ДонНТУ   Портал магистров

Создание и проетирование твердотельных деталей в современных САПР

Во время учебы в университете приходилось занимать различными вещами, в том числе делать что-то своими руками, создавать различные механизмы, отлаживать их и заставлять работать. Чтоб собрать какое-то устройство, в первую очередь необходимо понимать из чего оно должно состоять, то есть иметь детали для него. Оказывается, что список материалов подвергающихся ручной обработке не так уж и велик и часто требует владения определенными профессиональными навыками, да и приобретение оборудования для обработки может быть затратным.

XXI век довольно лаконично решает проблему, относительно недорогие и довольно практичные 3D принтеры качественно помогают справляться с созданием различных компонентов для механизмов. Остается только один момент, нужно научиться переносить задумки из головы в реальные, пластиковые модели. САПР призваны облегчать жизнь проектировщикам, выполняя и автоматизируя рутинную работу, однако широкое распространение этих систем вывело черчение на новый уровень. Теперь каждый может скачать, начертить, распечатать.

Для того, чтобы создать какую-либо деталь существуют два базовых подхода. Создавать путем вырезания частей из заранее известного и заранее избыточного объема материала или же, диаметрально противоположный, наращивать необходимые части одна за другой. Тут нет явных преимуществ и недостатков и довольно часто методы комбинируются один с другим. В процессе построения деталь делится на множество поперечных сечений, которые либо выдавливаются и создают объем, либо вырезаются (вдавливаются) и выбирают объем из имеющегося. Это две базовые операции, которые позволяют создавать детали практически любой сложности.

Когда разработка осуществляется для определенного механизма необходимо иметь представление о том, что этот механизм будет делать, каковы требования к его размерам и прочности, а также нужно понимать каким образом деталь из среды САПР будет перенесена в физическую. Например, при печати деталей на 3D принтере существует ряд нюансов, которые накладывают ряд ограничений при изготовлении детали. Разные пластики обладают разными температурными характеристиками, что может вызвать невозможность печати слишком маленьких частей конструкции. Навесные элементы детали требуют построения под собой так называемых поддержек, генерацией которых занимаются другие алгоритмы, однако необходимо понимать при разработке, как и где будет создана поддержка. Наибольшая проблема FDM технологии состоит в том, что деталь создается по слоям, из-за чего механические характеристики будут зависеть от того, в каком направлении приложена сила. Чаще всего это накладывает ряд ограничений на толщину отдельных элементов и на размещение печатаемого образца в пространстве области печати.

Сборка элемента в среде Autodesk Fusion 360 Сборка элемента в среде Autodesk Fusion 360

Сборка элемента в среде Autodesk Fusion 360

Отдельным бонусом сред САПР является моделирование. При создании и проектировании механизмов, имеющих подвижные части очень удобно воссоздать их виртуально и изучить возможные траектории движения или же диапазон углов поворота степеней свободы чтобы заранее внести коррективы в создаваемый объект.

Ссылки по теме