NX ADDITIVE MANUFACTURING - ZINTEGROWANE ROZWIĄZANIE CAD/CAM/CAE DLA DRUKU 3D – CZĘŚĆ 2.

Niniejszy artykuł jest kontynuacją wcześniejszej pracy, opisującej możliwości programu NX pod kątem technik przyrostowych. Oprócz funkcjonalności opisanych poprzednio, koncentrujących się na modelowaniu pod druk 3D oraz przygotowanie zadania wydruku, w tym artykule zostaną przedstawione operacje umożliwiające tworzenie oraz edycję geometrii drukowanej. Dla przypomnienia, na poniższym rysunku, zostały zaprezentowane możliwości programu NX na każdym etapie procesu.

Rysunek 1. Etapy przygotowania procesu wytwarzania przyrostowego w programie NX

Modelowanie od podstaw

Pracę w systemie NX zaczynamy od modelu geometrycznego części. Model ten możemy stworzyć samodzielnie bądź też skorzystać z gotowego pliku.

​Modelowanie konwencjonalne

Zaletą NXa, odróżniającą go od większości konkurencji, jest możliwość skorzystania ze standardowych funkcjonalności CAD, wykorzystywanych również w konwencjonalnych technikach wytwarzania. Z racji tego, że wykorzystują znaną metodykę projektowania, nie ma konieczności poznawania nowych technik. Dodatkowo szeroki wachlarz poleceń modelowania, zarówno bryłowego, jak i powierzchniowego pozwala na stworzenie nawet najbardziej skomplikowanych modeli. Potwierdza to powszechność wykorzystania NX w branżach, gdzie poziom trudności geometrii oraz wymagania dotyczące jej jakości są szczególnie wysokie, np.: branża automotive.

Modelowanie generatywne

Nowością, która pojawiła się wraz z wzrostem wykorzystania technik przyrostowych, jest modelowanie generatywne. Polega ono na tym, że program automatycznie generuje geometrię, korzystając z informacji dostarczonych przez użytkownika, tj.: maksymalna przestrzeń, którą może zając geometria, obciążenie i utwierdzenie części, miejsca zamocowania, regiony z wycięciami. Ustalając maksymalną wagę detalu, program automatycznie generuje bryłę, w której materiał rozmieszczony jest tak, aby najlepiej przenosił przyłożone obciążenie. Metodyka ta jest przeciwnością konwencjonalnego modelowania, w której technika wytwarzania miała największy wpływ na ostateczny wygląd części. Stosując modelowanie generatywne to funkcja, którą będzie pełniła dana część, wymusza jej kształt. Istotne jest, że wynikiem działania programu jest gładka bryła, niewymagająca dalszej obróbki przez użytkownika. Przykładowa geometria stworzona za pomocą modelowania generatywnego została pokazana na rysunku 2.

Rysunek 2. Wynik modelowania generatywnego

Gotowy model

Nierzadko zdarza się, że praca z przygotowaniem wydruku zaczyna się od gotowego modelu. W przypadku druku 3D, oprócz uniwersalnych formatów, tj.: Parasolid, STEP, czy IGS pliki dostarczane są w formacie STL lub chmury punktów. NX dostarcza wysokiej jakości narzędzi do edycji bezpośredniej każdego rodzaju geometrii.

Model ściankowy

Najbardziej powszechnym typem geometrii funkcjonującej w programach CAD jest geometria ściankowa (ang. Boundry representation, B-rep, BREP). Składa się ona z wielu połączonych ze sobą ścianek, definiowanych funkcją ciągłą. Od wielu lat NX oferuje swoim użytkownikom autorską technologię do edycji bezpośredniej (bez udziału historii modelowania) tego typu obiektów – Synchronous Technology. Za pomocą tych operacji zmiany w bryłach, które z racji braku historii wymagałyby czasochłonnego odbudowywania modelu, są wielokrotnie szybsze oraz w pełni edytowalne. Oznacza to nie tylko możliwość pracy na powierzonych modelach, ale także ponowne ich parametryzowanie.

Rysunek 3. Wynik modyfikacji geometrii przy pomocy Synchronous Technology

Chmura punktów

Równolegle wraz z popularyzacją przyrostowych technik wytwarzania rozwija się również technologia skanu 3D. W zależności od modelu skanera danymi wyjściowymi może być chmura punktów bądź STL. Dane dostarczone w formie chmury punktów są zdecydowanie trudniejsze w obróbce, lecz dla części skanerów jest to jedyny wspierany typ danych. Z myślą o posiadaczach takich maszyn została stworzona operacja do automatycznej konwersji chmury punktów do obiektów fasetkowych (np. STL lub obiektów zbieżnych). Dzięki temu użytkownicy programu NX uzyskują dostęp do narzędzi modelowania konwergentnego, umożliwiających bezpośrednią edycję tego typu geometrii. Samo modelowanie konwergentne zostanie omówione w dalszej części artykułu.

STL

Najpopularniejszym formatem plików związanym z drukiem 3D jest STL. W odróżnieniu od geometrii znanej z programów CAD zawiera on dane o geometrii w formie dużej liczby połączonych ze sobą trójkątów (fasetek). Dlatego obok standardowych funkcjonalności NX oferuje specjalny zestaw operacji przystosowany do pracy na bryłach fasetkowych.

Przeróbka geometrii fasetkowej

Tak jak zostało to opisane we wcześniejszej części artykułu, istnieje wiele źródeł, z których może pochodzić bryła fasetkowa, np.: skan 3D, eksport z innego programu, bądź wynik optymalizacji topologicznej. W programie NX istnieją dwie metodyki pracy na tego typu obiektach: modelowanie konwergentne oraz inżynieria odwrotna.

Modelowanie konwegentne

Technologia modelowania konwergentnego pozwala na bezpośrednią edycję geometrii fasetkowej. Eliminuje ona konieczność odbudowy modelu w celu późniejszego wykorzystania obiektów skanowanych, wyeksportowanych do formatu STL lub zaskanowanych do chmury punktów. Podstawową cechą tej technologii jest fakt, że pozwala ona wykorzystywać obiekty fasetkowe na takich samych zasadach jak konwencjonalne bryły CAD, np. w operacjach Boole'a. Przykład takiej operacji został pokazany na rysunku 4.

Rysunek 4. Wynik operacji wycięcia bryły ściankowej za pomocą obiektu fasetkowego

Dodatkowym atutem technologii konwergentnej jest możliwość wyodrębnienia ścianek na geometrii fasetkowej. Przez to możliwe jest użycie operacji wykorzystywanych przy standardowych obiektach, które działają na geometrii ściankowej, tj.: zaokrąglenia, fazowanie, pochylenia. Oprócz tego dostępne są polecenia do obróbki obiektów fasetkowych o gorszej jakości, np.: pochodzącej ze skanów, należą do nich: wygładzanie, wypełnianie otworów, nakładanie ponowne siatki.

Rysunek 5. Zaślepienie i wygładzenie skanu 3D

Inżynieria odwrotna

Inną techniką, w której można wykorzystać geometrię fasetkową, jest inżynieria odwrotna. Polega ona na zbudowaniu modelu ściankowego na bazie modelu wielokątowego. Niezbędną w tym procesie jest operacja rozpoznająca podstawowe regiony, bazując na zaimportowanych fasetkach, co zostało zaprezentowane na rysunku 6. Z tak przygotowaną bryłą można przejść do nakładania powierzchni w miejscach wyodrębnionych kolorami. Przycięte ze sobą powierzchnie będą później tworzyć ścianki odbudowanej bryły. NX oferuje szereg operacji pozwalających na szybkie tworzenie i edycję obiektów powierzchniowych oraz dokładne sprawdzenie ich jakości. Efektem tego procesu jest bryła BREP – zbudowana za pomocą ścianek definiowanych funkcjami ciągłymi – co pozwala użyć ją na dalszych etapach pracy, gdy pożądana jest najwyższa jakość.

Rysunek 6. Bryła po edycji poleceniem do wykrywania podstawowych regionów

Podsumowanie

Zaprezentowane w tym artykule możliwości tworzenia i naprawy geometrii w znacznej części przyczyniają się do poprawy jakości i tempa pracy. Dodatkowo nowatorskie narzędzia, takie jak modelowanie konwergentne, rozszerzają możliwości, które ma do dyspozycji użytkownik programu. W połączeniu z bezpośrednią integracją dalszej części procesu wewnątrz jednego środowiska NX oferuje unikalne rozwiązanie dla druku 3D, wyróżniające się na tle konkurencji dostępnej na rynku. Poniżej dostępny jest również link do poprzedniego artykułu.

...

NX Additive Manufacturing - Zintegrowane rozwiązanie CAD/CAM/CAE dla druku 3D – część 1. - Blog NX CAD, NX CAE, NX CAM, NX Progressive, NX Mold, FIBERSIM | CAMdivision

W dzisiejszych czasach techniki przyrostowe zyskują coraz większą popularność. Wraz z tym zmieniają się wymagania, jakie są stawiane przed oprogramowaniem biorącym udział w procesie. Wyzwaniem nie jest już, czy software pozwala użytkownikom na wykona
 

Komentarze

Umieść swój komentarz jako pierwszy!
Gość
środa, 12, sierpień 2020

Zdjęcie captcha

Więcej w tej kategorii

19 luty 2020
NX CAD
Link do zapisu webinaru poświęconego tematyce druku 3D, który odbył się 27 lutego 2020:  https://youtu.be/1IOyV0ZyxEk ​ Szeroki zakres możliwości NX'a został pokazany na ilustracji 1. Niniejszy artykuł jest pierwszą częścią cyklu artykułów opisujących możliwości programu NX pod kątem druku 3D. W bieżącym numerze zostanie pr...

Najbardziej popularne posty

04 listopad 2018
NX CAD
Tworzenie własnych szablonów rysunkowych jest nieodzowną częścią pracy na nowym systemie CAD. Z tego powodu w niniejszym artykule zostanie opisana metoda dodawania i edycji własnych formatek w NXCAD, aby oszczędzić niepotrzebnej pracy na dostosowywaniu arkusza w każdym nowym projekcie....
13 wrzesień 2018
NX CAD
​NX (poprzednia nazwa Unigraphics) instaluje się domyślnie w kilkunastu językach. W dowolnej chwili użytkownik może zmienić język menu, mimo że podczas instalacji została wybrana tylko jedna pozycja (np. polish).   Zmianę języka można zrealizować na 2 sposoby: 1. Edycja zmienn...
11 styczeń 2019
NX CAD
Oprogramowanie NX w standardzie posiada szeroko rozbudowaną bibliotekę części znormalizowanych, jak również umożliwia zamodelowanie oraz parametryzację dowolnego elementu.Zredagowanie wyżej wymienionego zagadnienia zostanie przedstawione na podstawie śruby imbusowej DIN7380 ...
01 sierpień 2018
NX CAD
Podczas pracy nad detalem gdy już proces projektowania jest zakończony, możemy bezpośrednio w środowisku "Modelowania" przygotować odpowiednie widoki. Gdy nasza licencja NX posiada moduł do aplikacji "PMI" użytkownik jest w stanie poza zwykłymi widokami stworzyć przekrój, który nastę...
27 listopad 2018
NX CAD
Klonowanie w NX jest przeznaczone do szybkiego kopiowania plików ze zmienionymi nazwami. Kopiowanie odbywa się według reguł nazewnictwa, co znacznie skraca czas potrzeby na modyfikację nazw. Pliki po zmianie nazw nie tracą żadnych powiązań. Klonowanie umożliwia szybkie kopiowanie podzespół i wy...