16 października 2021


Obiekt funkcjonalny to na przykład kształt zewnętrzny projektowanej części, kształt otworu czy kształt żebra, a nie tylko powierzchnia czy bryła, która ten kształt definiuje. Właściwie należałoby powiedzieć, że obiekt funkcjonalny definiuje kształt (powierzchnia, cylinder, kontur) i jednocześnie funkcję tego kształtu w modelu części (kołnierz zewnętrzny, otwór przelotowy, żebro wewnętrzne). Dlaczego modelowanie funkcjonalne? Taki rodzaj modelowania bryłowego przejmuje część zadań konstruktora, oferując możliwość budowy modelu w oparciu o dedykowane dla części formowanych cechy konstrukcyjne, zgodność z wymaganiami technologicznymi (zaokrąglenia krawędzi, pochylenia technologiczne ścian) oraz dowolną kolejność definiowania cech konstrukcyjnych. Kolejność definiowania nie ma znaczenia, bo końcowy model bryłowy uwzględnia nie tylko kształt, ale także jego funkcję w modelu, jako całości. Jaka w takim razie jest różnica pomiędzy „klasyczną” a funkcjonalną cechą konstrukcyjną?

Rys09_s

  • „Klasyczna” cecha konstrukcyjna (Feature) to narzędzie „klasycznego” modelera bryłowego stosowane do definicji kształtu brył cząstkowych – ma kształt, polaryzację, ale nie ma zdefiniowanej funkcji w modelu jako całości, na przykład Pad, Pocket, Shaft, Groove, Rib, itd.
  • Funkcja uwzględnia specyficzne zachowanie projektowanej cechy konstrukcyjnej w zadanym (aktualnym) otoczeniu geometrycznym (Rys.9), na przykład Shellable, Added, Protected, Internal, External, itd.
  • Funkcjonalna cecha konstrukcyjna (Functional Feature) to narzędzie „funkcjonalnego” modelera bryłowego stosowane do definicji kształtu brył cząstkowych i ich funkcji w modelu bryłowym. Bryła cząstkowa o takim samym kształcie, ale różnej funkcji wpływa na kształt całego modelu bryłowego w specyficzny dla tej funkcji sposób. Na przykład:
    >Jeśli projektowana część ma być cienkościenna, to „zgrubna” (bez szczegółów konstrukcyjnych) definicja jej kształtu powinna być skojarzona z funkcją typu Shellable. Inaczej mówiąc, definicja kształtu (na przykład wyciąganie konturu do powierzchni lub obrót krzywej) jest powiązana z definicją cienkościenności.
    >Jeśli pewna cecha konstrukcyjna ma być dodana tylko wewnątrz cechy typu Shellable, to przyporządkujemy jej funkcję typu Internal. Niezależnie od jej wielkości, kształtu oraz położenia, w kontekście cechy typu Shellable, rezultat zastosowania cechy typu Internal będzie automatycznie ograniczony powierzchnią wewnętrzną projektowanej części (odcięty tą powierzchnią).

Jeśli projektowana część ma osłaniać inne elementy wyrobu (na przykład obudowa zewnętrzna gniazdka elektrycznego), to zastosujemy cechę typu Protected. Bryła zdefiniowana jako Protected (tu kostka, do której podłączone są przewody elektryczne) będzie zawsze odjęta od modelu bryłowego projektowanej części niezależnie od tego, z jakich cech konstrukcyjnych ten model będzie zbudowany.

Rys10_sModelowanie funkcjonalne oznacza uwzględnienie aspektów technologicznych projektowanej części nie tylko na etapie definiowania jej geometrii, ale także projektowania narzędzi potrzebnych do jej formowania. Z tego powodu trzeba przypomnieć podstawowe pojęcia z zakresu formowania. Część formowana powstaje w formie, której kształt określają dwa elementy: powierzchnia wewnętrzna (CORE) i powierzchnia zewnętrzna (CAVITY). Przestrzeń zamknięta pomiędzy tymi powierzchniami jest modelem części formowanej (Rys.10). Zastosowanie kolejnych cech funkcjonalnych oznacza modyfikację kształtu jednej z tych powierzchni (External, Internal, ...) lub każdej z nich (Added, Protected, ...) i dlatego możliwa jest automatyzacja procesu generowania modeli bryłowych obu części formy.
Zamiast teorii proponuję rozważyć proces definiowania modelu bryłowego mydelniczki (takiej samej jak ta, opisana w pierwszej części tego cyklu), ale tym razem w środowisku FMP. Przykład trywialny, ale ma posłużyć jedynie jako ilustracja innego (funkcjonalnego) sposobu modelowania. Pisałem już wcześniej, że kolejność definiowania cech konstrukcyjnych nie ma znaczenia w środowisku modelowania funkcjonalnego. Jednak pewne zadania są (muszą być) wykonane w pierwszej kolejności. Na przykład, zanim powstanie model bryłowy trzeba zdefiniować elementy pomocnicze (kontury Sketch.1 i Sketch.2 oraz płaszczyzna Plane.1 na Rys.11). Mydelniczka jest przykładem cienkościennej części formowanej i dlatego w kolejnym kroku można zdefiniować jej cechy globalne:

  • Shell Properties.1 – definicja stałej grubości ścian (tu Thickness = 2mm), ścian o innej grubości (zakładka Advanced okna Shell Properties) lub dowolny inny kształt, który wskażemy jako definicję wnętrza, czyli powierzchni CORE (zakładka Core). Rys11_sNa tym etapie nie można wskazać żadnych powierzchni bryły (tu powierzchni otwarcia bryły cienkościennej) i dlatego pole Faces to remove jest puste.

 

  • Draft Properties.1 – globalna definicja pochylenia ścian modelu bryłowego, która zawiera informacje na temat kierunku formowania (Pulling Direction = Plane.1), minimalnego kąta pochylenia (Draft angle = 1deg) oraz opcjonalnie powierzchni podziału (Parting element) i promienia zaokrąglenia krawędzi bryły na powierzchni podziału (Parting radius). Jeśli technologia wykonania części wymusza zastosowanie formowaniaRys12_s w kilku kierunkach (forma z suwakami), to można zdefiniować obiekt typu Draft Properties dla każdego z tych kierunków. Po co? Po to, aby zastosować różne wartości parametrów pochylenia technologicznego dla zadanych kierunków formowania, na przykład Draft +Z 1deg i Draft –X 1,5deg.