3D volummodellering

Lett-program for mindre bedrifter

Vi har fått en slags teknologisk "overkill" når det gjelder verktøy for DAK/DAP. I svært mange tilfeller tar man bare ut en brøkdel av brukspotensialet. Dette gjelder ikke minst 3D-programmer. Forfatteren har omfattende erfaring med et 3D-program for fastmodellering, til rundt 10.000 kroner.

PETTER HOEN, ASKIM

Jeg skal ta for meg programvaren "ModelMate Plus", som er lett å bruke hvis man forstår grunnreglene. Jeg har relativt lang erfaring med dette programmet, og har funnet at man eksempelvis ved hjelp av en modell kan få frem alt man trenger for visning og produksjon.

Finn et punkt--

Du må plassere deg i rommet, se for deg modellen som den virkelig er, med utgangspunkt i origo og med X-, Y- og Z-retninger. Ut fra dette kan man plassere primitiver (ferdige objekter), eller et plan hvor man kan tegne snitt, som så brukes til å forme objekter.

Man kan forme dobbeltkrumme flater med tre forskjellige teknikker.

Man kan bruke Bolske operasjoner til å legge sammen to objekter, trekke ett objekt fra et annet, eller gi det som er felles for to objekter. For å se modellen, er det flere visningsfunksjoner.

I tillegg finnes kopierings- (copy), flytte- (move), zoome-funksjoner osv.

Ved hjelp av disse mulighetene former man modellen, med korrekte mål.

Det er viktig å forstå teknikken. Det er av mindre betydning hvilke program man bruker. Alle volummodellerings-programmer ("solid modeling", jeg synes volummodellering er bedre enn det "offisielle" fastmodellering) bygger på samme matematikk, men menykombinasjonene varierer mye. Dette forenkler bruken, men øker kravet til opplæring.

Vanligvis modellerer man i 3D av to grunner: Man trenger grunnlag for visning og produksjon. Modelleringen utføres etter idé fra eksempelvis designer, og modellen bearbeides til den er godkjent. Man kan "fotografere" hvilken stilling eller detalj man vil, og overføre bildet til et tekstprogram og gi det en ønsket beskrivelse, slik at det kan brukes til markedsføring eller produksjon.

Man vil i de fleste tilfeller spare mye tid og unngå "tegnefeil" ved bruk av 3D volummodellering. 3D gir oss en ny måte å angi data for produksjon. Geometrien ligger i 3D-modellen, og dataene kan leses ut av den, eller gis i form av bilder, med tekst som igjen kan brukes i et datastyrt produksjonsopplegg.

Alle data lagres elektronisk, og vi trenger bare papir når vi vil ha en utskrift.

"Modelmate"

ModelMate Plus er et volum-modelleringsprogram, tilpasset PC. PC-posisjoneringen er muliggjort med visse begrensninger, som tegningens størrelse (begrenset til 5000 punkter), bruk av fasettlagring av krumme flater, samt manglende målsetningsmuligheter.

Når man kjenner begrensningene, og tar hensyn til disse, er det et meget godt program, lett å lære og lett å bruke. Det kan faktisk kjøres på en 286-PC med matteprosessor, men det er selvsagt fordelaktig å ha en raskere maskin, spesielt når man skal endre store bilder for visning (Gouraud og Phong).

Figur 1 viser en del til en ovn (Jøtul). I forbindelse med en visning, som krevde mange punkter, var det nødvendig å dele tegningen i tre deler på grunn av alle krumningene (ikke perspektiv).

I sammenstillingstegningen sløyfes all overflatepynt på slike objekter, slik at alle objekter kommer inn på én tegning, for plasseringen. Detaljerte objekter legges på hver sin tegning, med samme origo, slik at de passer sammen. De kan vises sammen, da programmet tillater listing av opp til 20 tegninger for visning.

Krumme flater blir vist og bestemt med flater. Eksempelvis blir rør en mangekant. Men alle punkter ligger i krumningen og har derfor riktig geometri (se figur 3). Det minste røret er felt inn i det store (trukket ut på bildet).

Ved bolske operasjoner må man være oppmerksom på at man i de fleste tilfeller får skjæringspunkter mellom flater som gir falske punkter. For visning har dette liten betydning.

I figur 3 bores hull med minste rørs diameter (d), mens minste rør tilpasses det store rørets diameter (D). Snitt eller flater (med D og d i figur 3), som ligger til grunn for objektene som brukes til bolske operasjoner, brukes også til bearbeiding, for eksempel boring, fresing og dreiing. De falske punktene har derfor ingen betydning i disse tilfellene.

I figur 2 har vi et eksempel hvor det er nødvendig med ekte skjæringslinje for å lage ledeplaten. I et "stort" program gir dette seg selv, mens man i dette programmet må bruke noen minutter for å lage ekte skjæringspunkter.

For maskinering overføres modellgeometrien til et program som tegner den om og legger på nc-baner. Det er en fordel med få "sids", slik at det blir lettere å lese geometrien. De som utfører maskinering vil som oftest tegne og legge på nc-baner selv.

Ved modellanalyse må man også ta hensyn til at det er fasettlagrete tegninger.

Tradisjonell målsetning må utføres i et annet program, for eksempel AutoCAD, som samarbeider meget godt med ModelMate Plus via dxf-format.

Det medfølger et hjelpeprogram som forenkler overføringen til AutoCAD,

ferdig til målsetning i tre plan, samt isoview. Det medfølger også hjelpeprogram hvor man, som i orginalprogrammet, kan lese modellen fargelagt i ønsket stilling, skyggelagt, med eller uten perspektiv. Det kan gjøres endringer, men de kan ikke lagres. Det er derfor bare konstruktøren som kan gå inn i orginalprogrammet og foreta endringer.

Dette programmet passer for visninger, produksjonopplegg og kontroll. Ved delproduksjon kan detaljer overføres til andre programmer via dxf- eller iges-filer.

Manualene er på engelsk, men det fins en "hjelp" på norsk, som man kan be om mens man tegner. Her kan man selv lagre formler eller lignende.

Det finnes også programmerings-muligheter. Man kan lage eller få laget makroer for å forenkle modelleringsarbeidet, slik at det kan tilpasse de behovene man har. Man behøver ikke kjøpe unødvendige oppgraderinger.

Selv har jeg laget et enkelt rørprogram, styrkeberegningsprogram for bjelker, 3D tekstprogram og 3D posisjonsnummer-program for visning av møbler, plassert i rom (med snudd polygon kan man se gjennom vegg.), makro for modellering av vinkler, H-bjelker eller kanaler, ved å sette inn nummer eller parametere, samt makro for å forenkle modellering av hus osv.

Programmet passer godt som eget program, som tillegg til AutoCAD, eller det kan brukes til detaljtegning for større program. Man henter inn lokaliseringpunkter, og tegningen vil da falle på plass i samletegningen ved tilbakeføringen.

Det kan lages slides av ønskede bilder, farget, skyggelagt og med eller uten perspektiv av ønsket detalj og stilling.

3D-bilder forenkler

Hvilken som helst stilling eller detalj på modellen, samt sprengbilde, kan tas ut og legges over i eksempelvis Wordperfect (WP), hvor man kan beskrive det som er ønskelig. Man kan gi navn (--.txt), som tilsvarer tegningsnummer. Navnet kan være tekst eller nummer. Til dette kan en bruke listete modeller.

Figur 4 viser en hjørnestøtte som skal binde sammen gitte sarier og ben (overdrevet perspektiv). Hjørnestøtten utbrettet angis med koordinater og origo ned til venstre, overført direkte til WP. Innvendig bredde 24. Buet mutter 40x20x4, med innvendig radius 11.5 og M10 i senter. Fire hull i sariene, 12 x 4, plassert 28.63 og 63.63 fra enden og 5 inn fra sidene. På denne måten kan 3D-bilde erstatte målsatte tegninger. Man kan også lese ønskede mål direkte på skjermen.

I sammenstillingstegninger (--.txt) kan det være ønskelig å gruppere objekter. Grupper eller selvstendige objekter merkes med posisjonsnummer, beskrives og gis navn (--.txt), som henviser til nytt bilde med beskrivelse og nytt navn.

Eksempler på beskrivelser kan være: Henvisning, mål på detaljer, kapplister,

koordinater av polygonpunkter, innkjøpte eller egenproduserte deler, stykklister,

produksjonshjelpemidler og underleverandører.

Man kan søke etter ønske, eksempelvis etter en bestemt skrue, produksjonsmidler e.l., for å finne det antall som går med til modellen. Man kan også sammenligne med lagerbeholdning og bestemme innkjøp. Man kan også legge inn produksjonstider for produksjonsplanlegging.

Endelig i Norge

ModelMate Plus ble utviklet i midten av 80-årene via et samarbeide mellom amerikanske bedrifter og universiteter . Man ønsket en snarvei rundt tungt belastede arbeidsstasjoner i forbindelse med "enklere" designoppgaver.

Et datafirma med lang erfaring i produksjonsstyring, S-Data i Østfold Næringspark, skal nå begynne å importere denne programvaren. Jeg tror den er spesielt interessant i Norge, med mange mindre brukermiljøer, men også som en "back-up" og snarvei hos store brukere.

3D I LETTVERSJON: Petter Hoen har testet ut programvaren "ModelMate Plus" over lang tid og i mange sammenhenger (foto: M. Lein)
Figur 1: Del til ovn (Jøtul)
Figur 2: Turbinhjul
Figur 3: Rørdesign
Figur 4: Hjørnestøtte