NX CAD: struktura siatkowa przy projektowaniu części

Siemens PLM Software, producent oprogramowania NX kładzie bardzo duży nacisk na rozwój innowacyjnych metod modelowania części. W najnowszej odsłonie NX-a można znaleźć bardzo rozbudowane narzędzia wspierające druk 3D, pracę z plikami w formacie .stl czy strukturę siatkową.

Struktura siatkowa pozwala na zastąpienie pewnych obszarów części, w których do tej pory znajdował się „pełny materiał”, siatką. Zastosowanie takiego sposobu modelowanie pozwala zmniejszyć wagę, jednocześnie nie zmniejszając wytrzymałości projektowanego komponentu.

Poniżej widać zrzut zamodelowanego fragmentu podwozia samolotu. Wykonany jest ze stali. Jego waga to około 8.5 kg. Wykorzystując strukturę siatkową zmniejszeniu ulegnie jego waga.

Rysunek 1. Gotowy model.

Struktury siatkowa mogą być definiowane na dwa sposoby:

• Wykres jednostkowy – umożliwia ustawienie orientacji i przycięcie siatki do obiektu granicznego, zamodelowanego wcześniej fragmentu bryły

• Wykres równokątny – umożliwia ustawienie orientacji i położenia siatki do obiektu powierzchniowego. Geometria siatkowa może być odsunięta od powierzchni i nią przycięta.

Na modelu przygotowane zostało wycięcie (pokazane na rysunku nr 2 - żółte tło). Struktura siatkowa wypełni zdefiniowany obszar.

Rysunek 2. Model ze zdefiniowanym obszarem do wypełnienia siatką.

Po wywołaniu polecenia i wskazaniu zdefiniowanego wcześniej obszaru program wstawi wybrany typ komórki. Możliwe jest dowolne usytuowanie pojedynczej komórki. Poza zmianami orientacji możliwe jest określenie długości krawędzi i średnicy trzpienia. Biblioteka typu komórek udostępniona w NX jest bardzo bogata i pokazana jest na rysunku nr 3.

Rysunek 3. Typy komórek.

Po ustawieniu parametrów siatki i kliknięciu OK, wskazany obszar zostanie wypełniony siatką (rys. 4).

Rysunek 4. Model z wstawiona siatką.

Po wprowadzonych zmianach masa projektowanego komponentu spadła do 5.8 kg. Jest to zauważalna korzyść.

W przypadku, gdy siatka ma pokryć element powierzchniowy, możliwe jest zdefiniowanie kształtu i granicy siatki. Możliwe opcje to:

• Automatycznie
• Równolegle – umożliwia wybranie dwóch punktów do zorientowania siatki
• Wyrównanie względem profilu – umożliwia wybranie czterech punktów do utworzenia kształtu i orientacji siatki
• Wyrównane walcowo – umożliwia wybranie linii podziału w celu wyrównania siatki na walcu, stożku lub okresowej ściance swobodnej.

Oprogramowanie NX udostępnia bardzo szeroki wachlarz narzędzi pozwalających kontrolować kształt, wyrównanie i położenie siatki. Dzięki temu, że geometrią wejściową może być element powierzchniowy, możliwe jest budowanie części składających się tylko z siatek o bardzo zaawansowanych kształtach (np. rys 5). Modele takie znajdują szerokie zastosowanie w medycynie czy przemyśle kosmicznym.

Rysunek 5. Siatka utworzona na elemencie powierzchniowym.

Struktury siatkowe mogą być umieszczane nie tylko na elementach bryłowych, ale również na powierzchniowych. Wyżej opisany sposób modelowania części pozwala zaoszczędzić materiał i zmniejszyć wagę projektowanych elementów bez zmiany ich wytrzymałości.

Autor: Piotr Szymczak