Menu

Autodesk Inventor Series w projektowaniu części z tworzyw sztucznych.

Autodesk Inventor Series to pakiet oprogramowania firmy Autodesk do wspomagania projektowania w branży mechanicznej. W skład pakietu wchodzi program Autodesk Inventor 5.3 oraz Mechanical Desktop 6. Zamieszczenie razem tych dwóch aplikacji do wspomagania projektowania uczyniło z Autodesk Inventor Series bardzo wszechstronne narzędzie do wspomagania prac projektowych. 

 

Pakiet AIS będzie także spełniał wymagania firm projektujących części z tworzyw sztucznych oraz oprzyrządowanie do ich wytwarzania. Poszczególne programy zawarte w pakiecie można wykorzystywać na różnych etapach projektu: przygotowanie modelu wypraski, zaprojektowanie gniazda formy wtryskowej czy zaprojektowanie całej formy.
Bardzo wszechstronne możliwości oprogramowania oraz prowadzona od wielu lat przystępna polityka cenowa firmy Autodesk spowodowały, że wiele firm projektujących części z tworzyw sztucznych oraz oprzyrządowanie do ich wytwarzania zdecydowało się zainwestować w oprogramowanie tej firmy. Format DWG stał się faktycznym standardem wymiany danych i dziś prawie każde biuro projektowe w jakiś sposób używa tego standardu. Także producenci elementów form wtryskowych posiadają biblioteki własnych wyrobów zapisane w formacie DWG, co znacznie uprasza proces projektowania form wtryskowych odbiorcom ich wyrobów.

Oprogramowanie zawarte w pakiecie AIS posiada dwa główne atuty: doświadczenie programu Mechanical Desktop i innowacyjność programu Inventor. Kolejnymi atutami tego pakietu są powszechność stosowania oprogramowania zapisującego w formacie DWG oraz łatwość z jaką format DWG może być podniesiony do formatu programu Inventor.
Obecnie żaden inny program nie ma takich możliwości konwersji rysunków płaskich i brył zapisanych w formacie DWG jakie posiada program Inventor. Firmy projektujące formy wtryskowe docenią uniwersalność pakietu i elastyczność w wymianie danych, którą oferuje. Oznacza to, że nie uzależnią się od kontrahenta, z którym obecnie współpracują, a który mógłby narzucić wybór znacznie droższego i bardziej wymagającego oprogramowania, co może jednocześnie zawęzić możliwość podjęcia współpracy z kolejnymi kontrahentami.

Projektowanie detali z tworzyw sztucznych
Części z tworzyw sztucznych to zwykle detale wchodzące w skład większego urządzenia. Ich projektowanie przebiega w przybliżeniu tak samo jak projektowanie innych części mechanicznych. Do zaprojektowanie całego urządzenia konstruktorzy mogą użyć zarówno programu Inventor jak i programu Mechanical Desktop. Pakiet AIS udostępnia dwie zasadnicze techniki projektowania: modelowanie bryłowe dostępne w programie Inventor i MDT oraz modelowanie powierzchniami NURBS, dostępne w MDT. W zakresie modelowania bryłowego dostępne są wszystkie funkcje parametrycznego kształtowania bryły, takie jak wyciągnięcie proste, wyciągnięcie swobodne między profilami o różnych kształtach, przeciągnięcie po ścieżkach 2D i 3D, obrót dookoła osi, podział i pochylenie ścian, podział całego modelu, fazowanie, zaokrąglanie o stałym lub zmiennym promieniu i wiele innych.

inv_ais1Rys 1. Model urządzenia zaprojektowanego w programie Inventor

Parametryczne modelowanie bryłowej jest szybkie i wygodne ale nie zawsze można uzyskać taki kształt jakiego oczekuje projektant wyrobu. Może się zdarzyć, że powierzchnia detalu jest na tyle skomplikowana, iż zastosowanie techniki modelowania bryłowego nie przyniesie oczekiwanego efektu. I w tym miejscu przychodzi z pomocą modelator powierzchniowy programu Mechanical Desktop 6. Modelowanie powierzchniowe pozwala na tworzenie powierzchni o swobodnych kształtach, które rozpięte są na zestawie krzywych lub brzegach innych powierzchni. Projektant może dowolnie modelować krzywe bazowe, a następnie rozpinać na nich płaty powierzchni. Poszczególne płaty mogą być dowolnie cięte, a przejścia między powierzchniami mogą być zaokrąglane lub można wklejać odpowiednie powierzchnie łączące. Cechą szczególną modelatora powierzchniowego programu Mechanical Desktop jest zestaw funkcji, które pozwalają na kontrolowanie styczności przejścia między poszczególnymi płatami powierzchni. Program posiada także specjalne narzędzie do analizowania jakości powierzchni, które pokazuje np. nachylenia poszczególnych powierzchni, linie odbicia światła, styczność, itp.

inv_ais2Rys 2. Detale z tworzywa sztucznego pochodzące z modelu urządzenia

Oba sposoby pracy, modelowanie bryłowe i powierzchniowe, mogą się przenikać, co znakomicie zwiększa elastyczność i pozwala na modelowania właściwie dowolnej geometrii. Model bryłowy może zostać zamieniony w powierzchniowy, a model powierzchniowy może zostać zamieniony w bryłowy. Możemy także użyć powierzchnię do przecięcia modelu bryłowego, lub zamienić płat powierzchni w płat bryłowy o określonej grubości. Parametryczny model bryłowy utworzony w programie Mechanical Desktop może być przekonwertowany bez utraty parametryczności do programu Inventor. Jak widać powyższy zestaw narzędzi jest tak obszerny, że pozwala na zaprojektowanie w zasadzie każdego wyrobu, o dowolnie złożonym kształcie. Efektem końcowym będzie dokumentacja wykonawcza wyrobu, której tworzenie w programie Inventor lub Mechanical Desktop jest silnie wspomagane, a każda zmiana w modelu jest natychmiast uwzględniona na rysunku.

Projektowanie gniazda formy
Projektowanie gniazda formy wtryskowej to domena programu Mechanical Desktop. Mając model trójwymiarowy wyrobu utworzony w pakiecie AIS lub zaimportowany z innego systemu CAD, konstruktor oprzyrządowania ma znakomicie ułatwione zadanie. Do utworzenia gniazda formy wtryskowej program Mechanical Desktop oferuje parametryczne operacje boolowskie, które pozwalają na swobodne dodawanie, odejmowanie lub znajdowanie części wspólnej brył.

inv_ais3Rys 3. Element formujący zaprojektowany w programie Mechanical Desktop 6 dla jednego z detali

Podczas projektowania gniazda formy, konstruktor oprzyrządowania może korzystać zarówno z techniki modelowania bryłowego jak i powierzchniowego. Z modelu uzyskanego od konstruktora wyrobu można wydzielić powierzchnie modelu, zastosować do nich odpowiednie skalowanie, które uwzględnią skurcz technologiczny, a następnie wykorzystać do utworzenia odpowiednich kształtów stempla i matrycy formy, przez zastosowanie operacji wycinania bryły powierzchnią lub wypełnienie objętości ograniczonej powierzchnią przez „ciało” bryłowe.

Konwersja modeli z innych systemów CAD
Jednym z typowych zastosowań programu Mechanical Desktop 6 zawartego w pakiecie AIS jest użycie go do przygotowania oprzyrządowania technologicznego, na podstawie dostarczonego modelu 3D wyrobu. Jeżeli kooperant używa innego systemu CAD to zwykle model taki przekazywany jest w neutralnym formacie IGES lub STEP. Mechanical Desktop 6 wyposażony jest w translatory IGES oraz STEP, które pozwalają na swobodną wymianę modeli z innymi systemami CAD w tych formatach. Format IGES jest obecnie najbardziej rozpowszechnionym formatem wymiany danych, jednakże nie jedynym. Podstawową wadą formatu IGES jest to, że dane 3D zwykle wymieniane są w postaci modelu powierzchniowego, a ponieważ konwersja nie zawsze przebiega w sposób prawidłowy może okazać się, że dostaniemy model, który ma pewne defekty w budowie powierzchni składowych. Powierzchnia z defektami nie może być wiarygodnym źródłem danych i systemy CAD, które pracują tylko w środowiskach modelowania bryłowego, zwykle nie potrafią poradzić sobie z błędami konwersji IGES. Mechanical Desktop 6 rozwiązuje problemy konwersji gdyż jest wyposażony w bardzo silny modelator powierzchniowy, co pozwala na naprawę każdego rodzaju defektów powierzchni i umożliwi dalsze przetwarzanie „naprawionych” danych. Jeżeli otrzymamy model z innego systemu CAD w formacie STEP to uzyskamy bryłowy, nieparametryczny model, gotowy do dalszego wykorzystania w dowolnym programie pakietu AIS.

Projektowanie zabudowy formy wtryskowej
Jeżeli zaprojektowano już gniazdo formy wtryskowej to pozostaje jeszcze do zrobienia zabudowa formy. Urządzenie to podlega regułom projektowania stosowanym dla typowych złożeń maszynowych. Ponieważ cała forma to często bardzo skomplikowane urządzenie mechaniczne więc w tym zadaniu doskonale sprawdzi się program Inventor. Innowacyjna technika adaptacyjności, najnowocześniejsze rozwiązania z dziedziny obsługi plików oraz zaawansowana grafika programu czynią z niego przodujący program CAD o bardzo dużej wydajności działania. Inventor posiada silne możliwości trójwymiarowego projektowania parametrycznego i adaptacyjnego, a także możliwości przeprowadzenia podstawowej analizy kinematycznej urządzenia. Te szczególne cechy programu docenią konstruktorzy form. Jeżeli korzystamy z elementów do zabudowy form, które produkowane są przez jednego z wielu istniejących dostawców, to zwykle będziemy mogli pozyskać trójwymiarowe części do zabudowy formy, takie jak płyty, kolumny, części złączne i inne normalia, w postaci trójwymiarowych modeli bryłowych zapisanych w formacie DWG, STEP, SAT lub IGES. Inventor będzie mógł wczytać modele w tych formatach i użyć do zaprojektowania zbudowania formy.

inv_ais4Rys 4. Zabudowa firmy wtryskowej utworzona w programie Inventor dla drugiego detalu

Na koniec prac projektowych program Inventor pomoże wykonać dokumentację rysunkową formy. Wygeneruje rzuty rysunkowe całego urządzenia, wykona przekroje, zanumeruje poszczególne części i podzespoły, wykona listę części. Pomoże także w tworzeniu dokumentacji montażowej projektu. Poszczególne części, które powstały na potrzeby nowego projektu, będą mogły mieć wygenerowane własne rysunki wykonawcze, odpowiednio zwymiarowane i opisane.

inv_ais5Rys 5. Dokumentacja rysunkowa formy

Możemy także zastosować inne podejście do problemu projektowania zabudowy formy. W pakiecie AIS dostępny jest program AutoCAD Mechanical 6, który służy do projektowania mechanicznego w obszarze 2D. Jest to najbardziej zaawansowany obecnie program do projektowania płaskiego, łączący w sobie wszystkie możliwości AutoCADa oraz zawierający obszerny zakres bibliotek normaliów i funkcji wspomagających projektowanie. Praktycznie wszyscy liczący się producenci normaliów do form wtryskowych oferują własne wyroby w postaci bibliotek 2D, przeznaczonych do programu AutoCAD. Zainstalowanie takiej biblioteki w programie AutoCAD Mechanical 6 utworzy doskonałe narzędzie do tego typu prac projektowych.

Podsumowanie
Pakiet Autodesk Inventor Series 5.3 jest zestawem programów, które silnie wspomagają cały proces projektowania części wykonywanych metodą wtrysku tworzywa. Programy wchodzące w skład pakietu są doskonałymi narzędziami zarówno dla konstruktora wyrobu jak i konstruktora oprzyrządowania. Oczywiście najlepsze efekty osiągnie się gdy zarówno konstruktorzy wyrobów jak i konstruktorzy oprzyrządowania, pracujący w tej samej firmie, będą posługiwać się programami zawartymi pakiecie AIS. Wtedy możemy oczekiwać znacznego skrócenia czasu wprowadzania nowych wyrobów do produkcji, zminimalizowania prawdopodobieństwa wystąpienia błędów, obniżenia kosztów produkcji, a w efekcie zwiększenia konkurencyjności firmy na rynku.