Los desarrolladores de componentes de software tienden a estar muy alejados de los usuarios finales de los productos en los que se emplean sus componentes. Recientemente, sin embargo, nos conectamos directamente con un usuario de KOMPAS-3D MCAD para resolver un problema relacionado con el diseño de moldes. Parece que los modelos 3D se exportaban incorrectamente a formatos de intercambio de datos como STP, X_T y SAT. La causa, desafortunadamente para nosotros, resultó estar en nuestro núcleo de modelado geométrico C3D Modeler. Así es como resolvimos el problema, rápidamente.

Moho bajo amenaza

Aleksei Grekov es el ingeniero de diseño principal de la planta de instrumentos de Sverdlovsk. Ha diseñado moldes durante 36 años, durante los últimos 15 con KOMPAS-3D. Como tal, él es extremadamente concienzudo. Asume la responsabilidad de su trabajo y supervisa el estado de sus creaciones hasta la producción. Por esta razón, a menudo encuentras a Aleksei Grekov en el piso de producción de la planta.





Además de fabricar sus propios productos, la fábrica produce moldes para clientes externos. Uno de estos pedidos de clientes resultó en que la fábrica de Sverdlovsk solicitara soporte para un problema desconcertante, que terminó con nuestro soporte técnico de C3D Labs. Sverdlovsk Instrument Plant tuvo que entregar un modelo 3D en un formato de intercambio de datos, porque el cliente no utilizó KOMPAS-3D. Siguiendo el procedimiento de exportación e importación, el resultado terminó como una superficie en lugar de como un cuerpo sólido. Las superficies no se pueden usar para hacer moldes, por lo que el cliente no iba a poder usar el modelo 3D.


Superficie incorrecta resultante del error de fileteado

El problema surgió cuando el departamento de diseño implementó una nueva versión de KOMPAS-3D. Las sospechas de los empleados se despertaron después de que, como lo expresaron, "no solo cambiaron la interfaz, sino que también destruyeron la función de exportación".

Aleksei Grekov cuenta lo que sucedió:

Nuestro cliente no usó KOMPAS-3D y necesitaban el modelo no solo para ver sino también para el procesamiento en el taller y luego el ensamblaje. KOMPAS Viewer hubiera sido suficiente si el modelo solo necesitara ser visto. La función de exportación / importación tenía que funcionar correctamente para proporcionar el modelo sólido y no uno de superficie. En las versiones anteriores de KOMPAS-3D, la función de traducción funcionaba mejor y rara vez encontramos problemas para crear formatos intermedios.

Después de analizar el problema, los desarrolladores de KOMPAS-3D se dieron cuenta de que el quid del problema radicaba en algunas matemáticas. Desde el exterior, el molde parecía estar cerrado y KOMPAS-3D lo trató como si lo fuera. En realidad, los bordes del modelo no estaban alineados, por lo que se habían dividido, lo que convirtió el sólido en un modelo de superficie. Se requirió experiencia específica para resolver el problema ya que los algoritmos estándar del núcleo de modelado geométrico C3D Modeler (en el que se basa KOMPAS-3D) no pudieron resolver el problema.

Primero, los desarrolladores propusieron una solución alternativa para formar correctamente el modelo: cambiar la geometría para alinear los bordes. Al final resultó que, cambiar la geometría no era una opción, ya que la precisión era de suma importancia. La solución propuesta no funcionó.

Fórmula del molde

Los diagnósticos detallados mostraron que el modelo se estaba construyendo con un defecto que no impedía que KOMPAS-3D lo editara, pero lo hacía incompatible con el intercambio de datos.

La clave del problema vino al observar que la carcasa cerrada se abría al pasar por la traducción. La causa fue la adición de bordes de límites derivados de una operación booleana. El diseñador de CAD trazó un contorno en una cara, lo extruyó y luego lo unió con el cuerpo principal. Pero el contorno excedió ligeramente el tamaño de la cara debido a las peculiaridades de las restricciones que se aplicaron.


La flecha indica un contorno que excede el tamaño de la cara.

Que el contorno sobresaliera más allá de los bordes no era necesariamente un problema en sí mismo. El problema surgió porque el contorno sobresalía solo un poco, en una cantidad equivalente a la tolerancia. Por lo tanto, la operación booleana procedió a lo largo de la rama que omitió la creación de caras. Las brechas pequeñas no son un problema tan grande para las matemáticas del kernel como lo son las caras de tamaños similares; esto es cierto para los algoritmos de modelado pero no, como resultó, para el intercambio de modelos. Una vez determinado el problema, nuestros programadores lo resolvieron ajustando los criterios que decidían si crear o no caras.


Solución matemática al problema de exportación.

Pero luego se encontró otra fuente del error de bordes límite. Los parámetros de entrada de la operación de empalme involucran el radio del empalme, más una cadena de bordes para ser reemplazados por caras nuevas. A menudo, una operación de filete no es estrictamente local: a veces afecta no solo las caras que tocan los bordes de la cadena de filete, sino también otras. Pueden surgir situaciones difíciles en los extremos de las cadenas abiertas, porque la construcción de filetes correctamente requiere la modificación de las caras de todos los bordes que se unen a los vértices exteriores.

Si el radio de un filete es mayor que la dimensión lateral de una cara (con respecto al borde), entonces las caras que no son vecinas también necesitan modificación. Ciertos casos fueron procesados ​​por las funciones regulares diseñadas para modificar caras adyacentes a vértices externos; otras caras fueron procesadas por separado como casos especiales. Como resultado de la solicitud de Sverdlovsk Instrument Plant, aumentamos el número de casos especiales que se procesan con éxito.

Por la mañana en Kernel C3D, por la tarde en KOMPAS-3D

La nueva solución matemática se agregó inmediatamente al núcleo de modelado geométrico C3D Modeler y luego a KOMPAS-3D v17 como una actualización rápida, que se entregó a los diseñadores de la planta de instrumentos Sverdlovsk. Lo único que debían hacer era aplicar el comando "Reconstruir" de KOMPAS-3D al modelo, exportarlo al formato de intercambio y luego verificar el resultado volviendo a importar el archivo.

Aleksei Grekov informa sobre el resultado: “Nuestra fábrica produjo un molde extremadamente complejo para la fundición, en el que pasamos mucho tiempo trabajando. Este proyecto incluyó una serie de solicitudes de asistencia, que fueron respondidas con éxito. Hoy, el equipo producido por este proyecto fue probado y los resultados son positivos. Todo este trabajo valió la pena el tiempo y el esfuerzo, y adjunto fotografías del resultado final. ¡Muchas gracias a todo su personal! ”





por Alexander Spivakov, Jefe de Desarrollo de Convertidores C3D en C3D Labs


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