24 czerwca 2024

 

Wyznaczanie bryły brzegowej na potrzeby optymalizacji zużycia materiału 1

Etap projektowania jest początkiem procesu powstawania nowego wyrobu. Dla każdego projektu trzeba jeszcze zdefiniować technologię jego wykonania. Kształt komponentu, materiał z jakiego ten komponent ma być wykonany czy wymagana dokładność determinują wybór metody i kolejne etapy procesu produkcji. Wszystkie te wymagania muszą być uwzględnione przez konstruktora w celu zapewnienia technologiczności zaprojektowanych komponentów. To jednak nie wszystko, bo coraz częściej konstruktor musi także uwzględniać aspekty ekonomiczno-ekologiczne. W tym kontekście chciałbym zwrócić uwagę na coraz bardziej istotny aspekt związany z optymalizacją ilości materiału potrzebnego do wykonania zaprojektowanej części.

Andrzej Wełyczko

Nawet dzieci, których zadaniem jest wycięcie zadanego szablonu (2D Shape na rysunku 1) z kartki papieru, starają się zoptymalizować zużycie materiału, na przykład właśnie papieru. Podobnie technolog stara się zoptymalizować zużycie blachy potrzebnej do wycięcia zadanego kształtu. W obu przypadkach celem jest takie ustawienie zaprojektowanego kształtu (szablonu) na arkuszu papieru/blachy, które zapewni minimalne zużycie materiału surowego
(tu: powierzchnia prostokąta Bounding Rectangle). Oczywiście rozwiązanie podobnego problemu jest także konieczne dla modeli 3D, bo przecież chyba już niewielu konstruktorów/technologów pracuje dzisiaj w systemie CAD 2D.

W przypadku modeli przestrzennych zadanie nie jest szczególnie trudne, bo polega na znalezieniu optymalnego (czyli najmniejszego) prostopadłościanu, który w całości zawiera zaprojektowany komponent. Po co? Jeśli taki  komponent ma być wykonany metodami ubytkowymi (na przykład frezowany z materiału surowego w kształcie kostki), to ilość potrzebnego materiału (objętość kostki) ma istotne znaczenie. Czasami na etapie koncepcyjnym projektowania, konieczna jest wstępna rezerwacja minimalnej przestrzeni, w kontekście projektowanego produktu, w której zmieści się jego podzespół.

Jak zdefiniować taki prostopadłościan (ang. Bounding Box) w systemie 3DEXPERIENCE CATIA? Można zastosować polecenie Bounding Box (Rys. 2), ale niestety to polecenie jest dostępne tylko w aplikacji CATIA Core & Cavity Separation (wymagana licencja Mold & Tooling Designer lub Mold & Compensation Engineer). Nazwy wymaganych licencji sugerują, że to polecenie nie jest dostępne dla typowego konstruktora mechanika, który ma dostęp na przykład do licencji Mechanical Designer.

Wyznaczanie bryły brzegowej na potrzeby optymalizacji zużycia materiału 2

Czy zatem rezultat wykonania polecenia Bounding Box można uzyskać inną metodą?

 

Cały artykuł dostępny jest w wydaniu płatnym 3/4 (186/187) Marzec/Kwiecień 2023

Jak zakupić