Pahare 3D şi AMD...

Modelare solidă cu Autodesk Mechanical Desktop 2.0

de Sergiu NICOARĂ

Continuând seria de articole apărute sub numele de "Lecţia de AMD", vă propunem în articolul de faţă problema modelării unui pahar 3D care să necesite pentru realizarea sa utilizarea unora din comenzile noi introduse de AMD 2.0

Apariţia noii versiuni a soluţiei dedicate ingineriei mecanice de la Autodesk, şi anume Autodesk Mechanical Desktop 2.0, a adus cu sine o serie de îmbunătăţiri mult aşteptate de utilizatorii acestui software. Din multitudinea de facilităţi noi aduse de AMD 2.0, vreau să mă opresc pentru început asupra racordării cu rază variabilă. Dacă versiunea anterioară, AMD 1.2, permitea racordarea cu rază variabilă între două suprafeţe, în Autodesk Mechanical Desktop 2.0, această facilitate a fost introdusă şi pentru solide, racordarea celor două feţe alăturate ale solidului putând să se facă fie după o funcţie liniară, fie după o funcţie cubică. Dispunând şi de o interfaţă grafică deosebit de intuitivă, această nouă comandă, Amfillet, aduce utilizatorului facilităţi prezente până nu demult doar pe staţiile grafice.

În articolul de faţă mi-am propus să vă prezint problema modelării solide a unui pahar, care prin forma sa, să necesite utilizarea comenzii prezentate mai sus şi nu numai. Totodată, exemplul de mai jos va aduce în prim plan o altă comandă deosebit de utilă, introdusă de noua versiune a Autodesk Mechanical Desktop 2.0, şi anume, Amshell. Prezentarea acestei comenzi o vom face mai târziu, la momentul utilizării ei. Să revenim la problema propusă spre rezolvare. În figura 1 aveţi prezentat modelul 3D al paharului.

Analizând cu atenţie geometria piesei putem trage concluzia că ar fi deosebit de interesant să pornim pentru realizarea paharului de la un pătrat pe care să-l extrudăm, astfel, vom obţine un trunchi de piramidă răsturnat, cu baza mică un pătrat cu latura de 50 unităţi şi o înălţime de 75 unităţi.

Pentru început vom desena un poligon cu patru laturi circumscris unui cerc cu raza de 25 unităţi utilizând comanda Polygon (Design/Polygon). După desenarea pătratului, definim profilul pe care-l vom numi PROFIL1, pentru aceasta utilizăm comanda Amprofile (Part/Sketch/Profile). Deoarece poligonul a fost desenat în planul Z=0, acesta fiind planul predefinit pentru schiţare, a fost posibilă transformarea pătratului în profil.

Având profilul definit, putem trece la extrudarea acestuia cu o înălţime de 75 unităţi la o înclinaţie de 5 grade, pentru aceasta, vom utiliza comanda Amextrude (Part/Sketched Features/Extrude... cu opţiunile Base/ Blind/Distance=75, Draft Angle=5). Fiind definit un singur profil, această comandă a înţeles automat că acesta este profilul care vrem să-l extrudăm şi l-a selectat automat. Caseta de dialog care apare la lansarea acestei comenzi este prezentată în figura 2a. De remarcat că, fiind primul profil şi neavând partea AMD încă nici o altă caracteristică 3D, opţiunea Base este singura posibilă pentru această operaţie. Selectând butonul OK vom stabili direcţia de extrudare (vezi figura 2b).

Rezultatul comenzii Amextrude este prezentat în figura 2c.

În continuare, vom realiza racordarea cu rază variabilă a trunchiului de piramidă, la baza mică cu o rază de 25 unităţi iar la baza mare cu o rază de 8 unităţi. Pentru aceasta vom utiliza comanda Amfillet (Part/Placed Features/Fillet... cu opţiunea Linear). Ca să putem aplica uşor această comandă pentru toate cele patru muchii laterale ale corpului extrudat, în momentul apariţiei casetei de dialog, vom activa opţiunea Return to Dialog. Figura 3 prezintă caseta de dialog a comenzii Amfillet. Selectând butonul Apply ni se va cere să selectăm muchia pe care vrem să se facă racordarea, astfel, selectăm una din muchiile laterale ale trunchiului de piramidă iar, în momentul imediat următor, vor fi afişate la capetele muchiei respective valorile razelor de racordare (figura 3a), selectându-le pe rând, putem să modificăm valorile cu cele pe care le dorim (figura3b).

Repetăm această operaţiune pentru toate cele patru muchii laterale ale trunchiului de piramidă iar, în final, selectăm butonul Done. Rezultatul aplicării acestei comenzi este cel prezentat în figura 4.

În continuare, vom crea următoarele trei profile necesare pentru definirea completă a geometriei paharului.

Pentru realizarea celor trei profile vom crea, la început, un poligon cu patru laturi circumscris unui cerc cu raza de 32.5 unităţi, având centrul cercului în punctul de coordonate 0,0,75. Apoi vom crea un poligon cu patru laturi circumscris unui cerc cu raza de 37.5 unităţi, având centrul cercului în puctul de coordonate 0,0,85. Pentru a definitiva forma celor două profile este necesar să realizăm racordarea acestora. Astfel, aplicăm comanda Fillet (Modify/Fillet cu opţiunile Radius=9.5 şi Polyline pentru primul pătrat, respectiv Radius=12.5 şi Polyline pentru cel de-al doilea). Cel de-al treilea profil va avea la bază un cerc cu centrul în punctul de coordonate 0,0,0 şi având o rază de 18 unităţi. Cele trei entităţi create nu sunt profile în sensul definiţiei AMD, ci sunt doar nişte polilinii. Pentru a le transforma în profile va trebui să mai parcurgem câţiva paşi.

Astfel, din cercul anterior creat, vom trece la realizarea efectivă a profilului PROFIL2, prin utilizarea comenzii Amprofile (Part/Sketch/ Profile). Ţin să subliniez că acest lucru s-a putut face direct deoarece planul acestui cerc a coincis cu planul de schiţare utilizat anterior la profilul PROFIL1. Având creat profilul, putem trece la extrudarea acestuia cu ajutorul comenzii Amextrude (Part/Sketched Features/Extrude... cu opţiunile Cut/Blind/Distance=3, Draft Angle=-45). Caseta de dialog care apare în cazul acesta este cea din figura 5. Este interesant de observat modul de comportare al acestei comenzi vizavi de partea deja existentă. Astfel, putem observa că această comandă nu permite decât operaţii boolene faţă de partea existentă, deoarece profilul definit anterior este parte componentă a acestei părţi. Acest lucru simplifică mult munca de modelare dacă ţinem cont de faptul că, altfel, ar fi trebuit să definim un nou solid pe care, ulterior, ar fi trebuit să-l extragem din cel precedent.

Revenind la comanda de faţă, iarăşi trebuie să remarcăm că, având un singur profil definit în planul de schiţare, selecţia acestuia se face automat (Pentru a vă convinge de acest lucru, nu aveţi decât să desenaţi un cerc în acelaşi plan pe care ulterior să-l transformaţi în profil aplicând comanda Amprofile şi apoi, daţi comanda Amextrude. Veţi observa că, după ce va aparea caseta de dialog pentru introducerea datelor, vi se va cere să selectaţi profilul care urmează să fie extrudat. Dacă v-aţi lămurit, puteţi să reveniţi la poziţia la care rămăsesem repetând comanda Undo.).

Rezultatul aplicării comenzii Amextrude asupra profilului PROFIL2 se poate vedea în figura 6.

Pentru a putea realiza cel de-al treilea profil, trebuie să trecem la crearea planului de schiţare, care va trebui să coincidă cu planul în care a fost desenat pătratul cu latura de 65 unităţi. Pentru aceasta vom utiliza comanda Amskpln (Part/Sketch/Sketch Plane).

La lansarea comenzii Amskpln vi se va cere să selectaţi o faţă pentru definirea noului plan de schiţare, astfel, veţi selecta faţa superioară a corpului definit, apoi, veţi selecta o muchie a feţei superioare iar în final daţi un Enter pentru a accepta poziţia nou stabilită pentru planul de schiţare.

În continuare, trecem la crearea profilului PROFIL3, utilizând în acest scop comanda Amprofile, comandă care a fost prezentată mai sus, iar apoi, putem trece la extrudarea acestuia utilizând comanda Amextrude (Part/Sketched Features/Extrude... cu opţiunile Join/Blind/Distance=10, Draft Angle=2). Şi aici este de făcut aceeaşi observaţie cu privire la comportamentul comenzii Amextrude, de această dată operaţia booleană fiind de adunare. Caseta de dialog pentru acest caz al comenzii Amextrude este cea prezentată în figura 6a.

În continuare, realizăm planul de schiţare, profilul PROFIL4 şi în final îl extrudăm aplicând comanda Amextrude (Part/Sketched Features/Extrude... cu opţiunile Join/Blind/ Distance=1.5, Draft Angle=0).

Rezultatele aplicării acestor operaţiuni asupra solidului se pot vedea în figura 7.

Având această formă obţinută, nu ne mai rămâne decât să facem golirea interiorului paharului, pentru aceasta, vom aplica comanda Amshell (Part/Placed Features/Shell...).

Să ne oprim puţin asupra utilităţii acestei comenzi. Există multe situaţii în care un proiectant este pus să realizeze o carcasă sau un corp care să aibă grosimea peretelui constantă; pentru aceasta, el era nevoit până acum să realizeze modelul exterior iar apoi cel interior pe care să-l extragă din primul. Cu alte cuvinte, era nevoit să facă acelaşi lucru de două ori. Acum, această comandă realizează exact acest lucru. Dar, să vedem cum se realizează această operaţie în cazul de faţă. Mai întâi să explic ce vrem să obţinem. Având forma exterioară a paharului, vrem să realizăm un perete constant care să aibă o grosime de 0.6 unităţi lateral şi la fundul paharului, iar la buza acestuia, o grosime de 1.5 unităţi (exact aşa cum am desenat-o). Pentru aceasta vom spune să facă golirea spre interior la 0.6 unităţi, să facă abstracţie de faţa superioară şi cea laterală a buzei iar faţă de cea inferioară a buzei, să facă peretele de 1.5 unităţi, spre exterior. Din caseta de dialog Shell Feature de la Default Thickness selectă opţiunea Inside=0.6 apoi de la Excluded Faces selectăm opţiunea Add şi selectăm faţa superioară a paharului şi cea laterală a buzei acestuia, în continuare, selectăm opţiunea Outside=1.5 şi, de la Multiple Thickness Overrides, selectăm New/Thickness=1.5 apoi de la Faces alegem Add şi selectăm faţa inferioară a buzei paharului).

În figura 9 avem rezultatul aplicării acestei comenzi asupra solidului.

Cu aceasta, realizarea modelului 3D al paharului este aproape gata. Ne-au mai rămas de făcut racordările muchiilor de la fundul paharului şi de la buza acestuia. Pentru aceasta vom aplica comanda Amfillet (Part/Placed Features/Fillet... cu opţiunea Constant şi Radius=0.5). Această comandă putem să o aplicăm în grup, pentru mai multe muchii odată, sau, putem să o realizăm pentru fiecare muchie în parte. În figura 11 putem vedea rezultatul aplicării comenzii Amfillet asupra muchiilor de la fundul paharului.

Acum putem spune că am terminat de realizat modelul 3D al paharului. Rezultatul acestor operaţiuni se poate vedea în figura 12.

Mai avem de făcut o observaţie cu privire la browser-ul din stânga ecranului (dacă nu l-aţi mutat sau dezactivat). Acesta ar trebui să se prezinte ca în figura 13. Bowser-ul este foarte util, permiţându-ne să anulăm comenzi sau să modificăm valorile introduse pentru altele. Dar, în cazul în care suntem siguri (dar absolut siguri) că nu vom face modificări nici acum şi nici pe viitor la această parte (componenta PAHAR3D a ansamblului PAHAR), putem să o transformăm într-o parte de bază cu ajutorul comenzii Ammakebase, rezultatul acestei comenzi fiind cel prezentat în figura 14.

Ar fi de preferat totuşi, să evitaţi pe cât posibil folosirea acestei comenzi cel puţin până la acomodarea cu urmările pe care le aduce utilizarea acesteia.

În numerele viitoare ale revistei, la aceeaşi rubrică, vom continua cu prezentarea altor comenzi, noi introduse de Autodesk Mechanical Desktop 2.0, folosind aceeaşi modalitate, şi anume, utilizarea acestora în realizarea unor aplicaţii practice.