مدلسازی سه بعدی

استفاده از مدلسازی سه بعدی این امکان را فراهم می کند تا محصولات مختلف را قبل از ساخت قطعات و تولید ، توسط کامپیوتر به صورت گرافیکی ایجاد کرد. با این روش می توان خصوصیات و جزئیات محصول مورد نظر را از جهات مختلف بررسی کرد. همچنین لازم به ذکر است که مدل سازی سه بعدی می تواند به صورت دستی ، الگوریتمی و با اسکن کردن ایجاد شود.

 

نرم افزارهای مدل سازی سه بعدی شامل اتوکد ، CATIA، ZBrush، 3DS MAX، SketchUp و Blender می باشد که با استفاده از تکنیک خاص هریک از آن ها می توان اشیا مورد نظر را طراحی کرد.

به منظور مدسازی سه بعدی در طراحی های صنعتی ، از نرم افزار CATIA استفاده می شود. با به کارگیری این نرم افزار می توان طراحی و ساخت قطعات صنعتی بسیاری از محصولات از جمله قطعات الکترونیکی ، هواپیما، کشتی و … را انجام داد. در واقع این نرم افزار از طراحی اولیه تا ساخت نهایی نقش بسیار کارآمدی دارد.

الزامات طراحی در مدلسازی سه بعدی

هر پرینت سه بعدی با مدلسازی سه بعدی در یک نرم افزار آغاز می شود. نکته قابل توجهی که وجود دارد این است که در مدل سازی سه بعدی بر خلاف مدل سازي های دیگر ، ضروری است که مدل طراحی شده به طور مستقیم به یک مدل فیزیکی تبدیل شود. در واقع مدل سازی سه بعدی هر چیزی در نرم افزار امکان پذیر است اما نمی توان هر چیزی را پرینت سه بعدی کرد.

مشکلات مرتبط با ضخامت دیواره تا حد زیادی رایج ترین دلایلی هستند که باعث می شوند برخی از مدل های سه بعدی قابل چاپ نباشند. در برخی موارد، ضخامت دیواره بیش از حد نازک است. دیوارهای خیلی نازک باعث می شوند که قطعات کوچک روی مدل قابل چاپ نباشند یا بسیار شکننده هستند و به راحتی می شکنند. در موارد دیگر، دیوارهایی که بیش از حد ضخیم هستند، فشار داخلی زیادی ایجاد می کنند و می توانند باعث ترک خوردن یا حتی شکستن آن شوند. برای دستیابی به بهترین کیفیت ممکن، ضخامت دیواره بین 0.2 تا 7 میلی متر (ترجیحاً 2 تا 4 میلی متر) توصیه می شود. همچنین حداقل ضخامت دیواره معمولاً به اندازه کلی قطعه بستگی دارد و برای قطعات بزرگتر یا سنگین تر باید افزایش یابد.

ضخامت دیواره در طراحی مدل سه بعدی

همچنین توجه به ابعاد قطعه نیز در طراحی مدل سه بعدی اهیمت دارد. قطعاتی ابعاد آن ها از ابعاد مشخص شده فراتر می روند، به طراحی مجدد یا تقسیم‌بندی نیاز دارند تا در حجم و ابعاد قابل ساخت قرار بگیرند. همچنین لازم به ذکر است که قطعات بزرگی که در حجم ساخت جای می گیرند ممکن است برای اطمینان از ساخت موفق هنوز نیاز به اصلاحات اضافی (مانند توخالی کردن، استفاده از سازه های پشتیبان) داشته باشند.

ابعاد قطعه در طراحی مدل سه بعدی

سازه های پشتیبان، قطعه را به پلتفرم ساخت متصل می کنند تا پایداری را در طول فرآیند چاپ افزایش دهند. باید توجه شود که دیواره های معلق و بریج ها می توانند باعث نقص یا خرابی چاپ شوند. در حالت ایده‌آل، قطعات باید به گونه ای طراحی شوند که تا حد امکان از خود پشتیبانی کنند. طراحی مدل قطعات خود نگهدارنده اغلب امکان پذیر نیستند، بنابراین سازه های پشتیبان قبل از چاپ به مدل های طراحی اضافه می شوند. کارشناسان مدلسازی سه بعدی این ساختارهای موقت را طراحی، اضافه و در نهایت حذف خواهند کرد.

سازه پشتیبان در طراحی مدل سه بعدی

فرمت فایل های مدلسازی سه بعدی

پس از طراحی مدل های سه بعدی ، فرمت های مختلفی برای فایل نهایی وجود دارد. برخی از انواع فایل ها در اختیار سازندگان پرینترهای سه بعدی هستند. برخی نیز مربوط به نرم افزار طراحی هستند و برخی توسط اسکنرهای سه بعدی تولید می شوند. رایج ترین انواع فایل های مورد استفاده در صنعت چاپ سه بعدی شامل موارد زیر می شوند:

• STL: رایج ترین فایل هنگام پرینت سه بعدی است. STL مخفف STereolithography و فایل های STL از داده های شکلی تشکیل شده است. STL یک فرمت فایل استاندارد است که می تواند بین اکثر نرم افزارهای CAD و چاپگرهای سه بعدی ارتباط برقرار کند. فایل های STL تنها حاوی یک رنگ هستند ( محدودیت آشکار) و آنها نمایشی مثلثی از یک شی سه بعدی را نشان می دهند.
• OBJ: دومین فرمت رایج فایل مورد استفاده در پرینت سه بعدی است. به طور گسترده توسط چاپگرهای سه بعدی پشتیبانی می شود و اکثر نرم افزارها با فرمت OBJ ذخیره می شوند. این فایل شبیه به STL است که به تنهایی حاوی اطلاعات هندسه سه بعدی مانند نرمال های راس، رئوس هندسی و وجه های چند ضلعی است. OBJ بر روی فایل STL با چندین رنگ و داده های مواد ساخته می شود و همچنین از چاپ های با کیفیت بالاتر پشتیبانی می کند.
• G-code: در این فرمت فایل طراحی CAD به رشته ای از کد تبدیل می شود که قابل شناسایی برای چاپگر سه بعدی است.
• VRML

• 3MF

از بین فرمت های ذکر شده در بالا STL رایج ترین فایل پرینت سه بعدی است. این فایل ها حاوی تقریبی از مدل اصلی سه بعدی هستند (نه خود مدل) ، بنابراین رنگ، بافت یا مواد مورد نظر برای پرینت در آن مشاهده نمی شود. برای چاپ های ساده، فایل های STL بهترین فایل چاپ سه بعدی هستند. لازم به ذکر است زمانی که نیاز به ذخیره رنگ و بافت است، بهترین فایل پرینت سه بعدی OBJ است. OBJ همچنین توانایی بیشتری نسبت به STL در توصیف هندسه دارد.

 

قیمت مدلسازی سه بعدی

قیمت مدلسازی سه بعدی به پیچیدگی محصول مورد نظر بستگی دارد ، به عنوان مثال قیمت مدل سازی سه بعدی یک خودرو نسبت به یک صندلی بسیار بیشتر است. مورد دیگری که اثر قابل توجهی بر قیمت مدلسازی سه بعدی دارد، ارزش واقعی جسمی می باشد که قرار است مدلسازي شود. به طوری که قیمت مدسازی سه بعدی یک خودرو برای یک کمپانی معتبر و شناخته شده ، بسیار بیشتر از مدل سازی سه بعدی خودرو اسباب بازی است.

باید توجه داشت که در خدمات مدلسازی سه بعدی ، مدت زمان صرف شده برای ارائه خدمت مدنظر تاثیر بسیاری در هزینه تمام شده مدل سازی سه بعدی دارد. واضح است که هرچه زمان بیشتری برای طراحی یک مدل سه بعدی صرف شود ، قیمت مدل سازی سه بعدی بیشتر خواهد شد.