Revisão CAD do núcleo de geometria C3D

Em artigos anteriores sobre o núcleo geométrico do C3D, analisamos sua estrutura interna (estrutura do núcleo , módulo de visualização ) e explicamos como ela difere da API do sistema CAD ( artigo ). O núcleo, como uma ferramenta de desenvolvedor de CAD, pode mostrar suas qualidades apenas em produtos escritos com base em eles.

Agora, mais de 20 sistemas CAD corporativos comerciais e internos foram lançados em nosso núcleo. Na revisão, mostraremos que tipo de produtos eles são, qual o papel que o kernel desempenha neles e quais são os recursos de sua aplicação. Muitos produtos mencionados na revisão já apareceram no Habré. Forneceremos links para artigos sobre eles.



CAD / Design


O primeiro sempre chamamos de KOMPAS-3D, com o qual, de fato, começou a história do kernel. Hoje, mais de 520.000 usuários trabalham com o sistema (incluindo licenças comerciais, domésticas e de treinamento). Por 12 anos, o núcleo se desenvolveu como um componente interno do KOMPAS-3D e recebeu sua funcionalidade inicial dos requisitos de seus desenvolvedores. A modelagem tridimensional foi implementada pelo C3D Toolkit (núcleo geométrico, solucionador paramétrico, conversores), com exceção da visualização - um mecanismo 3D apareceu conosco apenas dois anos atrás. Agora, o KOMPAS-3D continua a influenciar o núcleo: as tarefas mais urgentes são modelar formas complexas e aumentar a produtividade.


Na versão mais recente do kernel do C3D Modeler, adicionamos novos casos especiais de construção de filete e filete de três faces. Em geral, os filetes continuam sendo um dos problemas mais difíceis para os núcleos geométricos, porque cobrir todas as opções para sua construção é impossível.

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Casos especiais de arredondamento

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Arredondando três faces (ou arredondamento completo)

Alguns aplicativos KOMPAS-3D trabalham diretamente com o núcleo geométrico. O artigo fornece um exemplo do aplicativo "Veios e transmissões mecânicas 3D", onde modelos exatos de elementos de transmissões mecânicas (cônicas, hipóides, etc.) são criados usando o kernel.

Outro sistema CAD conhecido no qual o núcleo do C3D Modeler está presente recentemente é o nanoCAD. Em um artigo sobre a nova plataforma, o nanoCAD Plus 10 descreveu como o módulo de modelagem 3D funciona: o núcleo geométrico - C3D ou ACIS - é conectado à escolha do usuário, enquanto nosso núcleo é instalado por padrão.

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nanoCAD Plus com modelagem 3D em C3D

Para transferir para operações C3D executadas anteriormente no ACIS, foram necessárias mais de uma barreira a ser superada. Alterar o núcleo 3D implica alterar os dados dos links associativos, alterar a orientação de faces e arestas, alterar o tipo de geometria das arestas, alterar a topologia do corpo ao construir, alterar a topologia do corpo ao alterar o formato do modelo 3D e rejeitar a geometria de superfícies complexas. Os desenvolvedores da Nanosoft conseguiram derrotar tudo isso.

EDA / Projeto Eletrônico


Se os sistemas CAD mecânicos mudaram para o paradigma do design tridimensional por um longo tempo, então os dispositivos eletrônicos CAD 3D estão se tornando populares apenas agora. Os desenvolvedores mundiais e russos estão aqui em posições aproximadamente iguais em termos das capacidades de seus produtos. E o que é agradável para nós - ambos trabalham com o nosso núcleo.

Há um ano, Altium, o desenvolvedor do mundialmente famoso Altium Designer (sucessor do P-CAD), licenciou o C3D Toolkit e uma nova versão do Altium Designer, na qual a modelagem 3D já é feita por nossas ferramentas, deve ser lançada.

Paralelamente à Altium, a empresa russa Eremeks está desenvolvendo um sistema de design de PCB da Delta Design baseado no núcleo geométrico C3D Modeler.

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Modelo de PCB no Delta Design

Para a Delta Design, tivemos que resolver o problema de visualização de placas de circuito impresso com um grande número de camadas e componentes - para acelerar as operações com regiões no núcleo.


CAE / Análise e cálculos de engenharia


Os engenheiros de projeto das instalações industriais conhecem bem a empresa NTP Pipeline e seus produtos START, PASSAT, Shtutser-FEM. Desde 2014, no programa PASSAT, que realiza cálculos de força de vasos e aparelhos, todos os elementos de um modelo 3D são criados no núcleo do C3D Modeler, e esta é uma lista bastante grande: cascas cilíndricas e transições cônicas, fundos soldados e tampas destacáveis, furos de reforço, inserções em conchas e fundo convexo, juntas de flange, etc.

O kernel também é responsável pelo cálculo das características geométricas (volume, área de superfície, centro de gravidade, momento de inércia) e o C3D Converter para exportar modelos para os formatos ACIS, IGES, Parasolid e STEP.

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PASSAT

Este ano, o "NTP Pipeline" conectou o núcleo ao seu segundo produto, o Stutzer-FEM (cálculos de força de nós de ligação para equipamentos), mas ainda não para todas as operações geométricas. Devido às características dos modelos, surgiram dificuldades nas operações booleanas e na projeção de curvas na superfície. Basicamente, em nosso núcleo, o Stucker-FEM armazena curvas e constrói filetes.

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Union-FEM

No desenvolvimento do software de cálculo, ele usa o núcleo C3D e o centro nuclear do RFNC-VNIITF da Rosatom State Corporation. Não temos o direito de falar sobre o objetivo do produto, mas várias imagens podem ser exibidas.

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Inicialmente, nossos componentes eram usados ​​neste produto apenas para modelar geometria e importar / exportar geometria finalizada por meio de formatos de troca, e os desenvolvedores visualizavam seus próprios componentes. Mas há um ano, eles mudaram para o nosso mecanismo C3D Vision. Segundo eles, a qualidade melhorou e a velocidade de saída dos elementos da cena aumentou. Agora estamos aguardando ferramentas para criar, produzir e trabalhar com uma cena 2D.

AEC & BIM / Arquitetura, Construção e Modelagem de Informação


Apesar das diferenças externas, do ponto de vista do núcleo geométrico, a arquitetura não é muito diferente da engenharia mecânica. Portanto, quando a equipe da Renga Software Rengabim escolheu em qual kernel escrever seu BIM, nosso C3D se mostrou muito valioso.

Agora, os desenvolvedores usam o núcleo, o solucionador e os conversores em três produtos: Renga Architecture, Renga Structure e Renga MEP. As ferramentas C3D são responsáveis ​​por criar a geometria dos objetos arquitetônicos e estruturais, transformar a geometria, obter seções e fachadas dos edifícios, editar rotas e equipamentos conectados a eles, calcular massas e áreas e importar modelos sólidos.

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Projeto de construção do jardim de infância Gelendzhik em Renga Architecture

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Estrutura Renga

Design de Interiores e Armários / Móveis e Design de Interiores


Esse grupo inclui aplicativos que, na Rússia, estão acostumados a chamar os sistemas CAD de móveis. O BAZIS-Center foi a primeira empresa a usar o núcleo C3D quando ainda não tínhamos nenhuma documentação, uma lista oficial de preços para uma licença ou o próprio nome C3D. X512 descreveu sua experiência na seleção e implementação do kernel no projeto no artigo “ Tecnologias Nucleares em CAD .

Destacamos no artigo um ponto relacionado às especificidades do design de móveis - modelagem de fachadas dobradas. A pedido do BASIS-Center, adicionamos dobras de corpos não-laminados ao C3D Modeler. Para dobrar qualquer corpo, basta definir o plano de corte, o número e a espessura das peças nas quais o corpo será dividido e, para cada peça, definir a localização do eixo da dobra e o raio da camada neutra. As dobras cilíndricas serão formadas a partir de partes do corpo, nas quais uma camada espaçada a uma distância do raio neutro do eixo não sofrerá compressão ou tensão. Agora no CAD básico, você pode simular fachadas curvas com fresagem.

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Corpos não-dobrados

O pacote de software K3-Furniture para o design, produção e venda de móveis de gabinete está sendo desenvolvido pelo Nizhny Novgorod GeoS Center. Este é o nosso único cliente que usa apenas o solucionador paramétrico C3D Solver, sem um núcleo geométrico. Com sua ajuda, é programada a visualização da cinemática de vários mecanismos de móveis, por exemplo, elevadores.

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K3-Furniture

Aplicativos para celular e nuvem / Aplicativos para celular e nuvem


Entre nossos clientes, ainda há poucos adeptos das tecnologias em nuvem, mas se eles decidirem seguir esse caminho, também teremos essa experiência.
Por exemplo, o núcleo do C3D Modeler implementa o KOMPAS: 24, um visualizador Android dos modelos KOMPAS-3D ( artigo ).

A empresa LEDAS, de Novosibirsk, integrou o núcleo à sua plataforma de nuvem LEDAS (LCP). A plataforma transfere aplicativos CAD para o ambiente da web e fornece no navegador as funções de armazenamento e gerenciamento de dados, visualização, navegação, comunicação e colaboração.

A pedido de um cliente americano, criamos o solucionador paramétrico C3D Solver para JavaScript. Um produto escrito em sua base pode não apenas funcionar em um navegador, mas também executar cálculos geométricos no lado do cliente. Até onde sabemos, nenhum desenvolvedor no mundo tem essa solução.


PDM / Gerenciamento de dados de engenharia


Para maior comodidade do trabalho e troca de informações nos sistemas PDM, é formada uma apresentação secundária de documentos (cópia em formato neutro). VRML, eDrawings, PDF 3D podem ser usados ​​para isso. Desenvolvedores-piloto: o PLM por 15 anos tentou diferentes opções e, no ano passado, optou pelo nosso C3D Viewer ( artigo ). Permite visualizar modelos 3D e fazer anotações. A propósito, a funcionalidade de anotação foi desenvolvida por ordem da equipe do LOTSMAN: PLM e está incluída na versão Enterprise paga do produto. O C3D Viewer básico permanece gratuito (você pode baixá-lo aqui ).

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Desempenho do piloto secundário: PLM

CAM / Produção


Normalmente, na preparação de programas de controle para máquinas-ferramentas CNC, o núcleo geométrico desempenha um papel importante, mas não fundamental: trabalha no pré-processador, importando o modelo geométrico dos sistemas CAD e finalizando a geometria antes de programar o processamento. De fato, o núcleo é necessário para saturar os sistemas CAM com a funcionalidade CAD exigida pelos tecnólogos. O núcleo 3D e os desenvolvedores de soluções integradas de CAD / CAM não podem prescindir.

Uma equipe no campo CAM é formada há muito tempo na Universidade Estadual de Mordovia. Primeiro eles escreveram “módulo CNC. Ativando "na API KOMPAS e mais tarde -" módulo CNC. Fresamento ”para usinagem de 2,5 e 3 eixos diretamente no núcleo C3D. O caminho deles difere da abordagem tradicional dos desenvolvedores de CAM ao kernel.

O aplicativo é integrado ao espaço de trabalho do KOMPAS-3D e usa o modelo CAD criado no KOMPAS como fonte de informações geométricas. Utilizando funções C3D, são modeladas áreas espaciais de remoção de material, sua subtração da peça de trabalho e construção de trajetórias tridimensionais. As especificidades do uso do C3D para problemas de CAM são que operações complexas de modelagem geométrica, como construção de cascas, localização de curvas de interseção, operações booleanas não são os objetos finais da modelagem (como em sistemas CAD), mas são elementos básicos para implementar algoritmos de alto nível específicos para para a área CAM. Isso impõe requisitos adicionais para combinar a precisão dos resultados obtidos através do kernel com a precisão geral dos cálculos no âmbito de tarefas de alto nível.

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Módulo CNC. Fresagem

Os desenvolvedores interessados ​​podem testar independentemente o C3D Toolkit. Todos os componentes são fornecidos gratuitamente por três meses, com documentação, mediante solicitação em nosso site.

Source: https://habr.com/ru/post/pt431918/


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