مدلسازی سه بعدی به معنای شبیه سازی یا بازسازی مدل به وسیله کامپیوتر و نرم افزار های طراحی براساس یک نسبت مشخص و شبیه به پروژه واقعی (از نظر شکلی، فنی و عملکردی) است. به زبانی ساده تر مدلسازی سه بعدی به معنای روشی برای تولید و ایجاد اشیا و مدل های سه بعدی می باشد.
مدل سازی سه بعدی در ابعاد گرافیک رایانه ای به معنای ایجاد کردن یک مدل ریاضی از سطح هر نوع جسمی می باشد که توسط نرم افزار های طراحی سه بعدی مربوط به حوزه آن به وجود آمده است. به خروجی حاصل از نرم افزار های طراحی مدل سه بعدی می گویند. به عبارت دیگر مدل سازی سه بعدی به کاربر اجازه میدهد پروژههای گوناگون خود را قبل از ساخت و تولید و در دنیای واقعی، توسط کامپیوتر ایجاد کنند.
کاربردهای مدلسازی سه‌بعدی
همانطور که از عنوان این متن می‌توان حدس زد، تمرکز ما در این‌جا بیش‌تر روی کاربردهای صنعتی مدلسازی سه بعدی است. با این حال، مدل‌های سه‌بعدی کاربردهای بسیار متنوعی دارند که بد نیست اشارهٔ کوتاهی به برخی از آن‌ها داشته باشیم.
صنعت سرگرمی
همانطور که در مقدمه به آن اشاره شد، شاید شناخته‌شده‌ترین کاربرد مدلسازی سه بعدی استفاده از آن در فیلم‌ها، انیمیشن‌ها و بازی‌های رایانه‌ای باشد. دایناسورهایی که در فیلم‌های «دنیای ژوراسیک» می‌بینید، شخصیت‌های بامزهٔ مجموعهٔ «عصر یخبندان» و اتومبیل‌های زیبایی که در بازی‌های «فورتزا» به تصویر کشیده شده‌اند، همه مدل‌های سه‌بعدی رایانه‌ای هستند. با این حال، این مدل‌ها به سطحی از فوتورئالیسم رسیده‌اند که گاهی اوقات تشخیص دادن آن‌ها از مدل‌های واقعی کار دشواری است.
هنرهای تجسمی
وقتی از هنر صحبت می‌کنیم، معمولاً ابزارها و روش‌های سنتی و دستی در ذهن تداعی می‌شوند. اما حقیقت این است که هنر هم همگام با فناوری‌های روز به سمت جلو حرکت می‌کند. در حال حاضر، بسیاری از هنرمندان از نرم‌افزارهای مختلف، مانند نرم‌افزارهای مدلسازی سه بعدی، برای خلق آثار خود بهره می‌برند. این نرم‌افزارها، در کنار فناوری‌هایی مانند پرینت سه‌بعدی، رفته‌رفته در حال پیدا کردن جای خود در میان هنرمندان مدرن هستند.
صنعت مد
شاید طراحان مد هنوز هم کاغذها و مدادهای طراحی‌شان را به ابزارهای دیجیتال ترجیح دهند، اما حقیقت این است که نرم‌افزارهای مخصوص مدلسازی سه بعدی پوشاک می‌توانند زندگی را برای طراحان مد راحت‌تر کنند. مانکن‌ها و مدل‌ها به این زودی قرار نیست شغل‌شان را از دست بدهند، اما با استفاده از این نرم‌افزارها می‌توان با زمان و هزینهٔ بسیار کم‌تری ایده‌ها و طرح‌های طراحان را آزمایش کرد. همچنین مدلسازی سه بعدی می‌تواند از طریق پرو مجازی زندگی را برای خریداران پوشاک هم راحت‌تر کند.
کاربردهای علمی و نظامی
یکی از کاربردهای اصلی مدل‌های سه‌بعدی استفاده از آن‌ها برای شبیه‌سازی واقعیت است. شبیه‌سازی واقعیت یکی از ابزارهای پرکاربرد در حوزه‌های مختلف است، به‌خصوص حوزه‌هایی که با جان انسان‌ها سروکار دارند. دیگر نیازی به انجام دادن آزمایش‌های خطرناک نیست. با استفاده از شبیه‌سازی می‌توانید در محیطی امن انواع و اقسام آزمایش‌های مختلف را انجام دهید. علوم پایه، علوم زیستی و آموزش نظامی از جمله حوزه‌هایی هستند که می‌توانند از این شبیه‌سازی‌ها بیش‌ترین بهره را ببرند.
ساخت و ساز
نرم‌افزارهای مدلسازی سه بعدی هم به معماران کمک می‌کنند و هم به مهندسان ساخت‌وساز. دیگر نیازی به ساخت ماکت نیست. معماران می‌توانند با صرف زمان و هزینهٔ بسیار کم‌تر طرح‌ها و ایده‌های خود را به صورت مدل‌های سه‌بعدی پیاده‌سازی کنند و سپس آن مدل‌ها را با دیگران، از جمله مهندسان ساخت‌وساز، به اشتراک بگذارند. مهندسان هم می‌توانند از ابزارهای شبیه‌سازی برای انجام دادن آزمایش‌های مختلف پیش از شروع کردن مراحل ساخت استفاده کنند. حتی طراحان دکوراسیون داخلی هم از مزایای فناوری‌های جدید بی‌نصیب نمانده‌اند و می‌توانند از نرم‌افزارهای مختلف برای پیاده‌سازی و اشتراک‌گذاری ایده‌های خود بهره ببرند.
طراحی صنعتی
صنعت یکی از آن حوزه‌هایی است که فناوری‌های جدید را با آغوش باز می‌پذیرد. نرم‌افزارهای طراحی و مدلسازی جای خود را در صنایع مختلف پیدا کرده‌اند و می‌توان گفت که تقریباً به طور کامل جایگزین روش‌های سنتی شده‌اند. از صنایع هوایی و خودروسازی گرفته تا طراحی و تولید مبلمان، بسیاری از صنایع در حال حاضر از نرم‌افزارهای مدلسازی سه بعدی برای طراحی محصولات‌شان بهره می‌برند و نرم‌افزارهای بسیاری هم وجود دارند که به طور تخصصی برای طراحی و شبیه‌سازی محصولاتی خاص تعبیه شده‌اند.
طراحی تخصصی در محیط ورق کاری(شیت متال)
محیط Sheet metal در نرم‌افزار Solidworks
قبل از شروع طراحی و مدلسازی در محیط شیت متال نرم‌افزار سالیدورکس، باید برخی از اصول این محیط را مورد بررسی قرار دهیم.
ورق فلزی
اول از همه، با یک تعریف شروع می‌کنیم؛ ورق فلزی چیست؟ همانطور که از نام آن بر می‌آید ورق فلزی یا شیت متال، فلزی است که به یک قطعه نازک و مسطح تبدیل شده است. بسیاری از اشیاء در محیط دور و برمان و مورد استفاده در زندگی روزمره‌مان از ورق فلزی ساخته شده‌اند و این موضوع شیت متال را به رایج‌ترین شکل مورد استفاده از فلز در فرآیندهای ساخت تبدیل می‌کند. وسایلی مانند سینک آشپزخانه، رایانه، مبلمان، اتومبیل، قطار، هواپیما و موارد دیگر...اما دانستن این نکته بد نمی‌باشد که وقتی می‌گوئیم ورق فلزی، منظور ما فقط ورقی از جنس فولاد نمی‌باشد. ورق فلزی در هر فلزی که فکر می‌کنید در دسترس است از جمله فولاد ضدزنگ ، آلومینیوم، مس، برنج و حتی تیتانیوم.با پیشرفت فرایند برش و CNC، قطعات فلزی ارزان تر و ساخت آن آسان تر شده است. این روزها آماتورها و مبتدیان به راحتی می توانند کار خود را با ورق فلز شروع کنند. همانطور که می‌دانید یک طراح که با ورق فلز کار می‌کند ، باید با برخی از فن آوری های اساسی مربوط به برش، خم کردن و جوشکاری ورق های فلزی آشنا باشد.
برش دادن
برش یا Cutting ورق فلزی همیشه اولین قدم در ایجاد نمونه مورد نظر بوده و انتخاب روش صحیح در این فرآیند مهم است.
تغییر شکل
مرحله بعدی در فرآیند ایجاد نمونه‌ای از ورق فلزی معمولاً تغییر شکل یا Deforming می‌باشد. چند شیوه برای ایجاد یک شی سه‌بعدی از یک تکه فلز مسطح وجود دارد که متداول‌ترین مدل آن فرآیند خم کردن است. خم کردن فرآیندی است که با تجهیزاتی نسبتاً ارزان قادر به انجام آن هستیم.
مونتاژ
مرحله سوم مونتاژ یا Assembly است. در فضای حقیقی می‌توان این کار را با پیچ و مهره، پرچ یا از طریق جوشکاری انجام داد. هر روش دارای جوانب مثبت و منفی است ، بنابراین یک طراح باید عاقلانه‌ترین روش را انتخاب کند.
با وجود اینکه سالیدورک تنها یک محیط مشخص برای ساخت قطعات مجزا و یکپارچه دارد، در همین محیط ساده، منوهای مختلفی برای مدلسازی در دسترس است. منو هایی برای مدل سازی سطح Modeling Surface ،ورق کاری Metal Sheet ،طراحی تأسیساتRouting ،تجهیزات برق و الکترونیک Electrical ،قالب سازی Molding که امکانات جدیدی در اختیار کاربر قرار می دهند. یکی از پرکاربرد ترین این منو ها، ورق کاری یا شیت متال است.
باید توجه داشت که دستورات اصلی مدلسازی سالیدورک Features ممکن است تفاوت های جزئی با دستورات منوهای جانبی داشته باشند. همچنین در نتایج طراحی مدل و نقشه نهایی، ممکن است که با دستورات درس Features بتوان از منظر یک مدل ساده به نتیجه مشابهی دست یافت، اما توجه به این نکته ضروری است که سالیدورک تنها یک نرم افزار مدلسازی نیست. بلکه این نرم افزار در برخی مواقع پروسه تولید را نیز شبیه سازی می کند و محاسبات مربوط به آن را انجام می دهد.
نرم افزار طراحی سه بعدی سالیدورک
یک نرم‌افزار مهندسی طراحی به کمک رایانه است که بر روی ویندوز اجرا می‌شود و توسط شرکت فرانسوی داسو سیستمز ساخته شده و همچنان توسعه داده می‌شود.این نرم‌افزار دارای سه محیط به نام‌های پارت (part) اسمبلی (assembly) و دراوینگ (drawing) می‌باشد، در واقع سالیدورک یک برنامه برای مدلینگ یا سه بعدی کردن قطعات صنعتی و جامدات می باشد و برای این کار احجام را بصورت پارامتریک یا واحد های از پیش ساخته کنار هم قرار می دهد.نرم افزار solidworks امکانات و ابزار های زیادی برای کارهایی مانند مدل سازی و عملیات ورق کاری، جوش کاری، ریخته گری، قالب سازی، تزریق پلاستیک، جوش دادن قطعات و همچنین تحلیل تنش و مدلسازی رفتار و مقاومت قطعه تحت بارگذاری های گوناگون دارا می باشد.
سه ویژگی اصلی این نرم افزار عبارتند از:
- سهولت کاربری و آموزش در مقایسه با سایر نرم‌افزارهای CAD
- سرعت بالاتر نسبت به سایر نرم‌افزارها
- قابلیت ارتباط با تمامی نرم‌افزارهای ماشین کاری (edge cam, master cam, power mill…) و
- نرم‌افزارهای تحلیل (Ansys, Adams, Abaqus, Cosmos…)
- فعالیت بهتر و سریع تر
- امکان معادله‌نویسی (Equation) بین پارامترها و انداز‌ه‌های مختلف در مدل
- امکان استفاده از جداول طراحی (Design Table) به منظور برقراری ارتباط بین اندازه‌ها و معادلات در محیط excel
- کاربرد آسان SolidWorks در نقشه و طرح های پیچیده با هزاران عامل
- امکان ایجاد نماهای انفجاری (exploded view) و تهیه فیلم و انیمیشن از مدل انفجاری در طی مونتاژ یا دمونتاژ شدن مدل
نرم افزار سالیدورک برای رشته های درسی زیر بسیار مفید و کاربردی و یادگیری آن کاملا ضروری است:
- رشته مهندسی مکانیک گرایش جامدات
- مهندسی مکانیک گرایش ساخت و تولید
- شرکت هایی که در حوزه تولید قطعات خودرو فعال هستند
- کسانی که علاقه مند به طراحی سه بعدی مکانیکی می باشند.
- رشته مهندسی صنایع
- رشته مهندسی پزشکی گرایش بیومکانیک
- نقشه کشی صنعتی
اشتراک گذاری: