Выбор лучшего программного обеспечения для 3D-САПР: подробное руководство
САПР (автоматизированное проектирование) — это инструмент, который доводит проект до состояния готовности к производству. Это важнейшая программная среда, в которой дизайнеры и инженеры переводят концептуальные эскизы в трехмерные модели, которые затем визуализируются, оптимизируются, моделируются и могут быть напрямую напечатаны на 3D-принтере или изготовлены с использованием традиционных производственных инструментов.
За несколько десятилетий базовая база программ САПР расширилась и теперь включает десятки жизнеспособных альтернатив, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы, подходы к моделированию и нишевое использование. Давайте рассмотрим предложения, чтобы вы могли сделать правильный выбор при выборе виртуальной рабочей среды, которая останется с вами на всю карьеру.
Что такое программное обеспечение САПР?
Компьютерное проектирование (САПР) — это метод создания 2D-чертежей и 3D-моделей в цифровом виде, который заменил ручное черчение в самых разных отраслях. Программные инструменты САПР позволяют дизайнерам исследовать дизайнерские идеи, легко изменять проекты, визуализировать концепции с помощью визуализаций, моделировать работу проекта в реальном мире, составлять проекты документации, обмениваться проектами для получения отзывов и т. д., что способствует инновациям и позволяет компаниям быстрее выходить на рынок. .
Программное обеспечение САПР существует с 1959 года, когда Дуг Росс, исследователь из Массачусетского технологического института, ввел термин «автоматизированное проектирование» после разработки программы, которая позволяла его команде рисовать чертежи электронных схем на компьютере, тем самым реализовав свой потенциал для быстрой модификации. и исследование.
К началу 1980-х годов САПР стали частью рабочего процесса производителей автомобилей, авиации и бытовой электроники, которые могли себе это позволить. В 1990-х годах механизмы твердотельного моделирования были дополнены граничным представлением, более последовательным способом описания виртуальных объектов по их границам и взаимосвязям. Это было принято ныне хорошо известными системами SolidWorks (1995 г.), SolidEdge (1996 г.) и Autodesk Inventor (1999 г.).
2000-е годы ознаменовались появлением САПР с открытым исходным кодом, таких как FreeCAD. Кроме того, для различных программ САПР были разработаны новые функции и модули, которые позволили дизайнерам не только разрабатывать физический продукт, но также визуализировать, анимировать и моделировать его, а также интегрировать разработку продукта в общие процессы управления проектами и управление жизненным циклом продукта (PLM).
Самые последние программные системы САПР основаны на облаке, что позволяет разработчикам совместно работать над одной и той же моделью на разных рабочих станциях и делегировать интенсивные алгоритмы, такие как генеративное проектирование, моделирование и рендеринг, в облако. Усовершенствованное моделирование позволяет тестировать конструкцию в соответствии с многочисленными механическими аспектами и занимает всего несколько часов, а не дней. Генеративный дизайн делает компьютер сотворцом, используя искусственный интеллект, чтобы предлагать оптимальные формы для решения конкретных механических проблем.
Преимущества интеграции САПР в процесс разработки продукта:
Быстрая разработка концепции: Предполагаемые проекты могут быть точно нарисованы для ранней визуализации и 3D-печати быстрых прототипов.
Специализация: Распространение САПР по всей организации дает определенные знания, которые приводят к общему пониманию того, как довести определенные детали до стадии готовности к производству.
Визуализация: Клиенты и целевые клиенты могут быть проинформированы и впечатлены передовыми 3D-рендерингами, анимацией и опытом виртуальной реальности незавершенных работ.
Оптимизация: Ошибки и несовершенства могут быть обнаружены и оптимизированы гораздо быстрее в виртуальной среде. Пробелы между проектным замыслом и реальностью производства устраняются с помощью механических чертежей с точными допусками.
Быстрое изготовление: Продукты можно запускать в производство быстрее, используя системы CAM и технологии быстрого производства.
Введение в 3D-печать с помощью настольной стереолитографии (SLA)
Ищете 3D-принтер для печати ваших 3D-моделей в высоком разрешении? Загрузите наш технический документ, чтобы узнать, как работает SLA-печать и почему это самый популярный процесс 3D-печати для создания моделей с невероятной детализацией.
Использование САПР
Традиционно программные системы CAD приводят к созданию набора механических чертежей, которые информируют фабрику о том, как производить продукт, а также о технологии производства, материалах, отделке пресс-форм и требуемых допусках. Однако в настоящее время они делают гораздо больше:
Создание фотореалистичных визуализаций для внутренних презентаций и маркетинговых материалов
Интеграция BOM (Bill of Materials) для управления всеми деталями в сборке, а также для оценки стоимости.
Прямой импорт стандартных механических деталей и/или декоративных элементов из связанных баз данных различных поставщиков.
Получение конструкции пресс-формы для литья под давлением из детали после настройки некоторых основных параметров
Помощь в проектировании и моделировании компонентов из листового металла, сварных рам и композитных деталей
Анализ напряжения и потери устойчивости (FEA), моделирование испытаний на падение и предложения по оптимизации, созданные на основе генеративного проектирования (GD)
Анализ течения пресс-формы для литья под давлением
Тепловой, вибрационный и аэродинамический анализ
Анализ движения и обнаружение помех для сборок
Анализ эргономики с помощью подвижных 3D-манекенов
Выравнивание поверхности для высечки на основе 3D-модели
Алгоритмы раскроя для оптимизации раскладки деталей на 2D станине лазерного резака или 3D принтера
Автоматическая настройка краев драгоценных камней для дизайна ювелирных изделий
Моделирование тканей и надувных изделий
Системы PLM для управления сборками, историей версий деталей, выпусками, техническими изменениями, форматами файлов, метаданными, оценкой стоимости, поставщиками и поставщиками, совместной работой, контролем доступа, контролем версий, планированием производственного процесса и соответствующими файлами деталей, документами и презентациями.
Усовершенствованное определение геометрических размеров и допусков (GD&T) для передачи замысла проекта и оптимизации производственного процесса.
Прямой импорт данных 3D-сканирования для обратного проектирования
Подготовка моделей к 3D печати.
Наложение текстур и рисование для использования в искусстве, видеоиграх, фильмах и полноцветной 3D-печати.
Типы программных систем САПР
В более строгих профессиональных кругах САПР обычно относится к параметрической системе с деревом истории и расширенными возможностями для работы с сильно ограниченными и сложными сборками, в отличие от 3D-программного обеспечения, которое в основном предназначено для создания моделей для визуализации или художественных целей. В этой статье мы используем CAD для обозначения любой программы, которая может создавать работоспособные 3D-модели для производственных процессов, таких как литье под давлением, термоформование или 3D-печать. Объем параметрического контроля, в конце концов, сам по себе является параметром программы, на который дизайнер может решить пойти.
Наименее размерное управление задается выражением моделисты произвольной формы или виртуальные скульпторы из глины, где пользователь рисует формы из объекта базовой сетки, свободно изменяя их без каких-либо числовых ограничений. Наиболее важными примерами являются ZBrush и Mudbox.
In полигональное моделирование также известное как моделирование сетки, каркаса или коробки, пользователь также начинает с базовой сетки, но вместо грубой лепки форм деформирует ее с помощью операций над элементами сетки: ее вершинами, ребрами и гранями. Кроме того, существуют модификаторы/деформаторы, которые воздействуют на всю фигуру, например, сгибание, скручивание, сглаживание и преобразование фигур. Это дает разработчику некоторое числовое управление, хотя части остаются не связанными со всеми другими частями модели. Wings3D — это бесплатный вариант, но программы моделирования коробок, такие как 3D Studio Max, Maya, Blender и Cinema4D, также включают расширенные возможности анимации и рендеринга.
Твердотельное моделирование это самый простой способ сделать 3D-дизайн для изготовления моделей. С самого начала виртуальный проект рассматривается как технологичный твердый объект, который пользователь затем добавляет или удаляет из материала, используя методы конструктивной твердотельной геометрии (CSG). Такие программы, как SolidWorks и SolidEdge, позволяют создавать эскизы различных частей модели, которые затем можно выдавливать или вращать вокруг оси для создания новых элементов.
Разработчики моделей поверхностей рассматривать виртуальный объект как набор поверхностей, и только при их полном соединении со всех сторон модель можно назвать «водонепроницаемой» и впоследствии преобразовать в твердое тело, готовое к производству, например, 3D-печати. Создатель начинает с создания эскизов, которые затем перемещаются по рельсам, вращаются вокруг оси или поднимаются по направлению к другим эскизам. Затем поверхности можно смешивать и обрезать друг с другом, чтобы создать сложную конструкцию детали. Поверхности могут быть касательными, что означает, что одна плавно перетекает в другую. Это называется непрерывностью G1. Однако, когда изменение касания также остается постоянным по всей поверхности, это можно назвать непрерывной кривизной или G2. Расширенные возможности моделирования поверхностей в линейке G2 предлагаются такими программами, как Alias, Creo и Rhinoceros. Когда изменение кривизны также должно оставаться плавным, например, при оптимизации аэродинамики, это G3, и проектировщик вступает в область поверхностей класса А, для которых подходят только самые передовые программные системы, такие как CATIA. При выборе средства моделирования поверхностей важно знать, что движок, стоящий за ним, основан на NURBS, Безье, T-сплайнах или устаревших определениях типа Кунса.
Разработчики параметрического моделирования дать дизайнеру полный контроль над процессом моделирования, в отличие от непосредственных моделистов. Каждый объект может быть создан на основе набора размеров и ограничений, определяющих его размер, форму и местоположение. Эти элементы накладываются друг на друга, создавая историческое дерево модели, отражающее способ построения модели. Здесь дизайнер больше работает с параметрами, управляющими дизайном, а не с самой геометрией. Это обогащает рабочий процесс, поскольку позволяет программировать или создавать скрипты для частей дизайна, открывая огромное количество новых возможностей в текстурах, узорах и вариациях для настройки продукта. Специалисты по параметрическому моделированию максимально используют возможности САПР, но всегда оценивают, не мешают ли они концептуальному исследованию. Шаг к параметрическому слишком часто делается слишком рано в творческом процессе. CATIA, Creo и OnShape включают расширенные функции параметрического моделирования. В то время как Rhinoceros является средством прямого моделирования, его подключаемый модуль Grasshopper является ярким примером того, как параметрическое управление может быть внедрено в процесс. В OpenSCAD вся геометрия кодируется в отдельном окне, а не рисуется непосредственно в виртуальном пространстве. Antimony заменяет текстовые сценарии более интуитивно понятной блок-схемой на основе узлов, похожей на Grasshopper. Даже SolidWorks допускает некоторое управление на основе данных с использованием документа электронной таблицы в качестве входного определения.
In генеративный дизайн (GD), сложные результаты генерируются компьютером за пределами поля зрения только человека-дизайнера. Определение дизайна можно изменить, вручную изменив входные числа, и модель будет соответствующим образом обновлена. Это также может быть частично или полностью выполнено искусственным интеллектом, который может дополнить процесс 3D-моделирования рекурсией и эволюцией в направлении оптимальных форм, как это видно при оптимизации топологии.
Большинство современных CAD-систем гибриды в том, что они содержат аспекты и инструменты из нескольких типов подходов к моделированию САПР в соответствии с требованиями конкретной отрасли или типа продукта. SolidWorks и Cobalt лучше всего подходят для работы с твердыми телами, но также предлагают потрясающие возможности для работы с поверхностями. CATIA, Siemens NX и Creo имеют расширенные возможности твердотельного и поверхностного моделирования, а также возможности моделирования произвольной формы, будучи полностью параметрическими. Blender предлагает как полигональное моделирование, так и скульптинг в одной среде. SelfCAD и Fusion360 сочетают моделирование сетки с моделированием твердого тела. Даже ZBrush представляет собой гибридную систему, поскольку наряду с куском виртуальной глины для работы он также предлагает отличные инструменты для полигонального моделирования.
Что касается аппаратного обеспечения, мощный процессор, графический процессор и расширенная оперативная память являются обязательными, особенно для параметрического программного обеспечения САПР и необлачных систем. Инвестиции в контроллер или мышь, предназначенные для 3D-дизайна, приносят существенную выгоду.
Лучшие спальные диваны — это серьезное обновление по сравнению с вашим отвисшим футоном в колледже
Все продукты, представленные в GQ, выбираются нашими редакторами независимо друг от друга. Однако, когда вы покупаете что-то через наши розничные ссылки, мы можем получать партнерскую комиссию.
В расцвете взрослой жизни вы, возможно, не гуглили лучшие диваны для сна с тем рвением, которое вы делали в колледже (когда кирпичные футоны, почти царапающие пол, были в значительной степени нормой). Если у вас есть место и деньги, вы можете подумать, что вам следует купить прямую кровать для ночных гостей, а если нет, всегда есть запасной надувной матрас, который можно купить примерно за 100 костей.
Тем не менее, спальные диваны по-прежнему очень полезны для обустройства подвала, комнаты для гостей или домашнего офиса, где мало места. Они также идеально подходят для добавления импровизированного спального места в вашей гостиной, где очень мало места для одного человека. Независимо от того, используете ли вы компонент кровати или нет, у вас все равно есть прочный диван для просмотра Netflix или поднятия ног.
Но найти хороший не всегда просто. Традиционные диваны-кровати долгое время представляли собой обременительное сочетание дорогого, тяжелого, а иногда и довольно некрасивого. На низком уровне они продаются по крайней мере за пару сотен, а на высоком уровне вы готовы потратить тысячи долларов (т.е. намного больше, чем средний матрас).
Выдвижные стили — это общая боль в заднице, которую нужно таскать из квартиры в квартиру (раскладные диваны размера «queen-size» обычно весят около 180 фунтов), а это означает, что если вы приземлитесь на хороший для своего места, это, вероятно, пожизненный срок. И если вы покупаете новый, исследование является ключом к тому, чтобы не тащить этот лох обратно в магазин UPS. В худшем случае они также напоминают самого уродливого трансформера в мире: кусок металла, выходящий из вашего дивана, с хлипким на вид матрасом наверху и воронкой посередине, из-за которой вы попадаете прямо на ужасную опорную перекладину посередине. .
Недорогие диваны-футоны, вроде тех, что были у вас в колледже, ненамного лучше. Пена высокой плотности может помочь с поддержкой, но часто нуждается в некоторой податливости и амортизации в качестве противовеса, чтобы вы чувствовали себя комфортно всю ночь. И если у самой кушетки нет правильной настройки, чтобы держать вас в воздухе, вы будете намного ближе к полу, чем когда-либо планировали.
Но за последние годы спальные диваны претерпели множество изменений. Появилось больше вариантов, похожих на футон, сделанных из удобных комбинаций пены (предлагающих более плотные поддерживающие слои и более мягкие верхние слои), например, как ваш любимый матрас Casper или Tuft & Needle. Такие компании, как Joybird и Interior Define, начали производство диванов на заказ в 2014 году, предлагая отличные возможности индивидуальной настройки и улучшенные конструктивные особенности, чтобы вы могли построить прочное раскладное кресло с нуля. Розничные продавцы диванов-в-коробках, такие как Burrow, демократизировали концепцию «дивана-кровати». внутри твой диван, или это просто состояние души и наматрасник on твой диван? А с одобренными миллениалами ритейлерами, такими как Floyd, предлагающими модульные диваны, которые вы можете сделать сколь угодно длинными, теоретически любой удобный диван может стать удлиненным спальным диваном, если вы этого хотите.
Спальные кушетки обычно можно разделить на три категории. Во-первых, это традиционная выдвижная кровать, которая обычно состоит из металлического каркаса, сложенного втрое внутри дивана, и матраца, который тоньше среднего поверх него. Поскольку у них прочная основа, хорошие будут предлагать исключительную поддержку и долговечность, поэтому вы сможете использовать их снова и снова. Поскольку они выдвигают целую кровать размера «queen-size», как правило, для их хранения требуется больше квадратных метров. Они также имеют тенденцию быть намного тяжелее и дороже, чем некоторые из их более простых аналогов.
В качестве более легкого варианта, который подходит для небольших помещений, есть также диваны-футоны, которые складываются таким образом, что вы можете лечь прямо на поверхность самого дивана, а не вытаскивать дополнительные материалы. Они больше похожи на матрасы с эффектом памяти с точки зрения поддержки и просто раскладываются, чтобы лечь ровно. Они также обеспечивают большую гибкость стиля (поскольку вы не обязательно ограничены добавлением матраса).
Еще одна вещь, которую мы отнесли бы к этой категории, — это еще более легкая кушетка. Они могут быть разных форм: очень легкий, но сомнительно поддерживающий шезлонг и раскладной диван-кушетка, который трансформируется в двуспальную кровать или кровать размера «queen-size» с выдвижной тележкой или без нее.
Тогда есть «очень длинный диван», обычно в виде секций, который имеет длину и комфорт, чтобы провести вас всю ночь. Мы бы даже порекомендовали некоторые шезлонги здесь, если они достаточно удобны для того, чтобы гости могли спать на них — поверьте нам, они там, у нас есть такой! Они идеально подходят для людей, которые хотят сделать свои движения как можно более рациональными и хотят, чтобы что-то не требующее особого ухода заполнило их пространство. Они могут не подходить для более тяжелого человека или человека, который спит на спине и нуждается в дополнительной поддержке.
Хотя мы не имели удовольствия протестировать все это на себе, мы выбрали некоторые из наших лучших вариантов (среди всех разных стилей и ценовых категорий), которые можно регулировать и функциональные, но при этом они не будут выглядеть как то, что вы только что сорвали. от Facebook Marketplace по дешевке. Мы искали вариативность и высококачественные материалы и отказывались от всего, что имело неоднозначные отзывы. Здесь лучшие спальные диваны для всех стилей и бюджетов.
