Способы формирования ЗD тел в AutoCAD.

Классическое определение сложного твердотельного объекта в AutoCAD трактуется как результат проведения процедур вычитания, объединения или пересечения двух и более тел, при этом конфигурация исходных и вновь созданного тела в расчет не принимается. Например, в результате объединения двух примитивных тел - цилиндра и параллелепипеда получится сложное однородное тело, имеющее один общий объем. Мы не будем отступать от классической формулировки, а сделаем всего лишь небольшое дополнение и рассмотрим сложные тела как тела с набором криволинейных пространственных граней. Подобные формообразования в большинстве случаев имеют объекты, полученные литьем или механическими способами обработки материалов - штамповкой и ее разновидностями.

Способов, которыми AutoCAD формирует ЗD тела не так много и условно можно разделить их на две группы.

Первая группа - формирование тел из плоских замкнутых контуров:
• выдавливание;
• вращение;
• сдвиг;
• лофтинг.

Вторая группа - формирование тел из промежуточных тел (тел - заготовок):
• объединение;
• вычитание;
• пересечение;
• взаимодействие.

В дополнении к этому возможна трансформация некоторых типов поверхностей и объектов-сетей в ЗD тела.

В свою очередь твердотельный объект можно создать, применяя либо только один из способов, либо комбинацию нескольких. Кроме того, к достоинствам AutoCAD следует отнести то обстоятельство, что программа не ограничивает пользователя рамками применения только одного конкретного способа формирования объекта, но и предоставляет альтернативные варианты.

Рассмотрим на простом примере несколько способов получения одного и того же результат На рисунке ниже представлен плоский эскиз простой детали - кронштейна. Задача - создать объемную модель объекта, используя различные способы формирования ЗD тела.

Прежде всего, необходимо внести некоторую ясность в термины, которые будут использоваться здесь и в дальнейшем:
• исходное тело - объект изначально формообразующий будущую конфигурацию модели:
• вспомогательное тело - законченный объект, предназначенный для целей его вычитания (объединения) с исходным или промежуточным телом, как правило, объект однократного применения;
• промежуточное тело - объект-заготовка (полуфабрикат), тело, полученное в результате формообразующих процедур и требующее дальнейшей доработки (редактирования).

На рисунке ниже показана последовательность первого способа создания модели:

а) формируются и ориентируются в пространстве плоские замкнутые контуры образующих граней будущего объекта;

б) проводятся процедуры выдавливания контуров на заданную величину и вычитание цилиндра из тела верхней заготовки (формирование отверстия);

в) промежуточные тела стыкуются и объединяются;

г) выполняются сопряжения граней, и изменяется визуальный стиль представления объекта.

Первый способ формирования модели

Другой рисунок (см. ниже) иллюстрирует последовательность второго способа построения модели:

Второй способ формирования модели

а) формируется профиль поперечного сечения объекта и траектория для его последующего выдавливания;
б) объект выдавливается по траектории» дополнительно на заготовку переносятся контуры: круг и прямоугольник, ребра которого с одной стороны скруглены;
в) объекты выдавливаются на величину равную или большую толщины заготовки, а затем вычитаются из нее;
г) выполняется процедура изменения визуального стиля объекта.

Третий способ формирования модели кронштейна продемонстрирован на рисунке здесь:

Третий способ формирования модели

а) в качестве исходных объектов используются профиль поперечного сечения и фигура, представляющая собой вид объекта в плане, обрамленный прямоугольным контуром;

б) профиль и фигура выдавливаются (в данном примере каждый объект по своей траектории), затем проводится процедура вычитания объема из тела параллелепипеда, то есть формируется вспомогательный объект в форме пустотелой матрицы;

в) зигзагообразный объект переносится и устанавливается вовнутрь матрицы;

г) из тела объекта вычитается тело матрицы и выполняется процедура изменения визуального стиля представления модели.

На практике в некоторых случаях при создании сложных тел важен не столько способ (способы известны), сколько выбор правильного подхода к формированию объекта. Это во многом определяется опытом, а опыт нарабатывается практикой. Если вы моделируете объект, и что-то не получается, попробуйте изменить подход к возникшей проблеме.

Еще на одном примере рассмотрим, каким образом подход к решению проблемы может привести желаемому результату- Задачу сформулируем следующим образом: не применяя инструменты Helix (Спираль) или Loft (По сечениям) создать трехмерную модель цилиндрической пружины с произвольными размерами.

Вся сложность поставленной задачи заключается в построении пространственной спирали, которую можно использовать впоследствии в качестве траектории для выдавливания круга. Как вариант можно сформировать трехмерный объект спиралевидной формы инструментом Spline (Сплайн), но полученный результат вряд ли будет приемлем.

Самый простой подход к решению проблемы заключается в следующем: мысленно разрежьте бублик пополам и поверните каждую из половинок на некоторый угол вокруг одной оси в разные стороны вдоль плоскости разреза, а затем объедините обе половины - в результате получится неправильный бублик или объект очень похожий на один ниток пружины.

На рисунке представлена последовательность создания объекта в форме пружины:

а) формируются два плоских примитива - круг и дуга (половина круга);
б) круг выдавливается по траектории, выполняются процедуры зеркального отображения и поворота каждого из объектов в разных направлениях (на рисунке объекты разнесены);
в) объекты объединяются;
г) копирование, объединение и изменение визуального стиля представления объекта.