Объяснение CAD-моделирования:выбор правильного программного обеспечения для проектирования для 3D-печати

Что такое САПР-моделирование и почему оно является важным инструментом цифрового производства? Изучите типы программного обеспечения САПР, позволяющие воплощать идеи в реальный мир посредством цифрового 3D-моделирования. Найдите подходящие программные инструменты для вашего приложения.

Что такое программное обеспечение САПР? 

CAD (компьютерное проектирование), также называемое 3D-моделированием, позволяет инженерам и дизайнерам создавать реалистичные компьютерные модели деталей и сборок для сложного моделирования и цифрового производства. Модели, созданные с помощью САПР, могут быть изготовлены как физические компоненты с помощью 3D-печати, обработки на станках с ЧПУ и литья под давлением. 

Программное обеспечение САПР может моделировать широкий спектр параметров, включая прочность или термостойкость, до создания каких-либо физических моделей. Использование программного обеспечения CAD позволяет вам работать быстрее и экономичнее без ущерба для качества ваших компонентов.

Что такое твердотельное моделирование? 

Твердотельное моделирование создает твердые 3D-модели, как если бы они были реальными деталями, с логическим рабочим процессом, аналогичным процессам, которые используются для производства детали. Некоторые из этих операций включают экструдирование, сверление и нарезание резьбы. Твердотельные модели могут пересекать, соединять и вычитать объекты друг из друга для создания нужной детали.

Еще одним преимуществом твердотельного моделирования является то, что оно обычно параметрическое, то есть изменения или параметры сохраняются на каждом этапе процесса моделирования и могут быть отредактированы в любое время. Это позволяет быстро изменять элементы модели без необходимости создавать деталь с нуля.

Сборочное моделирование — важный этап твердотельного моделирования, позволяющий собирать отдельные детали вместе, образуя сложные модели. Сборки можно использовать для вставки стандартных компонентов, таких как крепеж или подшипники, которые были загружены непосредственно от производителей. Элементы движения также можно применять к сборкам, что позволяет использовать детальный анализ движения для оценки механических характеристик конструкции.

Процесс твердотельного 3D-моделирования с использованием программного обеспечения Fusion 360 CAD.

Что такое моделирование поверхности? 

Моделирование поверхности обычно используется для придания изделию более эстетических свойств. С помощью этого типа программного обеспечения САПР гораздо проще создавать более органичную геометрию произвольной формы. Многие из ограничений, обнаруженных при твердотельном моделировании, не являются проблемой при моделировании поверхностей, однако за это иногда приходится платить меньшую точность.

Как следует из названия, поверхностное моделирование касается только поверхностей детали, без твердой внутренней части. Однако, как только у детали будет достаточно поверхностей, чтобы закрыть деталь, ее можно будет заполнить, а затем использовать для 3D-печати. При разработке проектов с использованием поверхностного моделирования может быть сложно вернуться назад и внести изменения, поскольку обычно оно не является параметрическим.

Каждый тип программного обеспечения для моделирования имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать в зависимости от типа создаваемого проекта. Иногда необходимо использовать как твердотельное, так и поверхностное моделирование, чтобы объединить преимущества каждого из них.

Моделирование поверхности произвольной формы

Что такое скульптура (органическое моделирование)?

Скульптура или органическое моделирование в основном используется для создания поверхностей произвольной формы со сложными деталями, такими как персонажи, украшения или органические формы, встречающиеся в природе.

Пакеты программного обеспечения для скульптуры, такие как ZBrush от Pixologic или Mudbox от Autodesk, были разработаны с учетом классической скульптуры. Они позволяют цифровым скульпторам начинать с моделируемого глиняного шара и использовать чувствительный к давлению планшет для рисования или монитор, чтобы манипулировать своим объектом с помощью кистей, которые отражают классические инструменты скульптуры для перемещения, добавления или удаления материала из объекта.

Используя эти инструменты, художники могут создавать скульптуры, состоящие из десятков миллионов полигонов, улавливающих даже самые сложные детали.

Скульптинг персонажей с помощью ZBrush.

Какое программное обеспечение САПР для 3D-печати лучше всего?

Существует множество программ САПР, каждая из которых имеет свои преимущества и отраслевые ниши. Давайте разберем наиболее распространенные варианты программного обеспечения САПР по их основным преимуществам и распространенным типам файлов. 

Программное обеспечение Описание Общий тип файла Solidworks — это стандартное инженерное программное обеспечение, используемое для моделирования деталей и сборок. Он включает в себя функции моделирования, а также инструменты рисования и сборки. .sldprt .sldasmslddrw Autodesk AutoCAD, пакет программного обеспечения для 2D и 3D CAD, используется в самых разных отраслях архитекторами, менеджерами проектов, инженерами, графическими дизайнерами и многими другими профессионалами. .dwt .dwg Inventor имеет очень схожие с Solidworks функции:профессиональное 3D-механическое проектирование, инструменты рисования и моделирования изделий. .ipt .iam .idw Autodesk Fusion 360 похож на Solidworks с добавлением интегрированных производственных инструментов и инструментов для скульптуры. Он также доступен бесплатно для студентов, энтузиастов, любителей и стартапов. .f3d Sketchup — это программное обеспечение начального уровня, простое в использовании, но обладающее базовыми функциями. В основном он используется для таких приложений, как архитектурные модели и дизайн интерьера. .skp Solid Edge обеспечивает твердотельное моделирование, моделирование сборок и ортогональные 2D-виды для проектировщиков машиностроения. Solid Edge является прямым конкурентом SolidWorks, PTC Creo и Autodesk Inventor. .prt .asm PTC Creo — это пакет программного обеспечения для проектирования, ориентированный на проектирование продуктов для отдельных производителей. Пакет состоит из приложений, каждое из которых предоставляет отдельный набор возможностей при разработке продуктов. .prt .asm Onshape — это полный онлайн-пакет программного обеспечения САПР. Он широко использует облачные вычисления с интенсивной обработкой и рендерингом, выполняемыми через серверы. Cloud Only Rhino — это многофункциональный инструмент для моделирования поверхностей произвольной формы для инженерного дела, архитектуры и дизайна ювелирных изделий. .3dm ZBrush — это инструмент для цифровой скульптуры, сочетающий в себе 3D/2,5D-моделирование, текстурирование и рисование. Основное отличие ZBrush от более традиционных пакетов моделирования заключается в том, что он больше похож на лепку. .obj Autodesk 3ds Max — профессиональная программа компьютерной 3D-графики для создания 3D-анимации, моделей, игр и изображений. .3ds .max

Все эти программы САПР могут выводить файлы STL или OBJ для 3D-печати, а также STEP и IGES для производства с ЧПУ.

Какие программы САПР используют профессионалы?

При разработке этой статьи мы разослали опрос более чем 750 дизайнерам и инженерам, которые использовали сеть Protolabs, чтобы узнать, какое программное обеспечение САПР они предпочитают. Давайте изучим результаты. 

Результаты исследования программного обеспечения САПР, используемого инженерами. Результаты опроса по программному обеспечению САПР, используемому дизайнерами.

Опрос показал, что большинство инженеров и дизайнеров используют Solidworks для проектирования САПР. Инженеры, как правило, предпочитали AutoCAD, Inventor и Fusion 360 (единственный бесплатный профессиональный пакет САПР в списке), а Rhino оказался вторым по популярности инструментом моделирования для дизайнеров. Интересно, что Rhino не появился в списке инженеров, хотя среди дизайнеров он занимал высокое место.

Часто задаваемые вопросы

Какое программное обеспечение САПР наиболее распространено?

Хотя сегодня доступно множество программ САПР, наиболее распространенной по-прежнему остается AutoCAD. Это одно из старейших и самых популярных программ для 3D-проектирования и черчения.

Какое бесплатное программное обеспечение САПР самое лучшее?

Если у вас нет доступа к более дорогому корпоративному программному обеспечению для моделирования САПР, вы можете использовать бесплатные варианты, такие как Fusion 360 и SketchUp Free.

Какое программное обеспечение САПР для 3D-печати лучше всего?

Самым мощным программным обеспечением для 3D-печати, которое вы, вероятно, найдете, является Autodesk Fusion 360, что делает его предпочтительным выбором для дизайнеров, инженеров и архитекторов. Он идеально подходит для проектирования и производства очень эффективных механических компонентов, и это одно из его многочисленных преимуществ. У вас также есть AutoCAD, отраслевая опора, используемая инженерами и дизайнерами практически во всех отраслях.

Помимо этих двух, есть еще одно жизнеспособное программное обеспечение — nTopology. Ориентированный больше на академических и профессиональных пользователей, он позволяет создавать процессы проектирования вместо создания объектов с нуля, что делает оптимизацию ваших деталей намного более эффективной.

Может ли сеть Protolabs создавать 3D-файлы на основе моих проектов?

Хотя сеть Protolabs может предоставить DFM-анализ ваших файлов САПР и технических чертежей, мы не можем создавать для вас цифровые модели на основе чертежей вашей детали или физических компонентов.

Дополнительные ресурсы для инженеров

Советы DFM для 3D-печатных деталей с тонкими стенками

Прочитать статью

Что такое недостаточная экструзия в 3D-печати?

Прочитать статью

Программное обеспечение для моделирования аддитивного производства

Прочитать статью

3D-печать FDM и SLA

Прочитать статью

Самые быстрые методы 3D-печати

Прочитать статью

Какие материалы имеют лучшую повторяемость?

Прочитать статью

Руководство по проектированию масштабируемости продукта

Прочитать статью

Когда использовать 3D-печать, а когда литье под давлением

Прочитать статью

3D-печать для промышленных целей

Прочитать статью

Что такое GD&T? Как уменьшить количество производственных ошибок и повысить качество

Прочитать статью

Как вы проектируете детали для 3D-печати MJF (Multi Jet Fusion)?

Прочитать статью

Что такое проектирование ради технологичности (DFM)?

Прочитать статью

Советы DFM для 3D-печатных деталей с тонкими стенками

Узнайте требования к минимальной толщине стенок для 3D-печати FDM, SLA, MJF и SLS. Ознакомьтесь с советами по проектированию, которые помогут укрепить тонкостенные детали и избежать типичных неисправностей.

Прочитать статью

Что такое недостаточная экструзия в 3D-печати?

Узнайте, что такое недостаточная экструзия при 3D-печати, почему она возникает, как ее исправить и как избежать ее при печати в будущем.

Прочитать статью

Программное обеспечение для моделирования аддитивного производства

Программное обеспечение для моделирования поможет вам точно предсказать, как конструкция будет работать, задолго до того, как она попадет на рабочую пластину. В этой статье рассказывается, как этот мощный цифровой инструмент может преобразовать ваши рабочие процессы, сократить затраты на прототипирование и вывести вас на рынок раньше конкурентов.

Прочитать статью

3D-печать FDM и SLA

Независимо от того, создаете ли вы прототипы или производите детали для конечного использования, выбор между FDM и SLA может повлиять на стоимость, гибкость конструкции и общее качество. FDM известен своей доступностью и доступностью, тогда как SLA часто выигрывает в деталях и качестве поверхности. В этом руководстве мы рассмотрим обе технологии, чтобы вы могли найти ту, которая лучше всего подходит для вашего проекта.

Прочитать статью

Самые быстрые методы 3D-печати

Когда дело доходит до 3D-печати, скорость — это не просто роскошь, зачастую это самый важный фактор для инженеров. Такие процессы, как струйная обработка связующим и DLP, открывают новые горизонты в скорости, а SLS и FDM обеспечивают баланс между эффективностью и сложностью функциональных частей. Узнайте больше в этой статье базы знаний о том, как выполнять 3D-печать быстро и точно.

Прочитать статью

Какие материалы имеют лучшую повторяемость?

Ищете последовательность и предсказуемость в своих действиях? Ознакомьтесь с нашим руководством по повторяемости, в котором описаны материалы, которые снова и снова будут работать одинаково.

Прочитать статью

Руководство по проектированию масштабируемости продукта

Как создать деталь или продукт, готовый перейти от прототипа к производству? Прочтите нашу статью, в которой представлены советы и рекомендации по проектированию с учетом масштабируемости.

Прочитать статью

Когда использовать 3D-печать, а когда литье под давлением

Узнайте, на что следует обратить внимание при выборе между 3D-печатью и литьем под давлением, о преимуществах каждого метода производства и многом другом.

Прочитать статью

3D-печать для промышленных целей

Узнайте о преимуществах и недостатках различных методов промышленной 3D-печати, часто используемых материалах и многом другом

Прочитать статью

Что такое GD&T? Как уменьшить количество производственных ошибок и повысить качество

Что такое геометрические размеры и допуски (GD&T) и как они используются? В этой статье рассматриваются основы того, как и когда использовать GD&T, чтобы получить наилучшие результаты от производства нестандартных деталей.

Прочитать статью

Как вы проектируете детали для 3D-печати MJF (Multi Jet Fusion)?

3D-печать Multi Jet Fusion (MJF) позволяет создавать высокоточные, сложные промышленные детали более эффективно и потенциально более экономично, чем другие процессы промышленной 3D-печати. В этой статье рассказывается, как проектировать детали для MJF, распространенные применения этой технологии и ключевые передовые методы.

Прочитать статью

Что такое проектирование ради технологичности (DFM)?

Проектирование для производства (DFM) означает подход к производству, основанный на проектировании. В этой статье мы рассмотрим весь процесс DFM, необходимые шаги для достижения успешного результата, примеры правильного выполнения DFM и способы получения максимальной отдачи от ваших собственных процессов.

Прочитать статью

Готовы преобразовать файл САПР в нестандартную деталь? Загрузите свои проекты и получите бесплатную и мгновенную расценку.

Получите мгновенную расценку