Твердотельное моделирование

Что такое твердотельное моделирование
В процессе развития новых технологий в современных конструкторских системах происходит переход от двухмерного проектирования к объемному твердотельному моделированию. Твердотельная (монолитная или объемная) модель представляет собой геометрическую форму или структуру без разрывов по длине, высоте и ширине. Она образуется из простых объектов типа цилиндр, конус, сфера, куб и содержит сведения не только о размерах детали, но и об объеме.

Твердотельное моделирование предусматривает последовательное выполнение булевых операций, таких как вычитания, сложения и пересечения над объемными примитивами (цилиндрами, конусами, призмами, пирамидами, сферами и т.д.). Объемные примитивы образуются путем выполнения перемещения плоской фигуры в пространстве. След от перемещения определяет форму примитива, например, смещение многоугольника образует призму, а поворот окружности вокруг оси — сферу.

Последовательность твердотельного моделирования
В зависимости от сложности моделируемого объекта моделирование может включать в себя построение одного или нескольких тел. Создание одиночного тела начинается с построения одного тела простой формы или построения тела на базе поверхностей, или построения тела на базе линий.
Простые тела: прямоугольная призма, сферическое тело, цилиндрическое тело, коническое тело, тороидальное тело.
Тела на базе линий: тело выдавливания, тело вращения, тело сдвига, тело заметания, тело на основе плоских сечений.
Тело на базе поверхностей: тело в форме листа.
Действия, операции, которые можно проводить над всеми телами:
-булево объединение тел;
-булево пересечение тел;
-булево разность тел;
-резка тела поверхностями;
-построение симметричного тела и т д

Как уже говорилось, процесс построения оболочки сложного тела аналогичен процессу изготовления самого моделируемого объекта. С помощью операции булева объединения к телу можно добавить требуемый объем (для этого необходимо создать еще одно тело и объединить с исходным телом). Аналогичным образом с помощью операций булева пересечения или вычитания из тела можно убрать ненужный объем (отрезать лишнюю часть объема). С помощью остальных операций можно скруглить ребра тела, снять с них фаски (убрать скругленность), построить тонкостенное тело. Для симметричных тел достаточно будет построить только одну половину тела, а затем применить операцию построения симметричного тела.

Преимущества твердотельного моделирования:
1.Лучшая визуализация и восприятие созданной модели – трехмерная модель с применением современных технологий выглядит более чем реалистично.
2. Автоматическое формирование чертежей – одно из самых главных преимуществ данной технологии. Построение модели и формирование чертежей по ней с использованием твердотельного моделирования – дело нескольких секунд.
3. Быстрота и легкость в процессе внесения изменений и корректировок в модель – не нужно заново формировать чертеж, достаточно изменить нужные пункты и обновить программу. Также можно использовать шаблоны, что значительно сократит время на выполнение работы.
4. Скорость при проектировании – твердотельное моделирование сокращает срок выполнения проектирования объекта. Быстрота моделирования позитивно влияет на скорость возвращения вложенных инвестиций.

Обладая такими существенными преимуществами, твердотельное моделирование признано самым быстрым, качественным и эффективным методом при проектировании сложных объектов.