Живые детали, космические возможности

SolidWorks является лидером рынка ПО для машиностроительного проектирования, автоматизации проектов и производственных процессов. Компания уделяет много внимания не только собственно процессу проектирования, но и тому, чтобы он соответствовал производственным технологиям. Подробнее о новых возможностях инструментария SolidWorks рассказал Андрей Серавкин, генеральный директор ООО «Идеальные Инструменты», единственного в РФ официального дистрибьютора решений корпорации Dassault Systèmes SolidWorks Corporation.

— Андрей, что нового появилось в базовом продукте SolidWorks CAD?

— Кроме такого интересного функционала, как оценка изделия с точки зрения технологичности (например, необходимые литейные уклоны) и оценки стоимости производства по критериям, заложенным проектировщиком, появляются и новые возможности, которые связаны непосредственно с производством. 

Первый – это система CAM, то есть система управления подготовкой программ для станков с ЧПУ. Пользователи, которые занимаются проектированием, смогут получить лицензию на базовую систему управления станками с ЧПУ бесплатно в составе подписки на SolidWorks. Начиная с прошлого года, в состав подписки вошла лицензия на SolidWorks CAM Standard, которая позволяет осуществлять подготовку управляющих программ для фрезерных станков (поддержка 2,5х-осевой обработки). Решение дает проектировщику возможность оценить то, как деталь будет изготавливаться. А более функциональная лицензия — это уже рабочее место для технолога, который работает непосредственно с производством.

Поскольку компания Dassault Systèmes сотрудничает с очень многими разработчиками, технологии для своих решений она собирает по всему миру. 

Очередное нововведение принесло сотрудничество с одним из лидеров производителей 3D-принтеров — 3D Systems. Речь идет о программном модуле 3DXpert для SolidWorks, который также попал в состав подписки в этом году и доступен пользователям бесплатно. 

— Что он позволяет делать, с какими принтерами работать?

— ЗD-печать и аддитивные технологии cтановятся инструментами производства (в том числе, серийного) достаточно сложных изделий. Основной сложностью в здесь всегда была передача данных, то есть подготовка модели для трехмерной печати. Модуль 3DXpert для SolidWorks позволяет сделать бизнес-процесс простым. С его помощью проектировщик из SolidWorks может послать модель непосредственно на 3D-принтер. Благодаря специальным инструментам можно оценить наиболее рациональный способ расположения модели в области печати принтера. А кроме того, понять длительность производства, материалоемкость, возможность разместить несколько компонентов, поскольку трехмерная печать подразумевает и вспомогательное моделирование, то есть может потребовать при размещении в области печати дополнительных поддержек, на которых будет располагаться конечный продукт, — вот эти все инструментарии введены в 3DXpert для SolidWorks.

Модуль универсален и работает не только с устройствами 3D Systems, но и с любыми существующими в мире 3D-принтерами. 

— Каковы области его применения?

— Самые широкие. Это аэрокосмическая отрасль, автомобилестроение, проектирование оснастки и медицинского оборудования, создание арт-объектов, вообще любых искусственных форм, а также бытовой техники.

— Расскажите, пожалуйста, еще об одной очень интересной технологии, которая находится сейчас в «исследовательской» стадии и носит название «Живые детали».

— Она ориентирована скорее на ближайшее будущее и связана непосредственно с аддитивными технологиями. Концепция «Живых деталей» предполагает возможность создавать объекты не методами построения их из геометрических фигур, а за счет воспроизведения роста живого организма – например, дерева или коралла. Растение растет, ориентируясь на определенные природные правила (например, на расположение источника света). Любая форма чем-то определена, и при применении тех или иных ограничений к росту, растение начинает развиваться по-другому. 

Совмещение двух вещей — понятия «природного» роста и возможности этот рост воспроизвести с помощью трехмерного принтера — позволяет создавать очень сложные формы, которые, во-первых, будут приятны человеческому глазу, а во-вторых, смогут полностью соответствовать требованиям по прочности и обтекаемости.

— Приведите, пожалуйста, какой-нибудь конкретный пример.

— На конференции SolidWorks World 2018 показали интересный архитектурный объект — ряд колонн, которые «растут» от пола до потолка. Но данная технология может применяться не только к архитектурным группам: с ее помощью можно выращивать корпусные детали, кронштейны, части трубопроводов.

Технология применима ко всем материалам, с которыми работают 3D-принтеры, а cам объект строится из небольших кусочков по биологическому принципу роста и деления клеток. Метод расчета конечных элементов в режиме реального времени позволяет оценить прочность конструкции, которая формируется в заданных ограничениях и получается устойчивой. 

Технология генеративного дизайна позволяет ограничить формирование того или иного компонента правилами и, используя переменные, которые в этих правилах применяются, формировать вариации. Среди них затем определяется оптимальная при помощи конечно-элементного анализа — и таким образом получается законченный продукт. 

Работая с «живыми деталями» мы изначально задаем некие формулы (направление, куда конструкции развиваться), ограничения (если она состоит из нескольких опор, между ними можно задать ограничения по расстоянию в определенном диапазоне) — и деталь «растет с нуля», причем то, что в итоге получится, – непредсказуемо. Но совершенно точно, что конструкция будет заранее оптимизирована по весу и габаритам, а ее внешний вид напомнит футуристические декорации: плавные непредсказуемые обводы, непрямолинейные элементы и т.д.

— Как это все попробовать на деле?

— Подписчикам SolidWorks предоставляется кратковременный доступ к онлайн-сервису (10 часов бесплатно), который позволит с этой технологией поработать. Сейчас она проходит апробацию, и я уверен, что в ближайшие 2-3 года удивительные «космические» объекты мы будем видеть все чаще и чаще. Добавлю, что на конференции SolidWorks World 2018 продемонстрировали в том числе технологию 3D-печати зданий — таких, которые можно поставить на Луне или Марсе: буквально за день в безвоздушном пространстве возводится сферический купол, внутри которого можно жить. Так что все идет к тому, чтобы без участия человека, в роботизированном режиме строить здания для жизни в любой среде.