

Dimension, a zatim dimenzionisati krug sa prečnikom 10mm.

4.Exit Sketch. 5.Klik Front Plane a zatim Sketch.

Slika 21. Primer tela za funkciju swept

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 18 6.Klik View Orientation>Normal To (crtl+8)

7.Zoom out sketch, klik Spline I nacrtati krivu približnu, kao na skici ispod.

8.Exit Sketch. 9.Klik View Orientation>Isometric(crtl+7)

10. Klik Features>Swept Boss/Base. Za profil koji se sweept-uje selektovati Sketch1 (krug) a za vodilju selektovati Sketch2 (kriva).

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 19

zatim kliknuti na zelenu kukicu . Kraj!

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 20 Primer funkcije Revolved boss/base Koristeći funkciju revolve modelirati deo – torus, kao na slici ispod.

1. Klik New. Klik Part, OK. 2. Klik Front Plane a zatim klik na Sketch.

3.Selektovati centerline, Vertikalnu liniju koja počinje od koordinatnog

početka , proizvoljne dužine zatim OK.

4. Klik circle I nacrtati krug levo od centerline.

5. Klik Smart Dimension, klik na nacrtani krug I podesiti prečnik na neku

Tehnikum Taurunum-VIŠSS 3D Modeliranje 21 vrednost recimo 15mm a zatim selektovati centerline I centar kruga I definisati njihovo rastojanje , koristeći funkciju smart dimension,

zatim OK. 6.Komletiran je crtež-sketch. Klik Feature>Revolved Boss/Base

7. Klik centerline kao osu a zatim OK.

8. Deo je modeliran! 9. Kraj.