Seminarium: Translacja danych 3D CAD

 

"Rozwój technologii komputerowej doprowadził do powstania systemów wspomagania projektowania (ang. CAD) pozwalających na odwzorowanie części maszyn bez uproszczeń w przestrzeni trójwymiarowej 3D. Sposób tworzenia uzależniony jest w dużej mierze od narzędzi dostępnych w oprogramowaniu CAD oraz umiejętności w ich wykorzystaniu, które zależne są od użytkownika.
 

Można tu wprowadzić podział systemów CAD na systemy, które w opisie geometrii posługują się definicjami powierzchniowymi (CATIA V4, EUCLID, CADDS) oraz systemów opartych na modelowaniu objętościowym z wykorzystaniem techniki cech lub całostek (ang. features)  np. CATIA V5, UGS, Pro/Engineer, SolidWorks. Rozwój systemów CAD/CAM/FEM wykorzystujących techniki feature based modeling był możliwy dzięki opracowaniu dwóch niezależnych rozwiązań, będących jądrami współczesnych systemów CAD/CAM/FEM, jakim są PARASOLID i ACIS. Dodatkowo swoje rozwiązania promują DASSAULT SYSTEMES dla CATIA i Parametric Technology Corporation dla systemu Pro/Enigneer. 
 

Jak widać ilość dostępnych rozwiązań jedynie dla zadań projektowych jest imponująca. Szczególnie jeżeli wziąć pod uwagę, że średnio, na każdy system do projektowania przypadają trzy różne systemy do wspomagania obliczeń numerycznych MES lub przepływów. Systemy te, w sposób bezpośredni (pracujące w ramach systemu CAD ang. add-ins) lub pośredni (import danych) wykorzystują geometrię do przygotowania modelu numerycznego. Ma to znaczący wpływ na jakość modelu oraz na bezproblemowy przebieg etapów symulacji komputerowej lub procesu produkcyjnego.
 

Co roku tylko przemysł samochodowy traci 2 bln $USD (raport japońskiej organizacji JAMA 2007)  z tytułu złej jakości modeli 3D. Danych dla przemysłu lotniczego nie ujawniono, ale biorąc pod uwagę ostatnie problemy firmy AIRBUS z modelem 380, są one niewspółmierne co do strat przemysłu samochodowego. W trakcie seminarium zostaną przedstawione zagadnienia związane z utratą jakości modelu 3D w procesie translacji danych. Jednym z głównych czynników wpływających na utratę jakości danych podczas translacji z systemów CATIA V4 i V5 są różnice w definicji tolerancji.
 

Dla CATIAV4 tolerancja uzależniona jest od tzw. przestrzeni projektowej, która dla przemysłu samochodowego będzie wynosiła 2 [m], a dla przemysłu lotniczego 10 [m] odpowiednio tolerancja opisująca topologiczne obiekty typu solid lub ‘SKIN’ będzie wynosiła 0.02 [mm] oraz 0.1 [mm]. Tolerancja dla systemu CATIA V5 jest ustalona i dla każdej wykonywanej operacji wynosi 0.001 [mm]. Zapewnienie poprawnego transferu danych przy takich różnicach nie należy do łatwych zagadnień. Ilustrację stanowić będzie przykład konstrukcji prasy dla samochodu AUDI.
 
Innym z typowych problemów w translacji danych jest ‘explozja’ powierzchni  w modelu CAD po jego translacji. Zagadnienie bardzo ważne dla zapewnienia wysokiej jakości produkowanego detalu w systemie CAM."