Encontrar la técnica CAD que haga el trabajo

FIGURA 1A. Una versión anterior del marco de este carro utilizaba grandes extrusiones en forma de L.

La Figura 1A muestra una base de carro motorizado. Este carrito de compra imaginario se presentó como un proyecto CAD en el episodio de agosto de 2021. Se han introducido algunas revisiones en el montaje del motor a medida que ha evolucionado el diseño.

La Figura 1B muestra un modelo actualizado para el marco. La mejor manera de modelar un marco así parece haber sido siempre la contraria. La hierba es más verde, por así decirlo, al otro lado del ratón.

Usando nuestra marca de CAD 3D convencional, algunas de las otras formas de modelarlo podrían ser:

Brevemente, los pros y los contras de estas técnicas son los siguientes. La pieza multicuerpo permite visualizar todas las piezas (cuerpos) a medida que se desarrollan. El principal truco de CAD involucrado: algunas de las características extruidas no se fusionan con otras.

Esto crea los cuerpos múltiples (individuales) que representan elementos estructurales. La técnica multicuerpo mantiene todas las piezas en un único archivo CAD. En los viejos tiempos de los disquetes, ese tipo de cosas importaban.

Quizás un “ahorro de mano de obra” más significativo del modelado multicuerpo es que los miembros estructurales se colocan según sus rutas dibujadas (trayectorias en un boceto 3D, tal vez). No se necesitan restricciones adicionales con relaciones de apareamiento. Lo más importante es que los cuerpos de una pieza de varios cuerpos se pueden exportar como archivos individuales (STEP, STL, et al) para CAM o fabricación.

El software CAD tiene un conjunto de herramientas (que se encuentran en la pestaña del menú Piezas soldadas) que generan miembros estructurales de manera útil. Simplemente dibuje el camino y seleccione el perfil. Existen opciones para el tratamiento de esquinas y la ubicación del perfil. La herramienta Soldadura también puede ayudar de otras maneras, como con refuerzos, tapas de extremo, notas de soldadura y listas de cortes.

En comparación con una pieza multicuerpo, un conjunto de piezas tiene un par de ventajas. Primero, un ensamblaje es más fácil de animar (agregando cinemáticas que se pueden arrastrar con el mouse o estudios de movimiento similares a películas). En segundo lugar, los ensamblajes completan una lista de materiales (BOM), mientras que las piezas soldadas completan una lista de cortes.

En comparación con una lista de cortes, la lista de materiales (a través de los componentes del ensamblaje) puede ser más completa (inclusión de tuercas, pernos, pintura, etc.) pero no tan automática como la lista de cortes de una pieza soldada (que proporciona longitudes dimensionales útiles).

Nota al margen: CAD tiene herramientas que son útiles para un fabricante, alguien que necesita diseños planos y longitudes de corte precisos. CAD también cuenta con herramientas que son útiles para producir materiales de soporte, como control de calidad, ensamblaje detallado y documentación para el usuario final. Quizás la longitud del corte sea más importante que la descripción del miembro estructural; por lo tanto, la lista de cortes de una pieza soldada sería una mejor opción que la tabla de listas de materiales de un ensamblaje.

FIGURA 2A. Un método para modelar un elemento estructural es dibujar un perfil y extruirlo a cierta distancia. Tenga en cuenta que en el boceto 2D se pueden encontrar ocho segmentos de línea, tres dimensiones y varias relaciones.

La forma en que evoluciona el modelo 3D, así como también cuándo se puede completar, está limitada por los recursos disponibles (es decir, habilidades de CAD).

Derivar piezas individuales de un multicuerpo es cuestión de algunos clics en el sistema de menús. Las habilidades de saber en qué hacer clic y dónde encontrarlo en el menú, junto con la gimnasia mental (jerarquía CAD de pieza maestra > cuerpo derivado > ensamblaje > dibujo 2D) pueden ser esenciales cuando se trata de sostener la ingeniería, de una manera elegante. decir "edición y revisión durante la vida útil del producto".

Hay un nivel de habilidad fundamental que no emplea tantos menús. La sencillez tiene su propio mérito. Es decir, la creación de bocetos 2D y su extrusión para crear piezas 3D harán el trabajo.

La Figura 2A muestra un elemento estructural que se modeló utilizando un boceto 2D de los perímetros interior y exterior de un tubo cuadrado. El boceto 2D resultante se extruyó hasta alcanzar la longitud deseada. Para modelar el marco que se muestra en la Figura 1B, este proceso de extrusión de partes de elementos estructurales individuales debe repetirse tres veces. (Algunos de los tubos se usan dos veces).

Subiendo en la escala elegante, la Figura 2B muestra un elemento estructural modelado usando un boceto 2D con solo un segmento de línea de un camino por el centro del tubo. Este es un boceto mucho más fácil de crear que el ejemplo anterior. La herramienta Soldadura se utiliza aquí para seleccionar un perfil de una biblioteca estándar. Esto también es mucho más fácil que dibujar.

Yendo con todo lo elegante, la Figura 2C muestra una pieza soldada basada en un boceto 3D. Los segmentos de línea se utilizan como rutas para la ubicación de perfiles de soldadura. Los segmentos de línea están ubicados con relaciones con planos (que se muestran en verde en la Figura 2C). Para cambiar la altura del casquillo de la rueda, cambie la ubicación del avión.

Tenga en cuenta que la herramienta de soldadura en la Figura 2C está recortando correctamente las esquinas. El ejemplo anterior requiere algunos cálculos para calcular la longitud recortada.

Para crear un ensamblaje a partir de una pieza soldada multicuerpo, la herramienta Guardar cuerpos hace el trabajo. La Figura 2D muestra cómo se ve después de que se hayan asignado los nombres de archivo para los distintos cuerpos.

Claramente, la mejor manera de modelar este marco es configurar una geometría de referencia que permita la exploración de varias alturas y relaciones. Utilice esa geometría para restringir el recorrido de miembros estructurales en una pieza soldada. Utilice la Lista de cortes de esa pieza soldada para generar una orden de trabajo. Utilice también la pieza soldada para crear componentes en un ensamblaje para generar instrucciones de ensamblaje y soldadura.