Оптимизация CAD-чертежей для высокоточной обработки: полное руководство

Будь то металлические или пластиковые детали, CAD-чертежи крайне важны для проектирования и производства готовых изделий. Компьютерная обработка CAD-чертежей помогает решать эти задачи, но большинство дизайнеров или разработчиков продуктов могут не полностью понимать, как документы используются в цехе производства, поэтому в большинстве случаев они всегда предоставляют только один из форматов для запроса котировки или производства.

Сегодня, с позиции производителя, объясним, почему мы всегда просим предоставлять CAD-чертежи, включающие 2D и 3D чертежи вместе, чтобы вы могли на компьютере произвести два разных формата для нас, для более быстрого и точного производства точных деталей, соответствующих требованиям.

Что такое 3D CAD-чертеж?

3D CAD — это сокращение от Computer Aided Design (компьютерно-аided дизайн). Это техническая система, преимущественно используемая инженерами, архитекторами и художниками для проектирования и создания технической документации. 3D-софт создает данные модели, содержащей все размерные данные детали, даже если они не отображаются на экране в данный момент. То, что вы видите на экране, обычно выглядит как твердое тело, которое можно вращать и рассматривать под любым углом, давая зрителю глубокую перспективу.

К лучшему 3D-софту относятся UG, SolidWorks, Rhino, Catia и др. Взаимодействие между 3D CAD-чертежами и пользователями более интенсивное, 3D-процесс стал очень точным и быстрым, что позволяет производителям массово выпускать продукты. 3D CAD-чертеж — очень эффективный софт для нашего производства, помогающий производителю создавать разные формы очень простым способом.

Как 3D CAD-файл используется в производстве?

В производстве деталей механической обработки 3D-файлы имеют важные цели.

Во-первых, они помогают производителю понять физический объем и геометрию детали, а понимание размеров помогает заказывать сырой материал. Если это сборка продукта, мы можем увидеть его функцию и конструктивное назначение.

Во-вторых, так как 3D-файлы содержат исходные данные, их можно использовать для генерации резающих программ для любого типа CNC-обработки. В этом случае 3D-модель становится G-кодом, указывающим путь компьютерно-контролируемого станка для вырезания формы из сырья. CNC-станок может фрезеровать и точить различные формы для завершения финального изделия.

3D-файл также помогает рассчитать точный вес детали для проверки объема и упаковки продукта. Мы точно знаем, как ваш продукт или детали будут упакованы.

Что такое 2D CAD-чертеж?

2D CAD-чертеж — это техника, используемая чертежниками для проектирования, рисования и редактирования технических иллюстраций. 2D CAD-чертеж — это двухмерный линейный чертеж, показывающий только одну сторону детали. Его принцип работы похож на снимок детали. 2D CAD-чертежи в основном создаются цифровым способом с помощью графического софта или могут быть напрямую экспортированы из 3D-модели одним кликом. Дизайнеры обычно делают три разных вида для отображения всей детали, и нужны некоторые другие детали.

Как 2D CAD-файл используется в производстве?

2D CAD-чертежи — ключевые точки для нас, производителей. Обычно мы используем 2D-файлы для получения более детальной информации о наших продуктах или деталях. Каждый механический инженер должен специфицировать каждый важный деталь или область, чтобы сообщить производителю все важное о детали и как они хотят, чтобы деталь выглядела, ощущалась и функционировала. Все 2D CAD-файлы должны включать как минимум:

• Физические размеры и допуски
• Размер, расположение и тип резьбы отверстий
• Шероховатость поверхности
• Отделка поверхности и цвет
• Тип материала
• Радиус фасок/скруглений
• Критические размеры

Для ручных операций обработки 2D-файл чертежа должен содержать достаточно информации для формирования всех признаков детали. Квалифицированные наладчики умеют интерпретировать конструкторские чертежи, чтобы вручную превратить их в готовые изделия. Для современного CNC-оборудования такой чертеж чаще всего используется для указания отделки поверхности и способов измерения деталей.

Только вы (дизайнер) знаете, как деталь будет использоваться и каковы ее ключевые функции. Нашим конструкторам и механическим инженерам нужно понимать, как она используется в продукте, или функции и назначение деталей, и помечать всю эту информацию как 2D-инженерные чертежи. Когда это понятно, они могут знать, что требует конечный заказчик, и хорошо соответствовать вашим ожиданиям.

Если предоставлены только 2D-инженерные чертежи для производства CNC-деталей, нам все равно нужно создать 3D-файлы, что сократит время и затраты наших производителей, чтобы мы могли сделать котировку и произвести заказ за более короткое время. Помните: для CNC-обработки 3D-файлы используются для изготовления деталей, а 2D — для их измерения. (3D vs 2D CAD-чертеж: в чем разница и преимущества?)

Как получить CAD-чертежи

Теперь CAD-инженерные чертежи стали стандартом во многих отраслях, и существует много бесплатных и платных CAD-программ, удовлетворяющих ваши требования. К лучшим доступным CAD-программам относятся SolidWorks и AutoCAD.

Что касается технического софта, существует много конструкторских инженеров, которые могут сделать эти файлы для вас. CAD-дизайнеры часто обладают глубоким пониманием CAD-технологий, что означает, что они могут быстро и эффективно создавать визуальный контент, подходящий для вашего продукта, и экспортировать необходимые 3D и 2D чертежи для отправки производителю. Если у некоторых поставщиков есть проектные возможности, они также могут получить исходные CAD-чертежи у текущего производителя и оптимизировать дизайн оттуда.

Любая CAD-программа должна уметь создавать необходимые файлы, но у каждой свой формат файла. Хотя нативные файлы дают большую гибкость для конкретных программ, не все файлы можно легко конвертировать из одного формата в другой.

Проблемы конвертации CAD-файлов замедляют общую скорость и могут вызывать дорогостоящие задержки, поэтому важно понимать разные форматы файлов. (Связанная статья: 6 техник импорта CAD-чертежей)

Распространенные форматы CAD-файлов

Нативные форматы CAD-файлов

Нативные форматы CAD-файлов PTC Creo, Siemens NX, CATIA, SolidWorks, Autodesk Inventor и других форматов являются проприетарными и требуют конвертации и верификации для дальнейшей обработки.

AutoCAD (.dwg): Самый популярный формат 3D CAD-файлов, оригинальный формат. Это нативный формат программы Autodesk AutoCAD, первой широко используемой CAD-программы в этой области. Расширение сокращение от «drawing» (чертеж) — компактный бинарный формат. В заголовке хранит метаданные: имя файла, версию, размер, стиль. В объектных данных — объектные сущности и неграфические объекты, такие как словари. Файл также сохраняет информацию о классах объектов и их отображении.

Parasolid (.x_t): Parasolid — программа геометрического моделирования, расширение файла содержит информацию 3D CAD-файла в чертеже: геометрию, топологию и цвет. Самое крутое — .X_T файлы экспортируются как текстовые файлы, что делает их легкими для импорта и экспорта в разные CAD-программы.

Нейтральные форматы CAD-файлов

Нейтральный 3D-формат очень полезен для обмена между разными CAD-программами. Эти 3D CAD-форматы изначально содержат меньше метаданных, чем нативные, поэтому при их использовании теряются некоторые мелкие детали, но они отличны для сотрудничества.

Stereolithography или «Standard Tessellation Language» (.stl): Изначально разработан 3D Systems, формат STL использует грубые треугольники для описания формы и площади поверхности 3D CAD-дизайна. Описывает исходные данные без конкретных единиц и используется для быстрого прототипирования, 3D-печати и компьютерного производства. Обычно используется в бинарной форме для компактности и совместимости с различными CAD-софтами.

STEP (.stp и .step): STEP означает стандарт обмена данными продуктовой модели. Хранит 3D-изображения в ASCII-формате. Хотя формат AMF хранит больше информации, многие производственные компании предпочитают STEP для котировки деталей. Его ISO-стандарт обмена позволяет распространять 3D-данные для просмотра через различные CAD-софты. .stp и .step — взаимозаменяемые расширения для STEP-файлов.

Initial Graphics Exchange Specification (.iges): Национальный стандартный формат CAD-файла, изобретенный ВВС США. IGES позволяет обмениваться схемами, каркасными моделями, свободными поверхностями или твердотельным моделированием представлений продуктовых моделей. Создан для автоматической интеграции всех аэрокосмических проектных файлов, эта функция теперь доступна для граждан, использующих традиционные инженерные чертежи, аналитические модели и другие производственные потребности.