С быстрым изменением в технологиях, особенно в области систем автоматизированного проектирования, клиенты требуют быстрой и точной 3D-модели для их легкой и быстрой визуализации времени завершения проекта. Далее идет быстрый переход от 2D к 3D САПР CAD решений. В этой статье дается обзор и основные техники для преобразования существующих 2D-чертежей в 3D-моделей CAD без особых потерь времени и данных с использованием 3D-системы автоматизированного проектирования программного обеспечения, как InventorAutodesk. Эта методика не только позволяет пользователям конвертировать CAD 2D-чертежей, а также позволяет конвертировать процесс с большей точностью. Далее различные концепции, участвующие в преобразовании 2D чертежей САПР в 3D CAD модели, ведущие к легким преобразованиям STL формата, который в дальнейшем может использоваться для физического прототипа.

Введение

3D- реальный объект или истинное описание реального изображения. Хотя мы можем рассматривать 3D изображение на бумаге или компьютерном мониторе (как плоских 2D), наш мозг сравнивает 3D изображение со своим собственным архивом 3D реальных объектов как было замечено нашими глазами в прошлом и следовательно даже не такое хорошее 3D изображение предоставляет более подробную информацию в нашем мозгу, чем простая 2Dграфика. Даже для неспециалиста, выявление высоких небоскребов выполняется очень просто, если вы покажете ему 3D-модель, но чрезвычайно трудно, если вы покажете ему план, высоты и секционные Рисунки того же самого здания. Для инженера, оба достаточно хороши, потому что он проходит обучение, чтобы понять 2D. Хорошо ! Говоря простым языком, 3D понимание является частью естественного процесса, где вам нужно пройти обучение, чтобы понять 2D.

Инженеры-разработчики, как правило, сосредоточены на одной главной проблеме, они включают или проектирование или разработку, а в некоторых приложениях, и то и другое. Основное различие между 2D и 3D технологией проявляется в периоде разработки, и затраченном времени на эти задачи, когда они используют соответствующие инструменты. В отличие от 2D-инструментов разработки,3D моделирование обеспечивает жизнь, как представление о дизайне, от структурного состава и способа, которым части соответствуют и движутся вместе, к исполнительному воздействию особенностей, таких как размер, толщина и вес. Когда инженеры могут видеть сумму частей в 3D, они могут увидеть проблемы и возможности, без необходимости тратить время на создание документации. Далее любой пользователь САПР может, несомненно, утверждать, что простые 2D рисунки не привлекают много внимания, но третье измерение стремится произвести впечатление на людей, а не начинать новую концепцию продукта с тщательных 2D-чертежей элементов, которые не могли бы функционировать как запланировано, эта технология показывает, жизнеспособна ли дизайнерская идея или она не основана на существующих данных. Эта разница составляет бизнес-преимущества для компаний, которым иначе, возможно, придется восстановить все производственные процессы в поисках ответа или построить физические опытные образцы продуктов, которые не функционируют как желаемый.

2D к 3D технологиям преобразования

С появлением 3D моделирования, которое произошло два десятилетия назад, считается, что примерно 75% текущей базы пользователей CAD все еще прежде всего используют 2D черчения. Хотя с быстрыми изменениями темпов миграции из разработки 2D к 3D моделированию ускорились, однако, к выходу на рынок, имеющиеся ограничения не дают возможности для изготовителей позволить пользователям приспосабливаться к новым парадигмам и конвертировать наследие чертежей в новые форматы, не будучи продуктивным в то же время. Все же некоторые изготовители не только достигают этого подвига, но выделяются в известных и реалистичных мерах.

Все 3D инструменты CAD, доступные на рынке сегодня, могут легко произвести 2D зрение разработки от 3D модели CAD, и это далее, оказывается, подлинной правдой. В дальнейшем эта технология используется во всех видах деятельности проекта, дизайнер, который в свою очередь может непосредственно использоваться машинным оператором, чтобы произвести компонент, используя любую современную машину CNC. Однако концепция преобразования 2D-рисования в 3D CAD модели является довольно сложной задачей, и процесс преобразования выглядит довольно сложным. Однако,этот процесс теперь упрощен, используя популярные инструменты 3D моделирования, как Autodesk Inventor, Solid Edge который является 3D поставщиком решения для CAD. Далее нужно понимать, что концепция 2D в 3D технологии должно упростить процесс создания 3D- моделей из существующего 2D рисунка CAD.

Далее эта технология помогает инженерам проектирования и изготовления улучшить производительность до большей степени. Как правило, восстановление геометрии 2D в 3D-модели заключается в использовании функции основного Extrude, и это легко сделать, если прогнозируемые просмотры выравниваются по ортогональным плоскостям. Помимо функций, упомянутых выше есть и другие функции, такие как отверстия, фаски, вырезки, идеально созданные булевыми операциями, которые предполагают сокращение и пересечение вариантов. Алгоритм, который работает в достижении этой технологии, как правило, основан на логической операции. Чтобы понять эту технологию, 2D в 3D преобразование осуществляется с AutoCAD 2008 Autodesk Inventor 2008, разработанной "Autodesk ®».

Преимущества 3D в организации

Со многими компаниями, мигрирующими от 2D CAD до 3D твердотельного моделирования для механических конструкций, твердотельное моделирование сокращает циклы проектирования, оптимизирует производственные процессы и ускоряет введение продукта, улучшая поток информации дизайна продукта и её передачу всюду по организации, а также среди ее поставщиков и клиентов. Для любого бизнеса это означает более быстрое время выхода на рынок, и более высокое качество продуктов, что приводит к увеличению дохода, в то время как сокращение затрат проекта обеспечивают больший размер прибыли.

Некоторые из преимуществ 3D перечислены ниже:

3D CAD и процесса разработки продукции

В настоящее время группа разработки продуктов должна смотреть далеко за пределы вопросов производительности при решении вопроса о САПР. 2D технология CAD поставила все улучшения производительности рисунка, которые, вероятно, доберутся, и те преимущества были давно поглощены. 3D CAD, с другой стороны, является абсолютно различной технологией, способной к поставке намного большего количества всесторонних преимуществ по всему техническому и совместному процессу разработки. Принимая во внимание, что 2D CAD сокращает масштабы времени в некоторой степени, 3D CAD идет намного дальше, непосредственно поддерживая целый цикл разработки продукта, ускоряя каждое действие и увеличивая качество проекта, удаляя много источников погрешности и ошибки, точная 3D твердая геометрическая модель, вместе со всей негеометрической технической информацией, присоединенной к нему, становится полной ‘цифровой моделью продукта’ в целях анализа проекта, содержа всю информацию, запрошенную, чтобы проанализировать, обеспечить и сделать его, в форме сразу применимым всеми процессами разработки. Когда управление данными продукта соединено с Интернетом, 3D твердотельное моделирование обеспечивает всю основу для потока информации о продукте по совместной технической сети. 2D рисунок - косвенное и неполное представление технического продукта или системы согласно интерпретации. Снимая данные в корректной форме для нисходящего анализа, моделирование и производственные процессы требуют дополнительного усилия и подвергаются ошибкам. Отправление рисунков, электронно, партнерам, клиентам и поставщикам прекрасно, но потенциал для ошибок и неверного истолкования остается. В отличие от этого, 3D твердотельное моделирование производит полную и точную геометрическую модель продукта, аналогичного физической модели. Любая запрошенная геометрическая и физическая информация может быть получена из него в целях технического анализа, моделирования и изготовления, используя соединенные приложения специалиста, которые стали неотъемлемой частью процесса параллельного проектирования. Учитывая эту высокую степень интеграции становится выполнимо выполнить итерации через несколько циклов проекта, анализа и производственного моделирования на ранней стадии в проекте, чтобы поощрить новшество при достижении самого лучшего продукта в доступном времени. Управление продуктом и техническими данными, так же интегрированное, удостоверилось, что технический продукт полностью и точно задокументирован к тому времени, когда проект завершен.

Основные методологии преобразования 2D в 3D

Рисунок 1 – Схема преобразование 2D к 3D

Обычно любой 3D инструмент моделирования, который включает преобразование 2D к 3D, должен работать в соответствии с блок-схемой на рисунке 1, чтобы создать точные и быстрые 3D модели из существующих 2D рисунков. Тот же процесс также используется изобретателем Autodesk 2008 в генерации 3D Моделей CAD. Однако, во время передачи данных от 2D до 3D необходимо быть достаточно осторожным, чтобы обеспечить гладкий процесс перехода. Это включает в экспорт только требуемую геометрию (строки и ломаные линии) и сохранение уровней, стилей размерности, все строки оси, которые существуют в 2D данных. На такие свойства как тип линии, толщина линии также накладывают запрет.

Проблемы совместимости

С последними событиями в области САПР, совместимость является ключевым вопросом, который объединяет различные CAD CAM CAE инструменты. Кроме того, эта технология позволяет плавный переход между данными CAD или из 2D в 3D или из 3D CAD инструментов в CAE инструменты. Геометрические ядра, используемые в этих инструментах плавные, так как они работают на той же кодировке, которая используется популярными инструментами программирования, такими как C++, C # и Visual Basic.

Этапы преобразования из 2D в 3D

Преобразование 2D файлов к 3D твердым моделям может быть дорогим и утомительным для крупных производителей с десятками тысяч рисунков продукта. Но математика программирования комбинирует серию тонких частей на логическом пути, чтобы сформировать 3D объект. Каждый 3D объект, используемый в AutoCAD или Inventor получила свое основание в виде 2D формы. В основу Коробки лёг прямоугольник, а в основой Цилиндра стал круг. При соединении с 2D моделью третья размерность по умолчанию (нулевое значение), как только третья размерность предполагает, что некоторое значение кроме нуля дано, чтобы разместить изменения в 2D к 3D, модель теперь называют как 3D модель. Как всегда, основная концепция заключается в организации 2D геометрии на "стеклянный ящик" позволяет легко преобразовать проект в 3D

Ключевые понятия, кроме использования таких инструментов, как Extrude и рабочий процесс, который включает в преобразования 2D в 3D, приведены ниже в 4-х шагов, ведущих к эффективным методам преобразования:

Создание базы Геометрия (вид спереди)

Такой 2D инструмент разработки, как AutoCAD, имеющий расширения файла *.dwg, обеспечивает плавный переход данных в любую 3D систему CAD. Следовательно изображение, как показано в рисунке 2, сгенерировано в AutoCAD 2008. Далее эти данные импортированы в Inventor Autodesk, 2008, используя опцию Insert AutoCAD. В ходе этого преобразования, с помощью опции фильтра, технология встроенная в Autodesk Inventor, данные, такие как размеры, различные параметры, тип линии, фильтруются, прежде чем они будут фактически импортированы в 2D в 3D модуль. Этот процесс приводит к эффективному и точному преобразованию от 2D до 3D. Как только представления, которые растягиваются, используя AutoCAD, импортированы в Inventor, основное представление выравнивается вдоль плоскости XY. Однако этот процесс может быть продолжен до преобразования вручную, вовлекающего рисование CAD, используя метод растра к векторному преобразованию. Основное представление обычно относится к виду спереди в любой ортогональной проекции.

Рисунок 2 – Изображение сгенерированое в AutoCAD

Определить Прогнозируемый Просмотр геометрии

С плавным переходом данных с 2D пакета CAD на 3D параметрический инструмент CAD важно иметь существенный метод, чтобы включить быструю и точную ориентацию данных от различных представлений. Этот процесс может обычно быть установлен, ориентируя различные представления в поле, которое обеспечивает все три плоскости как XY – YZ – ZX, так как 3D модель может быть просмотрена от 6 различных ориентаций. Чтобы лучше понять это, рассмотрите куб, который включает все 4 представления, сопровождаемые видом сверху и видом снизу. На основе типа представления соответствующие представления могут быть выбраны, чтобы лучше связаться с видом спереди как показано в рисунке 3.

Рисунок 3 – Вид сверху и вид снизу

Согласование различных геометрических просмотра

Как только базовые представления идентифицированы, которые необходимы для создания 3D Модели, проблемы ориентации и выравнивания становятся очень важны, прежде, чем 3D модель сможет быть выдавлена. Это выравнивание обычно выполнено, используя основной метод перевода, который включает только команду перемещения в надлежащую плоскость, так как другой метод не может обеспечить точную 3D модель. Однако ясно, что когда процесс перевода выполнен, все представление используется к позиции соответственно.

Extrude (Булевы операции)

Модели, после соответствующей ориентации, должны быть выдавлены для создания 3D-модели. Преобразование вообще сделано легким, выбирая одно представление за один раз.

Как только основное представление выдавлено, важно, что все другие взгляды должны быть созданы, используя комбинацию выдавливания и логической операции, выполняя этот процесс, окончательная 3D-модель будет готова без ошибок. Однако пользователь должен обеспечить надлежащее использование эскиза, так как после того, как эскиз был использован для выдавливания или логической операции, тот эскиз не может использоваться снова. Процесс сокращения и пересечения, главным образом, используется для того, чтобы достигнуть итоговую модель. Чтобы лучше понять этот метод см. рисунок 4.

Рисунок 4 – Процесс сокращения и пересечения

Переход от САПР к RP файлам

Любой инструмент 3D моделирования, имеет возможность преобразования моделей 3D CAD в файл STL. Это преобразование снова использует триангулированный метод формата; как правило, в формате STL. Эти форматы помогают пользователям непосредственно взаимодействовать через интерфейс с любой машиной прототипирования, чтобы быстро создать 3D Модель. Далее любые изменения могут всегда вноситься в продолжительном времени, приводя к лучшей устойчивости на рынке. Понятие быстрого прототипирования уменьшает производственные ошибки. Некоторые компании-производители требуют физического прототипа из-за эргономики в памяти. Независимо от того, насколько хорошо модель выглядит на экране, нельзя сказать, как она будет вести себя, обрабатывая модель (см. рисунок 5).

Рисунок 5 – Переход от САПР к RP файлам

Заключение

Большинство систем 3D моделирования предлагает функции, которые помогают управлять точностью и полнотой преобразования 2D в 3D. Кроме того, производители планируют добавлять 3D-моделирование к 2D, а не заменить его. Это - главная причина, которая призывает к такому методу преобразования. Однако, если эти технологии могут разместить, преобразование 2D сборочного чертежа в готовое, чтобы использовать 3D модели блока, то технологический рост был бы на его пике, и большинство компаний войдет в 3D технологию, и фактор стоимости приведет к резкому спаду. Это будет стимулировать даже средние компании, чтобы обернуть 2D к 3D технологиям, и эта тенденция будет расти среди всех вертикалей.