Система автоматизированного проектирования (САПР) – сложный комплекс средств, предназначенный для автоматизации проектирования.
Согласно принятым в 1980-х годах стандартам, САПР – это не просто некая программа, установленная на компьютере, это информационный комплекс, состоящий из аппаратного обеспечения (компьютера), программного обеспечения, описания способов и методов работы с системой, правил хранения данных и многого другого.
Однако, с приходом на отечественный рынок иностранных систем, широкое распространение получили аббревиатуры CAD (Computer Aided Design), которую можно перевести, как проектирование с применением компьютера, и CAD system, которую можно перевести, как система для проектирования с помощью компьютера.
В настоящее время в среде специалистов по САПР многие термины утратили свой первоначальный смысл, а термин САПР теперь обозначает программу для автоматизированного проектирования. Другими словами, то, что раньше называлось ПО САПР или CAD-системой, теперь принято называть системой автоматизированного проектирования. Также можно встретить названия CAD-система, КАД-система, система САПР и многие другие, но все они обозначают одно – некую программу для автоматизированного проектирования.
Как выбрать программу для 3D моделирования в мастерской / столярке / слесарке и для DIY проектов
На современном рынке существует большое количество САПР, которые решают разные задачи. В данном обзоре мы рассмотрим основные системы автоматизированного проектирования в области машиностроения.
Базовые и легкие САПР
Легкие системы САПР предназначены для 2D-проектирования и черчения, а также для создания отдельных трехмерных моделей без возможности работы со сборочными единицами.
AutoCAD
AutoCAD — это базовая САПР, разрабатываемая и поставляемая компанией Autodesk. AutoCAD – самая распространенная CAD-система в мире, позволяющая проектировать как в двумерной, так и трехмерной среде. С помощью AutoCAD можно строить 3D-модели, создавать и оформлять чертежи и многое другое. AutoCAD является платформенной САПР, т. е. эта система не имеет четкой ориентации на определенную проектную область, в ней можно выполнять хоть строительные, хоть машиностроительные проекты, работать с изысканиями, электрикой и многим другим.
Система автоматизированного проектирования AutoCAD обладает следующими отличительными особенностями:
- де-факто стандарт в мире САПР;
- широкие возможности настройки и адаптации;
- средства создания приложений на встроенных языках (AutoLISP и пр.) и с применением API;
- обилие приложений от сторонних разработчиков.
Кроме того, Autodesk разрабатывает вертикальные версии программы: AutoCAD Mechanical, AutoCAD Electrical и другие, которые предназначены для специалистов соответствующей направленности.
UPD к сожалению, сейчас приобрести продукты Autodesk на территории России невозможно
BricsCAD
В настоящее время на рынке появился целый ряд систем, которые позиционируются, как альтернатива AutoCAD. Среди них можно отдельно отметить BricsCAD, которая сочетает в себе инструменты для создания чертежей, функции вариационного моделирования и открытый API для работы со сторонними приложениями.
- активное развитие;
- прямая поддержка формата DWG;
- полная совместимость с AutoCAD;
- поддержка BIM-технологий.
UPD к сожалению, сейчас приобрести продукты Bricsys на территории России невозможно
КОМПАС-График
К счастью, на отечественном рынке присутствуют не только зарубежные разработчики. Одной из самый популярных российских программ для создания чертежей и автоматической генерации проектной и конструкторской документации можно считать КОМПАС-График – разработку компании «Топ Системы». Важно отметить, что этот продукт идеально сочетается практически с любой CAD-системой, поэтому может служить хорошим дополнением вашей 3D-САПР.
Среди особенностей решения КОМПАС-График можно отметить:
- поддержку ЕСКД, СПДС и других распространенных российских и мировых стандартов;
- большой спектр выпускаемой документации, которая может потребоваться для производства и дальнейшего использования изделий;
- наборы инструментов для машиностроения и строительства, которые помогают автоматизировать значительную часть задач, типичных для данных отраслей;
- поддержку файлов всех распространенных форматов для простого обмена данными с другими системами.
Ну и, конечно, не стоит забывать о стабильности работы решения, которое гарантированно останется с вами, поскольку является полностью российской разработкой. Узнать о возможностях КОМПАС-График подробнее можно на странице продукта на нашем сайте.
nanoCAD
nanoCAD – еще одна российская разработка, которая понравится тем, кто привык работать в AutoCAD. Её интерфейс окажется привычным для всех пользователей зарубежной САПР.
К особенностям платформы nanoCAD можно отнести:
- поддержку внешних приложений для AutoCAD;
- большой набор модулей для решения разных проектных задач;
- оформление КД в соответствии с требованиями ЕСКД и СПДС;
- поддержку популярных САПР-форматов.
САПР среднего уровня
Средние системы САПР — это программы для 3D-моделирования изделий, проведения расчетов, автоматизации проектирования электрических, гидравлических и прочих вспомогательных систем. Данные в таких системах могут храниться как в обычной файловой системе, так и в единой среде электронного документооборота и управления данными (PDM- и PLM-системах). Часто в системах среднего класса присутствуют программы для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ (CAM-системы) и другие программы для технологического проектирования.
САПР среднего уровня – самые популярные системы на рынке. Они оптимальны с точки зрения соотношения цены и функциональности, способны решить подавляющее число проектных задач и удовлетворить потребности большей части клиентов.
T-FLEX CAD
Одна из самых мощных отечественных САПР среднего уровня, построенная на основе лицензионного трехмерного ядра Parasolid. Благодаря этой особенности T-FLEX CAD является наиболее удачным выбором при переходе на российский софт для тех, кто работал с системами NX, SolidWorks и SolidEdge, использующих это же ядро. T-FLEX CAD содержит профессиональные инструменты для создания параметрических моделей и чертежей, оптимизации, анализа изделий и создания пакета КД.
Отличительные черты системы:
- мощнейшие инструменты параметризации эскизов, деталей и сборок, многие из которых являются уникальными даже для зарубежных САПР, поскольку не требуют навыков программирования;
- продвинутые средства трехмерного моделирования, поддерживающие стабильную работу даже со сложными сборками из сотен тысяч компонентов;
- интеллектуальные инструменты для расчета и оптимизации конструкций;
- огромный набор бесплатных библиотек типовых и стандартных элементов, ускоряющих процесс проектирования;
- простой механизм создания приложений для автоматизации конкретных задач предприятия без использования программирования;
- возможность совместной работы над проектом множества специалистов, своевременное внесение и журналирование изменений документов;
- интеграция с программами комплекса T-FLEX PLM.
Сегодня T-FLEX CAD используют в основном крупные предприятия авиастроительной отрасли, что много говорит о его производительности и выдающейся функциональности. Узнать об инструментах решения или попробовать их в действии можно на странице продукта.
КОМПАС-3D
КОМПАС-3D – это еще одна российская система параметрического моделирования деталей и сборок, используемая в сфере машиностроения, приборостроения и строительства. САПР принадлежит компании АСКОН и является, наверно, самой популярной отечественной разработкой в области проектирования.
К преимуществам системы КОМПАС-3D относятся:
- простой и понятный интерфейс, позволяющий максимально быстро изучить продукт;
- использование в основе трехмерного ядра и технологий параметризации собственной разработки;
- полная поддержка ГОСТ, ЕСКД, СПДС и других российских и мировых стандартов при проектировании и оформлении документации, а также возможность автоматической проверки проекта на соответствие им;
- расширения со специальными инструментами и наборами стандартных компонентов для машиностроения, строительства и приборостроения, значительно ускоряющие проектирование;
- большой выбор приложений для разных разделов проекта, позволяющих собрать индивидуальную конфигурацию решения для каждой компании;
- простая интеграция с любыми PLM-системами, присутствующими на рынке.
Более подробную информацию о КОМПАС-3D можно получить на странице продукта. Там же доступна возможность скачивания бесплатной демоверсии отечественной САПР.
Autodesk Inventor
Профессиональный комплекс для трехмерного проектирования промышленных изделий и выпуска документации от компании Autodesk.
Среди особенностей Inventor стоит отметить:
- продвинутые инструменты трехмерного моделирования;
- поддержку прямого импорта геометрии из других САПР с сохранением ассоциативной связи;
- поддержку отечественных стандартов при проведении расчетов, моделировании и оформлении документации;
- библиотеки стандартных и часто используемых элементов;
- обилие мастеров проектирования типовых узлов и конструкций;
- возможности параметризации деталей и сборок.
UPD к сожалению, сейчас приобрести продукты Autodesk на территории России невозможно
SolidWorks
Трехмерный программный комплекс для автоматизации конструкторских работ промышленного предприятия. Разработчик – компания Dassault Systemes.
Черты системы, выгодно отличающие ее от других CAD:
- продуманный интерфейс пользователя, ставший образцом для подражания;
- обилие надстроек для решения узкоспециализированных задач;
- ориентация как на конструкторскую, так и на технологическую подготовку производства;
- библиотеки стандартных элементов;
- распознавание и параметризация импортированной геометрии;
- интеграция с системой SolidWorks PDM.
UPD к сожалению, сейчас приобрести продукты SolidWorks на территории России невозможно
SolidEdge
Система трехмерного моделирования машиностроительных изделий, которую разрабатывает Siemens PLM Software.
Среди преимуществ системы можно выделить:
- комбинацию технологий параметрического моделирования на основе конструктивных элементов и дерева построения с технологией прямого моделирования в рамках одной модели;
- расчетные среды, включая технологию генеративного дизайна;
- поддержку ЕСКД при оформлении документации;
- расширенные возможности проектирование литых деталей и оснастки для их изготовления;
- встроенный модуль автоматизированного создания схем и диаграмм;
- тесную интеграцию с Microsoft SharePoint и PLM-системой Teamcenter для совместной работы и управления данными.
UPD к сожалению, сейчас приобрести продукты Siemens PLM Software на территории России невозможно
Тяжелые САПР
Тяжелые САПР предназначены для работы со сложными изделиями (большие сборки в авиастроении, кораблестроении и пр.) Функционально они делают все то же самое, что и средние системы, но в них заложена совершенно другая архитектура и алгоритмы работы.
PTC Creo
Система 2D- и 3D-параметрического проектирования сложных изделий от компании PTC. САПР PTC Creo широко используется в самых разных областях проектирования.
Выгодные отличия системы от конкурирующих решений:
- эффективная работа с большими и очень большими сборками;
- моделирование на основе истории и инструменты прямого моделирования
- работа со сложными поверхностями;
- возможность масштабирования функциональности системы в зависимости от потребностей пользователя;
- разные представления единой, централизованной модели, разрабатываемой в системе;
- тесная интеграция с PLM-системой PTC Windchill.
UPD к сожалению, сейчас приобрести продукты PTC Creo на территории России невозможно
NX
NX – флагманская система САПР производства компании Siemens PLM Software, которая используется для разработки сложных изделий, включающих элементы со сложной формой и плотной компоновкой большого количества составных частей.
Ключевые особенности NX:
- поддержка разных операционных систем, включая UNIX, Linux, Mac OS X и Windows;
- одновременная работа большого числа пользователей в рамках одного проекта;
- полнофункциональное решение для моделирования;
- продвинутые инструменты промышленного дизайна (свободные формы, параметрические поверхности, динамический рендеринг);
- инструменты моделирования поведения мехатронных систем;
- глубокая интеграция с PLM-системой Teamcenter.
UPD к сожалению, сейчас приобрести продукты Siemens PLM Software на территории России невозможно
CATIA
Система автоматизированного проектирования от компании Dassault Systemes, ориентированная на проектирование сложных комплексных изделий, в первую очередь, в области авиастроения и кораблестроения.
- де-факто стандарт в авиастроении;
- ориентация на работу с моделями сложных форм;
- глубокая интеграция с расчетными и технологическими системами;
- возможности для коллективной работы тысяч пользователей над одним проектом;
- поддержка междисциплинарной разработки систем.
UPD к сожалению, сейчас приобрести продукты CATIA на территории России невозможно
Облачные САПР
В последнее время активно начали развиваться облачные САПР, которые работают в виртуальной вычислительной среде, а не на локальном компьютере. Доступ к ним осуществляется либо через специальное приложение, либо через обычный браузер. Неоспоримое преимущество таких систем – возможность их использования на слабых компьютерах, так как вся работа происходит в облаке.
Облачные САПР активно развиваются, и если несколько лет назад их можно было отнести к легким САПР, то теперь они прочно обосновались в категории средних.
Fusion 360
САПР Fusion 360 ориентирована на решение широкого круга задач, начиная от простого моделирования и заканчивая проведением сложных расчетов. Разработчик системы – компания Autodesk.
Особенности Fusion 360:
- продвинутый интерфейс пользователя;
- сочетание разных методов моделирования;
- продвинутые инструменты работы со сборками;
- возможность работы в онлайн и оффлайн режимах (при наличии и отсутствии постоянного подключения к сети интернет);
- доступная стоимость приобретения и содержания;
- расчеты, оптимизация, визуализация моделей;
- встроенная CAM-система;
- возможности прямого вывода моделей на 3D-печать.
Приобрести Fusion 360 из России сложно, но можно. Для этого направьте заявку с нашего сайта, и менеджеры свяжутся с вами для дальнейших инструкций.
Onshape
Полностью облачная САПР Onshape разрабатывается компанией Onshape.
На что стоит обратить внимание при выборе Onshape:
- доступ к программе через браузер или мобильные приложения;
- работа только в режиме онлайн;
- узкая направленность на машиностроительное проектирование;
- полный набор функций для моделирования изделий машиностроения;
- контроль версий создаваемых проектов;
- поддержка языка FeatureScript для создания собственных приложений на основе Onshape.
Заключение
В настоящее время на рынке присутствуют самые разные современные CAD-системы, которые отличаются между собой как по функциональности, так и по стоимости. Выбрать подходящую систему автоматизированного проектирования среди многих CAD – непростая задача. При принятии решения необходимо ориентироваться на потребности предприятия, задачи, которые стоят перед пользователями, стоимость приобретения и содержания системы и многие другие факторы.
Хотите получить бесплатную консультацию и выбрать правильный САПР для своих задач? Мы с удовольствием вам поможем, если вы оставите свои контакты для связи.
Опубликовано 03 Ноября 2017
Источник: www.pointcad.ru
3D Моделирование в CAD. С чего начать?
Когда у человека появляется необходимость освоить 3D моделирование и начать создавать трехмерные модели, то он невольно сталкивается с проблемой выбора программного обеспечения (ПО) для решения своих задач. На сегодняшний день на рынке существует огромный выбор ПО, отличающегося по своему функционалу.
Оно может быть платным или бесплатным, требующим установки на компьютер или расположенным на серверах производителей и работающим непосредственно в окне браузера. В наше время каждый может использовать для построения 3D моделей свой смартфон или планшет. Существуют неплохие приложения для моделирования на android и ios. Все это разнообразие называется одной общей аббревиатурой САПР (системы автоматизированного проектирования). Ближайшей по смыслу английской аббревиатурой можно назвать CAD-systems (computer-aided design), но все же понятие CAD является лишь малым подпунктом такого определения как САПР.
Также следует упомянуть часто используемые английские аббревиатуры CAM-system (Computer-aided manufacturing, автоматизированная система подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ) и CAE-system (Computer-aided engineering, автоматизированная система для проведения расчётов, анализа и симуляции физических процессов). Эти типы систем могут являться как самостоятельными программами (например CAM-система Power Mill или CAE-система Ansys) так и быть одним из модулей САПР (модуль SolidCAM в системе SolidWorks или Inventor).
Перед тем как мы начнем обсуждать существующие категории САПР, поговорим о трех основных способах моделирования. Базовые различия между ними обязательно нужно знать начинающему пользователю для правильного выбора ПО. Различают твердотельное , поверхностное и полигональное моделирование. Каждый из трех способов имеет свои преимущества и недостатки, лучше подходит для решения одних задач и хуже (а порой и вовсе не подходит) для решения других.
Твердотельное моделирование — это идеальный инструмент для создания параметрических моделей, где нам нужно контролировать размеры каждого элемента, иметь возможность легко их редактировать, определять зависимости между элементами, чтобы при изменении одного из них автоматически происходило изменение других. Весь инструментарий твердотельного моделирования сводится к различным способам вытягивания трехмерных элементов (по прямой, по кривой, по сечениям, тело вращения и т.д.), булевым операциям (сложение, вычитание и пересечение объектов) и построениям скруглений и фасок. Этим способом можно без проблем создавать модели относительно простой формы, которой обычно обладают детали из области машиностроения.
ПРИМЕРЫ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Поверхностное моделирование хорошо подходит для описания сложных криволинейных форм. С его помощью создаются модели различных бытовых приборов, изогнутых корпусов, кузовов, элементов зданий и т.д. Сложную форму изделия чаще всего невозможно описать одной поверхностью, поэтому конечные модели состоят из множества поверхностей.
Важным аспектом поверхностного моделирования является возможность создания гладких поверхностей и качественного сопряжения их между собой. Поверхности могут сопрягаться с различным типом непрерывности (G1, G2, G3, G4). Непрерывность характеризует плавность перехода от одной поверхности к другой. Основная сфера применения этого способа моделирования — промышленный дизайн.
ПРИМЕРЫ ПОВЕРХНОСТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Полигональное моделирование лучше всего подходит для создания моделей с очень высокой степенью детализации. Такие модели используются в мебельном производстве, ювелирном деле, киноиндустрии, игровой индустрии, сувенирной продукции, рекламе и т.д. К ним можно отнести сложные орнаменты, узоры, персонажей (людей, животных, монстров и т.д.), одежду и др. Например, средствами твердотельного или поверхностного моделирования будет невероятно сложно построить 3D модель человека, детализация которой позволит отобразить в ней все самые мелкие элементы, вплоть до морщин и пор на коже. Полигональное моделирование легко справится с этой задачей.
ПРИМЕРЫ ПОЛИГОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Все эти три способа моделирования могут комбинироваться и дополнять друг друга. Многие САПР, в той или иной степени, позволяют это делать, но для полноценного использования всех преимуществ каждого способа многие специалисты используют несколько программных пакетов в своей работе.
Важно помнить, что любая твердотельная модель может быть легко конвертирована в поверхностную или полигональную. Поверхностная модель также может быть конвертирована в твердотельную (при условии что она описывает замкнутый объем) или полигональную. А вот полигональная модель не может быть конвертирована в твердотельную или поверхностную, хотя это особенно востребовано в обратном инжиниринге. Для этой задачи имеется различное специализированное программное обеспечение, позволяющее воссоздавать поверхностные или твердотельные модели по полигональным, полученным, например, в результате 3d сканирования.
Системы автоматизированного проектирования (САПР) подразделяются на несколько категорий в зависимости от своего функционала. Самой распространенной классификацией является их деление на системы нижнего , среднего и верхнего уровней. Часто еще говорят легкие , средние и тяжелые САПР. Проблема в том, что при упоминании такой классификации чаще всего называют только лишь машиностроительные системы, т.к. они наибольшим образом подходят под определение САПР. Мы же не обойдем стороной и остальные системы, которые используются в дизайне, архитектуре, стоматологии, киноиндустрии и т.д. В связи с этим, я отнесу все три вышеупомянутых подвида систем к первой категории САПР (машиностроительные САПР) .
Итак, коротко о первой категории САПР:
Системы нижнего уровня предназначены для 2D-проектирования и черчения. В них, как правило, есть возможность создавать отдельные трехмерные модели, но нет полноценного инструментария для работы со сборочными единицами. К таким системам можно отнести AutoCAD, BricsCAD, VersaCAD.
Системы среднего уровня покрывают больший спектр задач. Наряду с созданием 3D моделей, сборочных единиц, чертежей и документооборота, в них можно проводить различные инженерные расчеты (прочностные, температурные, расчеты связанные с жидкостными и газовыми потоками и многое другое).
Кроме того, системы среднего уровня могут обладать множеством встроенных модулей для решения специализированных задач — автоматизации проектирования электрических, гидравлических и прочих вспомогательных систем, автоматизации проектирования пресс-форм, работы с листовыми материалами и т.д. Часто в подобные системы интегрируется модуль подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ (CAM-система). САПР среднего уровня пользуются наибольшим спросом на рынке т.к. решают подавляющее число инженерных задач. В качестве примера можно привести Inventor, SolidWorks, SolidEdge, Компас 3D, T-Flex.
Системы верхнего уровня охватывают самый внушительный спектр инженерных задач, включают встроенные подсистемы инженерного анализа (CAE) и подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и промышленных манипуляторов (CAM), подсистемы для обратного инжиниринга, аддитивного производства и многие другие специализированные средства разработки. С помощью тяжелых САПР можно создавать очень ресурсоемкие сборки, состоящие из десятков тысяч деталей (авиастроение, кораблестроение и др.).
Эти САПР могут быть интегрированы с подсистемой управления инженерными данными (PDM — Product Data Management), способной охватить целое предприятие. Одной из целей PDM-систем является обеспечение возможности групповой работы над проектом, когда группа людей одновременно трудится над одним заданием и совместно использует необходимые для этого данные. Исходя из этого, подобные САПР наиболее громоздки, сложны в работе, имеют значительную стоимость и больше всего подходят для крупных предприятий. К системам высокого уровня относятся Siemens NX, CATIA от Dassaut Systemes , PTC Creo.
Как было сказано в начале статьи, существуют САПР, которые не требуют установки на компьютер («облачные» САПР), а работают прямо в окне браузера или через специальное приложение. Преимущество таких систем заключается в том, что их можно использовать даже на слабых компьютерах, так как вся вычислительная нагрузка ложится на сервера, где базируется эта система. Кроме того, все данные при работе в таких системах можно хранить в «облаке» и иметь доступ к ним в любое время и с любого устройства (ПК, телефон, планшет). В качестве примера можно привести такие системы как Autodesk Fusion 360 (бесплатна для студентов) и Onshape. По уровню функционала их можно отнести к средним САПР .
Наибольший интерес для пользователей чаще всего представляют САПР среднего и верхнего уровня. Подобным системам присуща высокая степень параметризации. Сама концепция моделирования в них предполагает создание эскизов в строго определенных плоскостях.
Элементы эскизов при этом имеют различные ограничения и взаимосвязи между собой, размеры определяют конечный вид эскиза, а изменение размеров ведет к его автоматическому перестроению. Эскизы, в свою очередь, служат основой для построения трехмерных элементов. Вся история построений сохраняется в навигаторе операций и всегда находится на виду у пользователя, что позволяет ему быстро вносить какие-либо изменения на любом этапе моделирования и вся модель будет автоматически перестраиваться в соответствии с этими изменениями.
Основные способы моделирования для этой категории систем — твердотельный (на первом месте) и поверхностный. Имеются инструменты для работы с полигональными моделями, но они достаточно ограничены.
Вторая категория САПР:
Ко второй категории относятся системы для промышленного дизайна. Преимущественным способом работы в них является поверхностное моделирование . Эти системы не имеют такой высокой степени параметризации, как вышеописанные САПР.
Работа происходит в более свободном стиле, без задания различных ограничений, взаимосвязей и образмеривания (хотя в некоторых случаях эта возможность имеется). Размеры для всех элементов определяются непосредственно при построении каждого из них, а не после наброски общего вида эскиза.
Что касается самих эскизов, то их создание происходит относительно активной системы координат без жесткой привязки к какой-либо конкретной плоскости. История построений не сохраняется. Эти системы менее громоздки и более удобны для решения задач, связанных с промышленным дизайном (бытовые приборы, элементы наземного, водного и воздушного транспорта, мебель, интерьеры, посуда, архитектура и т.д.). В качестве примера подобных систем можно привести Autodesk Alias, Rhinoceros 3D, PowerShape, IcemSurf, SolidThinking и др.
Третья категория САПР:
К третьей категории САПР я отнесу программное обеспечение, направленное на решение узкоспециализированных задач. Среди прочих можно отметить такие специализированные системы как Autodesk Crispin ShoeMaker — для проектировщиков обуви (в настоящее время программа не поддерживается разработчиками). Autodesk Revit, ArchiCAD — для архитекторов. DentalCAD от EGS и другие — для стоматологов. Matrix и MatrixGold от Gemvision (на базе Rhinoceros), RhinoGold — для ювелиров и т.д.
Четвертая категория САПР:
Четвертая категория — это системы для художественного моделирования, анимации, визуализации.
Если немного более подробно изучить определения САПР и CAD, то мы обнаружим, что названные мной далее системы не относят к этим понятиям, делая упор на такие возможности САПР, как создание чертежей, ведение проектной документации, проведение инженерных расчетов, создание управляющих программ для станков с ЧПУ и т.д. В ГОСТе, определяющем понятие САПР, говорится: «САПР — организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования (КСАП)».
При подробном знакомстве с этим ГОСТом мы узнаем, что в САПР входит много разных компонентов и это не только программное обеспечение. Суть в том, что даже на уровне программного обеспечения для покрытия всего перечня решаемых задач, в большинстве случаев требуется использование нескольких программных пакетов (за исключением тяжелых САПР). И только в комплексе все это можно будет назвать полноценной системой автоматизированного проектирования. Ничто не мешает нам дополнить тот же инженерный инструментарий программами из этой категории и использовать их в качестве инструмента в общем комплексе средств, так как решение некоторых инженерных задач в них можно выполнять намного эффективней, чем в классических САПР.
Основным инструментом систем четвертой категории является полигональное моделирование , которое проще всего позволяет манипулировать формой изделия. В этом случае модели состоят из множества полигонов и чем более мелкие детали мы хотим отобразить в модели, тем больше этих полигонов нам нужно.
В отличии от САПР нижнего, среднего и верхнего уровней, в этих системах нам не требуется так явно контролировать размеры всех элементов и зависимости между ними. Обычно достаточно определить габаритные размеры и пропорции модели. Параметризация в таких программах проявляется немного по-другому и об этом мы упомянем ниже. Системами этой категории являются Autodesk 3ds Max, Autodesk Maya, Cinema 4d, Modo, Blender (бесплатное ПО) и т.д. Сюда же можно отнести программное обеспечение, специализирующееся на цифровом скульптинге (цифровой лепке) — ZBrush, 3D Coat, Mudbox, Sculptris (бесплатное ПО), SculptGL (работает в окне браузера, можно попробовать прямо сейчас).
Многие системы этой категории имеют возможность создания моделей и анимации на основе симуляции физических процессов (воздействие силы тяжести, ветра, симуляция разрушений, движения частиц и т.д.). В качестве интересного примера на эту тему можно привести программы для моделирования одежды, где модели являются результатом одного из видов такой симуляции — Marvelous Designer, CLO3D, Optitex PDS и т.д.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДЕЖДЫ В MARVELOUS DESIGNER
Возможности некоторых видов симуляций могут стать хорошим инструментом для решения научных задач. Смотреть пример.
ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ В МАГНЕТРОНЕ
Есть во всей этой категории программ и большие возможности для параметризации, которая появилась в них благодаря внедрению визуальной среды программирования. В этой среде мы имеем возможность создавать объекты, присваивать им различные свойства, связывать эти объекты и свойства между собой и воздействовать на них в режиме реального времени, посредством так называемых нод . Говоря простым языком, нода — это блок, который хранит в себе какие-либо данные (объекты, свойства, значения) или обрабатывает поступающие данные по определенному алгоритму.
Нода может иметь один или несколько входов для поступления данных и выходы для их передачи. Если произвести изменение в какой-либо ноде (указать другое значение или подставить другой объект), то вся цепочка блоков (нод) выполнится с учетом этих изменений. Визуальная среда программирования может содержать в себе сотни готовых нод, которые покрывают весь необходимый функционал.
При должных навыках, пользователь имеет возможность дополнять этот функционал своими собственными нодами. Использование визуальной среды программирования еще называют процедурным моделированием . Наиболее ярким представителем системы с такими возможностями, на мой взгляд, является Houdini FX. Для того, чтобы лучше понять и осознать силу такого способа параметризации, достаточно посмотреть видеоролик. На основе процедурной модели, созданной в этом ролике, можно в считанные секунды получать любое количество вариаций декоративной панели и развертку ее послойных элементов для дальнейшего изготовления на фрезерном или лазерном станке с ЧПУ.
Следует отметить что такая среда визуального программирования существует и в других категориях САПР. Что касается ПО для промышленного дизайна (вторая категория), то там имеется очень популярный плагин Grasshopper для программы Rhinoceros 3D. Раньше Grasshopper нужно было скачивать и устанавливать для Rhinoceros 3D отдельно, но эта среда визуального программирования настолько сильно увеличивает возможности программы, что начиная с 6-ой версии Rhino, плагин решили включить в базовый набор программы.
В категории специализированных САПР можно отметить среду визуального программирования Dynamo Studio для системы Revit от Autodesk, а в САПР верхнего уровня (первая категория) это 3D Generative Innovator от Dassault Systemes (работает в окне браузера).
Подводя итоги, можно сказать, что выбор программного обеспечения огромен. Прогресс не стоит на месте и с каждым годом мы можем наблюдать в САПР появление новых инструментов, открывающих дополнительные возможности. Если Вы начинающий пользователь, то надеюсь, что после прочтения этой статьи Вы сможете определиться хотя бы с тем, на какую категорию САПР Вам нужно обратить свое внимание. В статье обозначены все самые популярные программы, а их названия в тексте являются ссылками на официальные сайты разработчиков. На сайтах Вы можете более подробно ознакомиться с соответствующей программой, найти какие-либо обучающие материалы от разработчиков, узнать является ли программа платной или бесплатной и т.д.
ПРИМЕР МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ПЛАНШЕТЕ В СИСТЕМЕ SHAPR 3D
Приложения для 3D моделирования и просмотра моделей на Android.
Приложения для 3D моделирования и просмотра моделей на ios.
Наиболее полный список бесплатного софта с описанием.
С наилучшими пожеланиями!
Источник: cadcamtutorials.ru
Лучшие программы для 3D-моделирования под 3D-печать
Если готовых моделей на интернет-ресурсах уже не хватает, и вы задумываетесь о самостоятельном 3D-моделировании, ознакомьтесь с нашим списком: мы подобрали два десятка самых популярных бесплатных и коммерческих программ разных уровней сложности и функциональности.
1. Tinkercad
Это браузерное приложение, хорошо подходящее для новичков, осваивающих азы твердотельного моделирования. Интуитивно понятная программа напоминает игрушечный конструктор: пользователям доступны базовые блоки (кубики, цилиндры, пирамидки, конусы и так далее), из которых можно собирать, а затем редактировать более сложные геометрические фигуры.
Библиотека включает миллионы готовых файлов, пользователи могут выбрать наиболее подходящие фигуры и изменить их по желанию. Заодно в программу интегрирована функция экспорта для отправки заказов на 3D-печать в коммерческие сервисы.
Tinkercad предлагается бесплатно, ознакомиться можно по этой ссылке.
2. Blender
Опенсорсная программа с богатым функционалом, включающим скульптинг, анимации, симуляции, фотореалистичный рендеринг, захват движений и видеоредактирование. Изначально эта программа предназначалась для создания анимаций. Из-за изобилия инструментов и не самого удобного интерфейса освоить Blender в совершенстве довольно сложно, так что эта программа лучше всего подходит для опытных пользователей, готовых заниматься созданием комплексных3D-моделей.
Blender предлагается бесплатно, скачать можно с официального сайта.
3. BRL-CAD
Разработкой BRL-CAD занимались американские военные, которым потребовался инструмент для баллистического и электромагнитного анализа. Программа также включает инструменты трассировки лучей и геометрического анализа. BRL-CAD — это передовая система твердотельного моделирования с интерактивным редактированием геометрии и открытым исходным кодом. Одна из особенностей этого редактора заключается в высокой точности благодаря возможности ввода координат для размещения геометрических фигур.
Библиотека содержит множество простых и сложных геометрических фигур, которые можно комбинировать и интегрировать в собственные дизайны. Изначально программа предлагалась на платной основе, но несколько лет тому назад появилась в открытом доступе. Текущая версия включает более четырехсот инструментов, обладает хорошей производительностью и подходит как для опытных, так и начинающих пользователей.
4. DesignSpark Mechanical
DesignSpark предназначен для энтузиастов и профессионалов. Программа имеет удобный интерфейс и хорошую производительность, библиотека полна 3D-моделей от промышленных компаний, предусмотрена возможность создания перечней материалов. 3D-модели из библиотеки можно смешивать с собственными дизайнами. Функция вытягивания позволяет создавать 3D-модели модификацией плоских поверхностей. Дополнительный функционал включает инструменты для проектирования электрики и печатных плат.
DesignSpark Mechanical подходит для пользователей всех уровней подготовки и предлагается бесплатно.
5. FreeCAD
FreeCAD — это опенсорсная программа для параметрического моделирования, позволяющая создавать модели объектов любых размеров. Благодаря параметрическим инструментам с программой легко разберутся даже новички, при этом FreeCAD предлагается на бесплатной основе, так что пользователям сразу доступен весь набор инструментов, включая робототехнические симуляции, архитектурные инструменты и CAM-модуль.
Профессионалы, скорее всего, выберут другие программы, но для обучения тонкостям 3D-моделирования и хоббийных целей FreeCAD подходит отлично, тем более что за использование не придется выворачивать карманы.
FreeCAD можно качать по этой ссылке.
6. OpenSCAD
OpenSCAD — бесплатное программное обеспечение с множеством функций и уникальным способом создания моделей: этот редактор предназначен для программистов, так как модели генерируются посредством скриптов. Вместо традиционного интерактивного интерфейса пользователи пишут скрипты, описывающие параметры 3D-модели, а затем программа компилирует результат. В OpenSCAD можно импортировать двухмерные изображения, а затем превращать последние в трехмерные модели. В целом, это мощный, но очень специфичный инструмент, подходящий далеко не всем.
7. Wings3D
Wings3D — еще одна опенсорсная, бесплатная программа с богатым выбором инструментов, например зеркального отображения мешей для моделирования симметричных объектов. Программа рассчитана на начинающих пользователей, удобна и легко осваивается. Приложение позволяет настраивать комбинации горячих клавиш, интерфейс интуитивно понятен. Несмотря на простоту использования Wings3D может похвастаться богатым функционалом и поддерживает импорт и экспорт файлов в широком спектре форматов.
Скачать можно по этой ссылке.
8. 3D Slash
Программа для скульптинга, в которой, как подсказывает название, нужно «кромсать» блоки, пока не получится необходимая 3D-модель. У 3D Slash интересный интерфейс и множество разнообразных функций, повышающих точность креативного процесса, к тому же она совместима с VR-гарнитурами. С помощью этой программы также можно делать логотипы и рельефные надписи.
Функционал зависит от версии: базовая предлагается бесплатно, за премиальную просят $24 в год, а за коммерческую — $240 в год. Базовая версия достаточна для большинства проектов, но все же имеет ряд ограничений, например в плане разрешения и цветовой гаммы. В остальном 3D Slash — это удобное, понятное приложение, подходящее даже для начинающих 3D-дизайнеров.
Оформить подписку можно на официальном сайте.
9. SketchUp
Еще один пример хорошего баланса функциональности и удобства эксплуатации, чем и объясняется популярность этой программы. SketchUp в условно бесплатной школьной версии легко осваивается, а профессиональным пользователям доступны дополнительные инструменты по разным платным подпискам стоимостью до €639 в год. К коммерческим версиям предлагается бесплатный тридцатидневный пробный период. SketchUp особенно хорошо подходит для дизайна интерьера и экстерьера в архитектурных проектах, но широкий выбор инструментов позволяет справляться с разнообразными задачами.
Оформить подписку можно на официальном сайте.
10. Fusion 360
Мощная облачная программа от компании Autodesk с продвинутым функционалом, включающим не только твердотельное моделирование и скульптинг, но и генеративный дизайн, моделирование мешей, симуляции, сборки и поддержку моделирования под 3D-печати. Так как это облачное решение, над проектами легко работать даже командами с разбросанными участниками. Платформа сохраняет все изменения в моделях на тот случай, если потребуется откатиться к более ранней версии или этапу проектирования.
Fusion 360 предлагается на платной основе с разными планами — месячными ($60), годовыми ($495) и трехлетними ($1 410). Так же можно воспользоваться бесплатной студенческой версией. Подробная информация доступна на сайте Autodesk по этой ссылке.
11. MoI 3D
MoI расшифровывается как «момент вдохновения». Если отбросить поэзию в сторону, остается удобная программа, совместимая с планшетам и способная создавать гладкие меши по математической форме NURBS. Программа не бесплатная, но с обширным набором инструментов и удобным интерфейсом, очищенным от разных ненужных функций. К тому же, разработчики предлагают бесплатный трехмесячный пробный период.
Текущая версия v4 стоит $295, приобрести можно по этой ссылке.
12. Rhino3D
Профессиональное программное обеспечение, одно из наиболее популярных в своем классе. Rhino3D — очень гибкое решение, включающее NURBS-моделирование, в свою очередь позволяющее с легкостью манипулировать поверхностями, кривыми, твердыми телами и полигональными сетками. Помимо высокой стоимости потенциальным пользователям лучше сразу приготовиться к долгому и трудоемкому освоению программы, но эта та цена, которую приходится платить за продвинутый функционал.
Стоит такое удовольствие $995, но первые три месяца программой можно пользоваться бесплатно. Приобрести можно на официальном сайте.
13. Modo
Modo позволяет создавать как органичные модели произвольной формы, так и точные полигональные сетки. Функционал включает процедурное моделирование и удобные инструменты для анимации, текстурирования и рендеринга. Это программа профессионального уровня с рядом функций, предназначенных для опытных 3D-дизайнеров, что отражено в цене — либо $1 795 за бессрочную лицензию, либо $599 за годовую подписку. Modo — не самое удобное программное обеспечение, но оно содержит большой набор функций и демонстрирует высокую производительность, особенно при текстурировании.
14. Cinema 4D
Мощная программа с интуитивно понятным интерфейсом для параметрического моделирования, позволяющая создавать комплексные 3D-дизайны. Благодаря простоте использования легко осваивается начинающими пользователями, регулярно получает бесплатные обновления и дополнения, в том числе направленные на оптимизацию при работе на разных операционных системах. Удобный скульптинг и возможность масштабирования и шейдирования облегчают редактирование моделей.
Бессрочная лицензия на Cinema 4D стоит $3 567. Как вариант, можно оформить годовую подписку за $736 в год. Подробная информация доступна по этой ссылке.
15. SolidWorks
Система автоматизированного проектирования от Dassault Systèmes, в основном используемая профессиональными 3D-дизайнерами. Это решение с огромным и хорошо проработанным функционалом, вплоть до валидации и обратного проектирования, предназначенное для промышленного проектирования. SolidWorks полагается на NURBS-моделирование, позволяющее без особого труда создавать высокодетализированные кривые поверхности.
Бессрочную коммерческую лицензию на SolidWorks можно приобрести за $4 195, годовая подписка стоит $1 295. Подробная информация доступна по этой ссылке.
16. Компас-3D
Разработка российской компании «Аскон». Компас-3D — это полноценная система автоматизированного проектирования с поддержкой 3D-печати, используемая множеством российских предприятий в таких отраслях, как машиностроение, приборостроение, авиастроение, судостроение, станкостроение, вагоностроение, металлургия, промышленное и гражданское строительство, производство товаров народного потребления. Система позволяет проектировать изделия любой сложности и доступна не только профессионалам, но и любителям. Для домашнего использования предлагается регулярно обновляемая версия Компас-3D Home, обладающая всем необходимым функционалом для 3D-моделирования под 3D-печать.
Пробная версия Компас-3D Home действует два месяца, а приобрести лицензию сроком на один год можно за 1 490 рублей. Подробная информация доступна на сайте «Аскон» по этой ссылке.
17. T-FLEX CAD
Разработанная российской компанией «Топ Системы » профессиональная система автоматизированного проектирования, объединяющая мощные параметрические возможности 2D- и 3D-моделирования со средствами создания и оформления чертежей и конструкторской документации по ЕСКД. T-FLEX CAD подходит для решения конструкторских задач любой сложности и масштаба: от ювелирных украшений и детских игрушек до космических ракет и атомных электростанций. Функционал включает широкий набор средств для подготовки конструкторской документации, 3D-моделирования деталей и сборок, проведения инженерного анализа, проектирования инженерных коммуникаций, генерации фотореалистичных изображений, 3D-печати и так далее.
Компания предлагает как бесплатную учебную версию T-FLEX CAD, так и платную коммерческую. Подробная информация доступна на официальном сайте.
18. Maya
Maya — еще один продукт от Autodesk, разработанный в первую очередь под нужды художников-мультипликаторов, но хорошо подходящий и для моделирования под 3D-печать благодаря широкому набору инструментов для скульптинга. Программа позволяет создавать реалистичные модели и зачастую используется в создании компьютерной графики для высокобюджетных фильмов, но и стоит довольно дорого — $225 в месяц, либо $1 785 в год, либо $5 085 на три года.
Приобрести лицензию можно на сайте Autodesk по этой ссылке.
19. 3DS Max
Еще одна программа, разработанная компанией Autodesk с прицелом на художественную мультипликацию, 3DS Max предлагает большой выбор инструментов для шейдирования, параметрического и полигонального моделирования. Программа работает только на Windows, но пользуется широкой популярностью среди разработчиков видеоигр, рекламных агентств, архитектурных бюро, а теперь еще и студий 3D-моделирования и 3D-печати.
Программа платная и предлагается за $225 в месяц, $1 785 в год или $5 085 сроком на три года. Оформить лицензию можно по этой ссылке.
20. Inventor
Inventor от Autodesk предназначен для разработки продуктов и инженерных приложений. Программа предлагает возможность профессионального трехмерного проектирования механических систем посредством произвольного, прямого и параметрического моделирования.
Коммерческая лицензия доступна за $290 в месяц, $2 300 в год или $6 555 сроком на три года. Подробная информация доступна на сайте Autodesk по этой ссылке.
В статье использованы материалы, опубликованные на сайте 3 Dprinting.com.
Источник: rec3d.ru