Проект по 3d моделированию и печати

Укороченный цикл проектирования

Для многих пользователей преимущество технологии твердотельного моделирования
связано с возможностью поддержания своей конкурентоспособности за счет сокращения
цикла проектирования.

Обычно производственный инженер рассуждает так: «Наша цель — сравняться с
конкурентом или обойти его, сократив время на проектирование. А поскольку
Autodesk Inventor включает средства, необходимые на всех стадиях — от разработки
деталей до создания прототипа, то это именно то, что нам нужно». Это мнение
разделяют все конструкторы, перешедшие на твердотельное трехмерное моделирование.

Билл Хасбрук, инженер по акустике из фирмы Phoenix Gold, говорит: «Сокращение
цикла, которое было достигнуто за счет использования Inventor, открыло перед
нами возможность быстрее поставлять продукцию на рынок. Однако лишь удостоверившись,
что это обернулось выгодой для всех наших отделов — от технического до маркетингового,
я окончательно убедился в том, что наши вложения действительно дали отличный
эффект».

Сокращенный цикл проектирования дает и другие преимущества — более быструю
окупаемость, высвобождение времени на научно-исследовательские и опытно-конструкторские
работы. «Если вы успеваете первым выпустить продукт на рынок, то полученные
от его продажи деньги быстрее окупят затраты на его разработку», — поясняет
Джон Фостер из PDG. А Тимм Коллинз, инженер-конструктор из новозеландской фирмы
Svedala, добавляет: «Это высокоэффективное программное решение не только помогает
нам сохранять устойчивые позиции на рынке, но и высвобождает время на разработки
и исследования».

Выбор системы автоматизированного проектирования (САПР)

Идеальным вариантом при выборе САПР является проведение тендера на оказание консалтинговых услуг среди поставщиков САПР и фирм, являющихся системными интеграторами в области информационных технологий, связанных с проектированием. В качестве технического задания можно предоставить документированные процедуры выполнения проектных работ.

В нашей стране очень мало фирм, способных предоставить профессиональные консультации при выборе САПР, удовлетворяющей всем требованиям технологической цепочки конкретной проектной организации. Эти услуги стоят достаточно дорого — и в то же время поставщики ПО используют все доступные методы для продвижения своих продуктов.

На практике идея тендера сводится к выбору наиболее выгодного, дешевого ПО. В любом случае ответственность за выбор правильной САПР ложится на саму проектную фирму

Что важно учитывать при принятии решения? По нашему мнению, следующее:

применяемые алгоритмы моделирования объектов, определяющие скорость работы системы;
методы организации хранения данных, влияющие на возможность управления информацией;
диапазон и специфика решаемых задач (2D/3D архитектурное, конструкторское, технологическое и прочее моделирование), определяющие масштабы применения системы;
возможность интеграции или совмещения со смежными САПР (CAD/CAM/CAE/GIS), что позволяет внедрять САПР в существующие на предприятии информационные системы;
перспективность технологии, которая должна определять стабильность развития и продвижения технологий на предприятии в течение определенного времени;
стоимость приобретения САПР;
стоимость владения/поддержки САПР, что еще более важно при выборе продукта.

Технология трехмерного проектирования — это новый этап в развитии проектной организации. На пути к нему любая проектная организация проходит определенные стадии информационно-технического развития. Необходимым условием является наличие локальной вычислительной сети. Рано или поздно персональные компьютеры, объединенные в сеть, приводят к созданию проектного документооборота. Это может быть простой файл-сервер, обеспечивающий централизованное хранение проектных документов. Документооборот может быть сформирован на основе почтовой системы — например, MS Exchange. Имеется масса клиент-серверных, многозвенных решений.

На выбор САПР влияет информационно-техническая среда, существующая в проектной фирме. Наиболее вероятны два варианта:

Вариант 1. Среди всего многообразия САПР выбирается система, оптимально соответствующая информационной среде.

Вариант 2. При выборе САПР анализируется возможность адаптации существующей информационно-технической среды к новому программному решению.

На выбор системы проектирования могут повлиять даже отдельные факторы существующей информационной системы. Например, если в фирме уже функционирует система управления базами данных (СУБД), то выбирается ПО, способное взаимодействовать с этой СУБД.

Необходимо учитывать возможность «стыковки» системы автоматизированного проектирования со смежными направлениями. Например, результаты инженерных изысканий, выполняемых многими проектными фирмами, являются исходными данными проектирования. Для получения данных по геологии, гидрологии, геодезии и топографии требуется специализированное ПО, результаты работы которого должны передаваться в САПР как исходные данные. Всё это определяет еще одно требование — открытость системы.

Наличие интерфейсов доступа (API) к функционалу САПР значительно повышает шансы на успешное внедрение новых технологий. Применяя API, используя собственные силы или привлекая сторонних разработчиков, можно оптимально интегрировать САПР в информационную систему фирмы.

Рис. 2. Вариант трехмерного генплана площадки центрального товарного парка с проработкой инженерных сетей на Приобском месторождении

Достоинства 3D моделирования

1. Возможность оценить и откорректировать дизайнерские задумки в процессе работы. При этом финансовые затраты сведены к минимуму.
2. Визуализация максимально приближённого к реальности и точного дизайна.
3. Быстрое и качественное создание эскизов дизайнерских проектов на цифровом уровне. Для справки: до появления 3D  технологий приходилось эскизы, чертежи и зарисовки выполнять вручную, что занимало довольно много времени.
4. Возможность корректировки существующих проектов. Причем эти изменения (текстуры, мебели, цвета, декораций) не требуют глобальных затрат времени и сил: они происходят быстро и просто.
5. Существует возможность работы с отдельными элементами проекта либо со всем проектом в целом. Тут дизайнеры себе в помощники берут компьютерные программы 3D моделирования, поскольку сам процесс трудозатратный, использование специализированных программ помогает упростить и ускорить работу над созданием проекта.
6. Совмещение проектов интерьера с разнообразными профессиональными программами. Например, на основании разработанного и утверждённого заказчиком дизайн — проекта можно без труда рассчитать строительную смету.

3D модели производятся в 2 этапа. Первый – модель проектируется на уровне математических расчетов. Сей этап, конечно же, требует не дюжинных математических знаний. Второй этап – создание проекции. Этот этап тоже непростой и долгий, но результат заказчика поразит на 100%.

Сегодня на практике в разработке дизайна интерьеров лидирует 3D моделирование. При моделировании 3D модель разрабатывается, основываясь на реально существующих объектах. При этом соблюдаются все пропорции. Цифровые 3D модели создаются, основываясь на схемах, чертежах, описаниях, эскизах и проч.

3 универсальных правила визуализации

Как и следует из заголовка, ниже мы рассмотрим три универсальных правила визуализации информации:

Используйте изображения там, где это необходимо

В школах и вузах принято показывать презентации для объяснения учебного материала, но большинство таких презентаций скучны и абсолютно бесполезны. Они состоят из абзаца текста и картинки, заполняющей пустое пространство. Бездумное использование даже самых действенных технологий по принципу «все так делают» не дадут эффекта. «Широкое распространение компьютерных технологий привело к тому, что слайды пекутся как пирожки… Пресные и невкусные. Не сформулировав то, что вы хотите сказать, не беритесь за карандаш», – советует гуру визуализации Джин Желязны. Перед тем, как выбирать форму подачи (речь, презентацию, статью или инфографику), сформулируйте цель своего послания.

Выбирайте простые, яркие образы, понятные аудитории

Решив представлять информацию в визуальной форме, выбирайте самый простой и очевидный образ. Не старайтесь «загрузить» зрителей множеством картинок. Одного простого рисунка или эффектной фотографии часто бывает достаточно, чтобы вдохновить зрителей или прояснить сложную идею.

Правило простоты касается также графиков и диаграмм. Исследования показывают, что большинство людей не понимают сложных диаграмм: биржевых, поверхностных, пузырьковых и т.д. Однако базовые – круговую, линейчатую, столбчатую – понимают все без исключения.

Чтобы найти то изображение, которое подействует, узнайте своих зрителей: их возраст, интересы и уровень подготовки.

Используйте метафоры и эмоциональные образы

Метафора – одно из самых эффективных средств в любой форме коммуникации. Это неочевидная связь объектов, сравнение, ассоциация, объяснение одного образа через другой. Сравните слайд обычной презентации и метафорический образ, передающие одно и то же содержание. Какой запомнят зрители?

Там, где это уместно, постарайтесь использовать образы, вызывающие эмоции (смех, удивление, испуг). Информация, которая сопровождается эмоциями, быстро воспринимается и надолго запоминается. Посмотрите на два варианта слайда школьной презентации по теме «Наводнение». Какой из них заставит учеников прислушаться к словам учителя?

Теперь же давайте рассмотрим инструменты, позволяющие визуализировать разные типы информации: создавать презентации, инфографику, диаграммы, отчеты, облака слов и линии времени. Речь пойдет о бесплатных программах и онлайн-сервисах, не требующих специальной подготовки и навыков в области дизайна.

Упрощенная модификация чертежей

Процесс проектирования — это лишь один из аспектов, который может быть усовершенствован
за счет технологии твердотельного моделирования. Еще большим достоинством в
глазах многих пользователей является то, что программы 3D-моделирования позволяют
легко изменять уже существующие конструкции и их чертежи. Как отмечает г-н Тодорофф
из Wisne: «Такие программы прекрасно воспроизводят замысел инженера и дают нам
возможность использовать свои прежние конструкции для создания новых, существенно
сокращая тем самым цикл разработки».

Предлагаемый современными программами параметрический подход позволяет конструктору
задать новые размеры, и программа пересчитает все изменения, касающиеся тех
деталей модели, которым определены эти размеры, и автоматически обновит всю
модель. Интеллектуальные функции таких пакетов, как Autodesk Inventor, ускоряют
процесс модификации, поскольку программа автоматически вычисляет всё — например
точное размещение сквозного отверстия в детали, размеры которой были изменены.

Между тем сами детали тоже создаются не изолированно: они рассчитываются
программой на работу в контексте сборки. Свойства одной детали определяют
форму и размеры другой. Традиционные САПР включают механизм параметричности,
который и определяет такие отношения между деталями. Он неплохо работает в
простых ситуациях, но дает сбои в реальных условиях кинематической подсборки
и при непредсказуемых изменениях схемы.

Адаптивная технология программы Autodesk Inventor устраняет проблемы взаимоотношений,
возникающие внутри сборки в параметрической конструкции. Характеристики деталей
можно определять в контексте узла, в котором они находятся. Простой интерфейс
программы позволяет задавать формы деталей, их размеры и позиции. Адаптивная
технология дает свободу в конструировании и возможность редактировать детали
в ориентированном исключительно на сборку окружении.

Интеграция с другими программами

Поскольку 3D-модели содержат значительно больше технических данных, чем 2D-чертежи,
то еще одним важным достоинством технологии твердотельного моделирования является
возможность последующей обработки полученных результатов с помощью других программ,
связанных, например, с анализом и производством.

Прямая совместимость систем 3D-проектирования с такими программами позволяет
конструктору использовать на ранней стадии разработки средства анализа конечных
элементов, кинематики, допусков и т.д. Это помогает существенно повысить качество
проекта. Касаясь включения в рабочий процесс анализа конечных элементов, г-н
Тодорофф из Wisne отмечает: «Это дает нам возможность имитировать условия
нагрузки, выявлять точки высокого механического напряжения и дорабатывать
отдельные детали для снижения этого напряжения».

По словам г-на Халберта из Pacific Coast Technologies, тесная интеграция между
проектированием и производством ведет к значительной экономии времени. «По
трехмерной модели в заводском цехе видят, как должна выглядеть готовая деталь,
— поясняет он. — А нам достаточно было сделать лишь небольшой пересчет для
станка с числовым программным управлением. Таким образом, мы получаем возможность
быстрее и детальнее прорабатывать проекты».

В числе приложений, которые хорошо сочетаются с Autodesk Inventor, — программы
анализа конечных элементов, симуляции движения, управления и обмена данными.
Франк Кристек, менеджер по САПР из германской компании Fahrzeugbau Langendorf
идет дальше: «Мы подключаем Autodesk Inventor к процессу продаж. Наш торговый
представитель заполняет таблицу Excel, а Inventor затем автоматически создает
трехмерную модель грузовика и даже генерирует технические чертежи».

Зачем нужно трехмерное проектирование?

Оно позволяет создать виртуальный (электронный) макет объекта. На основе этого виртуального макета можно проверить геометрическую согласованность модели (выполнить проверку на предмет коллизий), сгенерировать любые необходимые виды и разрезы, то есть сформировать основные чертежи, получить исходные данные для расчетов и смежных задач

И, что самое важное, корректно построенная модель позволяет получать абсолютно точные перечни оборудования, изделий и материалов, используемых в этой модели, — спецификации, ведомости материалов…

Ничего другого трехмерная модель дать не в состоянии! Она не способна организовать производство, урегулировать передачу заданий, решить проблему с планированием и в разы повысить эффективность производства. Тем не менее это вовсе не повод отказываться от трехмерного проектирования. Возможность проверки коллизий позволяет сэкономить миллионы рублей, уходящих на устранение ошибок проектирования, ускорить выпуск чертежей и спецификаций, значительно улучшить их качество. И даже не это главное, потому что чертеж или спецификация находится в сфере ответственности отдельного человека и никак не отражается на работе коллектива. Куда более важен сам процесс создания трехмерной модели и получение документов на основе коллективно созданной модели. 3D-моделирование требует осознания процессов проектирования в целом и способствует более четким отношениям между проектировщиками, что в свою очередь, как это ни странно, приводит к многократному росту производительности. А это собственно и обеспечивает конкурентные возможности пользователей САПР.

#4 3D-графика в мобильных приложениях и возвращение скевоморфизма

3D-графика зародилась в 2000-х годах, но сегодня эта область дизайна стала востребована как никогда.

Мы уже описали одну из причин этого, которая состоит в стремлении коммерческих платформ воссоздать ощущение оффлайн-шоппинга в интернете. Еще одной предпосылкой повсеместного внедрения 3D-дизайна (как на уровне сайта, так и на уровне отдельных элементов интерфейса) является растущие производительность мобильных устройств и скорость мобильного интернета.

Где еще 3D-графика появится в 2020 году? Прежде всего, в мобильных интерфейсах (микрографика). Облачные приложения позволяют интернет-пользователям взаимодействовать со сложными анимированными объектами, практически не используя ресурсы их мобильных устройств. Трехмерные меню, трехмерные модели товаров вместо обширных коллекций изображений и интерфейсы, которые взаимодействуют с гироскопическими датчиками устройств — вот лишь несколько примеров.

Популярность 3D-графики привела к возрождению скевоморфизма. Скевоморфизм (или Нейморфизм) это воссоздание объектов реального мира в цифровой среде с использованием альтернативных текстур.

Полевые работы

Первый и, пожалуй, наиболее важный этап процесса создания модели предприятия — это выполнение полевых работ на самом объекте. Метод получения данных, применяемый на этом этапе, — технология наземного лазерного сканирования — позволяет в короткие сроки получить трехмерное изображение объекта в виде дискретных точек как с пространственными координатами (x, y, z), так и с качественными характеристиками поверхности (интенсивность поглощения света, цвет). В отличие от традиционных геодезических измерений, при проведении работ лазерным сканером становится возможным отображение объекта в целом, что позволяет наиболее полно отразить его в модели. Это возможно благодаря точности позиционирования и плотности измерений. Высокая скорость съемки лазерного сканера (до нескольких тысяч и даже десятков тысяч измерений в секунду) и встроенный сервопривод позволяют сократить время полевых работ и свести к минимуму влияние человеческого фактора при измерениях. Также важным преимуществом использования технологии на этом этапе является съемка недоступных или труднодоступных объектов промышленных предприятий за счет того, что лазерные сканеры ведут съемку на значительном расстоянии в безотражательном режиме.

Ноу-хау в отделочных материалах

Отделочные материалы играют значительную роль в создании современного интерьера. С их помощью можно осуществлять смелые дизайнерские проекты, отличающиеся красотой, комфортабельностью и многофункциональностью.

Плитка

Новые технологии в сфере дизайна плитки имеют 4 основные тенденции:

1. текстурированная плитка;
2. имитация других материалов;
3. поп-арт;
4. укладка плитки в стиле пэчворк.

С помощью современных технологий можно создавать керамогранитную плитку, имитирующую оникс, мрамор, перламутр, металл и даже ткань. А имитация дерева позволяет сэкономить на отделке интерьера в современном эко-стиле.

Модные яркие акценты можно создать с помощью плитки в стиле лоскутной техники пэчворк. Она отлично сочетается с отделкой в пастельных тонах. Кроме этого, сегодня актуальна отделка с изображениями сюжетов комиксов. Она подойдет для интерьера в стиле поп-арт.

Крион

Крион – это акриловый камень, произведенный с использованием инновационных технологий. На ощупь он напоминает натуральный материал, но имеет более теплую фактуру. Крион чаще всего используется для интерьерных и экстерьерных работ для создания обтекаемых форм без стыков. Такая отделка не позволяет скапливаться грязи.

Фанера

Как известно, новое – это хорошо забытое старое. Сегодня дизайнеры вновь вернулись к использованию обычной фанеры. С помощью современных технологий обработки этот материал обрел вторую жизнь. Из него изготавливают стеновые и потолочные панели, напольное покрытие, столешницы.

Фанера отличается прочностью, экологической безопасностью, эстетичностью и влагоустойчивостью. Она хорошо поддается окрашиванию, позволяя создавать оригинальные интерьерные композиции.

Гипермаркет»Перекресток» (Москва, ТЦ «Золотой Вавилон», метро «Отрадное», 2001 г.)

Гипермаркет «Перекресток» в Отрадном стал и для нас, и для самой торговой сети знаковым: нам впервые предстояло реализовать свои идеи на площади почти в 10 000 м2, а для сети это был первый гипермаркет такого формата. Конечно, предварительно пришлось выдержать небольшой конкурс, но он прошел как-то незаметно. У нас и раньше было правило: в конкурсы либо вовсе не играть, либо играть наверняка. В данном случае руководство сети отдало предпочтение именно нам, поскольку его подкупил тот факт, что мы работаем прозрачно, с любыми документами, с любыми формами платежей, придерживаемся правил проектного управления и постоянно находимся в зоне досягаемости.

Ситуационное моделирование

Изначально нам предстояло просто создать дизайн-проект интерьера торгового зала гипермаркета, однако в процессе работы мы практически разработали новые стилевые решения, которые, как оказалось впоследствии, стали основой для формирования стиля всех магазинов сети. За период сотрудничества с торговой сетью «Перекресток» мы в общей сложности участвовали в создании интерьеров восьми супермаркетов в Москве и Санкт-Петербурге.

Концептуальная идея гипермаркета — представить его в виде портового торгового города, в котором каждая группа товаров представлена конкретным рядом, соответствующим определенной стране. И, как в любом портовом городе, здесь есть гавань, в которую заходят корабли, доставляя различные товары, в том числе табак, ром, виски и т.д. Так возникла идея реализовать зону продажи алкоголя в виде пришвартованного торгового корабля.

Моделирование начиналось с построения точной модели существующей ситуации в соответствии с произведенными обмерами. Затем в созданный объем было вписано интерьерное решение. В данном случае опорные конструкции торгового зала декорировались специальными накладками, имитирующими опоры и балки палубы корабля. Подробная трехмерная модель этой зоны с детальной проработкой обшивки бортов, торгового оборудования, элементов корабельной оснастки была выполнена в программе А11р1ап. На рисунках светлым тоном показано исходное состояние торгового зала, соответствующее точным обмерам, а также вписанные сюда опорные элементы корабельной стилизации — обшивка бортов, балки, элементы палубы.

Рабочая документация, в полной мере отражающая реальное положение элементов в пространстве относительно исходного состояния торгового зала, создавалась с использованием различных разрезов и сечений в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Деталировка составных элементов передавалась на производство, где осуществлялись изготовление и предварительная сборка элементов в более крупные блоки. Эти блоки доставлялись на строительную площадку и собирались бригадой монтажников. К слову сказать, переделывать не пришлось ничего. Все детали идеально подходили и если и требовали доводки, то совсем небольшой. Использование технологии трехмерного моделирования при разработке элементов интерьера позволило обеспечить качество изготовления и монтажа, полностью соответствующее требованиям заказчика.

Кроме винного отдела, мы выполнили и работы по проектированию и монтажу декоративных элементов для всех торговых рядов.

Нашу идею, воплощенную в реальность, вы легко можете оценить, приехав в Отрадное и зайдя на первый этаж ТЦ «Золотой Вавилон». Галеон готов к отплытию и стоит под полными парусами.

Заключение

 Визуализация сложной информации помогает автору донести свою идею до зрителей, а зрителям – лучше понять и запомнить такую информацию. Современные технологии обладают богатыми возможностями в графическом представлении любых типов информации.

При обилии и разнообразии инструментов следует соблюдать несколько универсальных правил визуализации:

• использовать изображения только там, где они помогают передать смысл;
• выбирать образы под конкретных зрителей, для чего нужно предварительно узнать свою аудиторию;
• отдавать предпочтения метафорическим и эмоциональным образам, т.к. в них состоит главная сила любой визуализации.

Начинать визуализацию стоит с базовых форм информационной графики и привычных инструментов, например, с программы Power Point. В выборе диаграмм и графиков отталкивайтесь от того, что именно хотите показать аудитории.

Разобравшись с простейшими вариантами визуализации, попробуйте онлайн-конструкторы инфографики. Они предлагают больше вариантов визуализации и выразительных средств. Для отдельных задач можно использовать специализированные на таких задачах инструменты

В работе же с любыми инструментами важно не увлечься возможностями, а помнить о приоритете смысла над «украшательством» в информационной графике

Берите это на заметку и смело пользуйтесь. Желаем удачи!