3D-технологии – одно из самых выдающихся современных изобретений человечества. С момента своего появления, за период около полувека, они достигли колоссального уровня развития и проникли практически во все сферы человеческой деятельности.
Благодаря активному развитию трехмерных технологий появились новые и более эффективные алгоритмы для проектирования и разработки продукции. Эти алгоритмы в свою очередь легли в основу многих процессов, которые сейчас широко используются в разных отраслях промышленности для печати прототипов и образцов.
3D-печать в прототипировании – особенности и преимущества
Для изготовления практически всех сложных механизмов и деталей используются заранее созданные чертежи. Однако в процессе преобразования чертежей в физический объект любые ошибки, допущенные в теоретических расчетах, могут стать причиной неисправной работы устройства. Как итог – дорогостоящие изделия потребуется утилизировать и производить заново.
Оптимальное решение в этом случае – предварительно изготовить упрощенную модель будущей детали или устройства. Наиболее современным и эффективным методом создания черновых заготовок является прототипирование на 3D-принтере, которое позволяет оперативно изготовить любой объект на основе 3D-модели.
Технология позволяет проводить механические испытания изделия в рабочих условиях, давать оценку его форме и эргономики, проверять собираемость, а также предоставлять наглядный проект заказчикам или инвесторам. Именно на этой стадии можно получать полную информацию о свойствах и особенностях изделия и при необходимости вносить необходимые изменения. Среди преимуществ прототипирования на 3D-принтере можно выделить несколько важных моментов.
Экономия времени
Значительно сокращается время, которое требуется на создание прототипа. В сравнении с традиционными методами процесс происходит практически в 10 быстрее. За счет экономии времени удается больше сконцентрироваться на качественных изменениях конечного продукта.
Отсутствие ошибок при производстве
Возникновение ошибок на производственном этапе сводятся к минимуму за счет повышенной точности формирования черновой заготовки. Профессиональные принтеры существенно улучшают качество модели, ее точность, пропорции. Изготовленные с высокой точностью прототипы позволяют изучить изделие на стадии разработки и своевременно устранить выявленные недостатки.
Сокращение расходов
Стоимость печати образца на 3D-принтере значительно ниже, чем его создание традиционными способами. Во многих случаях удается сэкономить сумму в несколько тысяч сотен рублей. К тому же при использовании технологии можно значительно сократить количество отходов, что не только сокращает расходы, но и позволяет меньше вредить окружающей среде.
Неограниченное количество вариантов
Низкая стоимость технологии позволяет создавать столько прототипов, сколько нужно. Можно выбрать из нескольких вариантов дизайна/конструкции одного изделия, при необходимости внести правки и запустить в производство объект, соответствующий всех необходимым параметрам.
3D-моделирование – увидеть невидимое
При разработке конструкторской документации можно использовать как 2D, так и 3D-технологию. До недавнего времени первый вариант считался самым распространенным. Однако двухмерное моделирование имеет один существенный недостаток – сложно предположить, как готовое изделие будет выглядеть в пространстве. Поэтому разработка различных изделий часто выполняется в формате 3D.
3D-моделирование – это компьютерная графика, которая включает в себя совокупность приемов и инструментов, необходимых для создания объемных объектов в трехмерном пространстве. Приемы подразумевают различные способы формирования графического объекта (расчеты, черчение, наращивание, вырезание и т.д.). А инструменты – специальные САПР программы: SolidWorks, AutoCad, Kompas, T-Flex, NX, Creo, Blender, 3D-max и др.
В сравнении с двухмерным моделированием можно выделить несколько отличительных достоинств технологии:
- Высокая точность визуализации, что позволяет не просто рассмотреть объект со всех сторон, но и снизить финансовые затраты на реализацию проекта.
- Простота проектирования и экономия времени. 3D-модель любого изделия можно загрузить в программу, чтобы быстро получить готовый проект. Это значительно ускоряет процесс создание реального объекта.
- Ошибки и несостыковки между отдельными элементами можно выявить и устранить в самом начале проектирования.
- Наличие баз с готовыми элементами позволяет подобрать любой объект и переслать готовую модель на другой компьютер в режиме онлайн.
3D-моделирование, имитационное моделирование, визуализация и анимация объектов являются ключевыми элементами для реализации различных проектов. В сочетании с технологией VR такое решение позволяет лучше представить будущий объект в реальности.
3D-сканирование и реверс-инжиниринг
3D-сканирование – одна из составляющих 3D-технологий. За счет использования методики можно в короткие сроки получить цифровую модель необходимого изделия. 3D-сканеры востребованы в разных сферах. Однако традиционной областью применения является обратный инжиниринг.
В рамках данного направления оборудование позволяет получать подробные сведения об объекте с минимальной погрешностью. На основе полученных данных создаются эскизы и чертежи. Благодаря возможностям специальных программ можно преобразовать данные в 3D-модель, практически не прибегая к помощи специалистов.
3D-сканирование отлично подходит для обратном проектировании изделий сложной геометрии, поскольку для их измерения не требуется большое количество приборов и трудозатрат со стороны специалистов. Сканирование осуществляется быстро. Технология позволяет за короткое время создать 3D модели и документацию вышедшего из строя устройства, детали или восстановить конструкторскую документации.
Заключение
Применение 3D-технологий в инжиниринге – это уникальная возможность воспроизведения сложных пространственных форм, механизмов, объектов и конструкций во многих отраслях промышленности.
Применение 3D-печати и трехмерного моделирования позволяет экономить время, ресурсы, своевременно выявлять и устранять ошибки на начальных этапах проектирования. Использование 3D-сканеров в реверс-инжиниринге также дает возможность сократить временные затраты на получение информации об объекте и с высокой точностью воспроизвести копию изделия по уже существующему образцу.
