Solid Edge 2020

1. Wstęp

Najnowsza generacja Solid Edge 2020, będącego czołowym rozwiązaniem 3D/2D klasy mid-range, oddaje do dyspozycji użytkowników szereg nowych funkcjonalności, przeznaczonych do jeszcze bardziej wydajnego prowadzenia procesów inżynierskich.

Producent Solid Edge 2020 – firma SIEMENS – dokonał znaczącego rozwoju tego systemu, zarówno w czołowym obszarze CAD, jak i w zintegrowanych środowiskach AR, CAM, CAE oraz PDM. Postęp jest na tyle wyraźny i znaczący, że w efekcie uzyskano rozbudowane portfolio uzupełniających się narzędzi z branż mechanicznej, elektrycznej i elektronicznej, o rozległych możliwościach oraz elastycznym charakterze zastosowania (rys. 1).

solid edge 2020

Niniejszym rozpoczynamy serię artykułów przedstawiających najważniejszy ze składników portfolio SOLID EDGE 2020, tj. zbiór środowisk projektowych CAD 3D/2D. W każdym z tych artykułów zostaną poruszone odmienne grupy zagadnień konstrukcyjnych. W pierwszym z opracowań omówione będą najistotniejsze nowości wprowadzone do środowiska modelowania elementów blaszanych. Są to zarówno całkowicie nowe funkcjonalności, jak i radykalne modyfikacje dotychczasowych rozwiązań.

2. Zagięcie przez przekroje

Na szczególną uwagę zasługuje nowy mechanizm tworzenia tzw. zagięć przez przekroje, np. dla modelowania typowych komponentów pośrednich w układach HVAC typu „przejście kwadrat – okrąg”, „odcinek – łuk”, „kilka odcinków – łuk”, „łuk – łuk”, etc.

Stojąc przed potrzebą uzyskania odpowiednio stopniowanego ‘przejścia z jednego zarysu płaskiego w drugi’ w wyniku przeprowadzenia odpowiedniej liczby zagięć prostych, użytkownik może łatwo zarządzać sposobem uzyskania ww. ‘przejść’. Cel można uzyskać przez nadawanie m.in. następujących wytycznych:

  • liczba zagięć prostych, np. 4 (sł. cztery), do wykonania łącznie (rys. 2a), jak
    i ‘na stronę’ (rys. 2b), co zostało tu przedstawione na przykładzie „przejścia
    3 odcinków w łuk” (tzw. „ostre C w gładkie C”, in. „pół-kwadrat w pół-okrąg”),
  • maksymalna długość segmentu płaskiego,
  • maksymalny kąt pomiędzy segmentami płaskimi,
  • maksymalna wysokość cięciwy, jw.
solid edge 2020
solid edge 2020

Tak zamodelowany obiekt 3D zostaje poprawnie przedstawiony zarówno w „tabeli gięcia na gotowo” w 3D (rys. 3), jak również w rozwinięciu, m.in. w dokumentacji 2D, co przedstawiono:

  • na 4a (odpowiadającym rys. 2a, gdzie dla uzyskania łącznie
    4 segmentów płaskich przeprowadzono 6 gięć),

na rys. 4 b (odpowiednio rys. 2b, gdzie dla uzyskania łącznie 8 segmentów, tj. po 4 na stronę, przeprowadzono 10 gięć). .

modelowanie blach
modelowanie blaszane
solid edge 2020

Dane z dokumentacji 2D mogą zostać łatwo wyeksportowane do formatu DXF (rys. 5) i wysłane do maszyn, gdzie realizuje się wycinanie oraz gięcie.

solid edge 2020

Dysponując opisywanymi narzędziami CAD, można łatwo modelować różnorodne ‘przejścia’ (m.in. ‘kształtki HVAC’), np.:

  • „łuk w łuk”, co bywa bliskoznaczne z „okrąg w okrąg”, także w postaci ‘ściętej’ (rys. 6a – model ideowy), np. z narzuceniem uzyskania 10. segmentów (rys. 6b), 6. segmentów (rys. 6c) lub 4. segmentów (rys. 6d),
solid edge 2020
solid edge 2020
  •  „odcinek w łuk”, czego różnorodne wersje przedstawiono na rys. 7,.
solid edge 2020
  • „okrąg w okrąg”, np. z 6 segmentami płaskimi, „wychodzącymi z okręgu” (rys. 8),
solid edge 2020
  • „kwadrat w kwadrat” (rys. 9)
solid edge 2020

Inżynierowie projektujący w Solid Edge 2020 wyroby z blach, uzyskali także dodatkowe możliwości tzw. przyporządkowania wierzchołków.

Załóżmy, że płaskie kształty, pomiędzy którymi ‘przejścia’ modelujemy, są krzywymi łamanymi, które w miejscach łączenia swych obiektów składowych posiadają wyraźne wierzchołki (ewentualnie, że kształty te można z odpowiednią dokładnością odwzorować z zastosowaniem krzywych łamanych).

Wówczas użytkownik może przyporządkowywać pary tych wierzchołków (po 1 na ‘stronę górną’ i ‘dolną’), tworząc docelowo krawędzie liniowe, na bazie których system wygeneruje odpowiednie płaszczyzny (każda wg 3 tak łączonych wierzchołków). Płaszczyzny te stają się wówczas płaskimi licami modelu wyrobu, połączonymi ze sobą strefami gięcia (rys. 10).

Umożliwia to wygodne i elastyczne definiowanie lokalizacji oraz orientacji lic płaskich w projektowanym produkcie – z założeniem odgórnego narzucenia charakteru krawędzi, pomiędzy którymi wyrób ten będzie rozmieszczony (rys. 11).

solid edge 2020
solid edge 2020

Docenić należy również to, że SOLID EDGE 2020 posiada zdolność samodzielnego sugerowania wprowadzenia w modelu dodatkowych gięć prostych, wraz ze zrealizowaniem tej sugestii. Może to zajść tam, gdzie jest to koniecznie, aby ‘przejście’ pomiędzy wybranymi kształtami składało się wyłącznie z lic płaskich połączonych jw. strefami gięcia.

Potrzeba taka może pojawić się np. gdy kąty rozwarcia łączonych łuków są różne od siebie, co wynika m.in. z konieczności zapewnienia odstępu o stałej szerokości, np. jako docelowy szew do spawania lub wziernik montażowy. Oznacza to, że w takim przypadku nie można ‘uprościć’ ww. łuków do postaci odpowiedniej liczby ich cięciw, gdzie odpowiadające sobie ‘cięciwy dolne’ i ‘górne’ będą zawsze równoległe. W takiej sytuacji Solid Edge 2020 wprowadzi w modelu odpowiednią liczbę dodatkowych gięć, aby każde z przejść pomiędzy parą ww. ‘cięciw’ było wykonalne, tj. składało się teraz z dwóch lic płaskich (rys. 12a, b).

solid edge 2020
solid edge 2020

Dla porównania – takiej potrzeby nie byłoby, gdyby kąty rozwarcia łączonych łuków były równe sobie, skutkiem czego odpowiadające sobie pary ‘cięciw dolnych’ i ‘górnych’ byłyby zawsze równoległe, więc możliwe do połączenia jednym licem płaskim (rys. 13 – warto porównać z rys. 12a, b).

solid edge 2020

Opisywane inteligentne wprowadzanie uzasadnionych dodatkowych zagięć może być potrzebne w przypadku modelowania ‘przejść’ między kształtami leżącymi na płaszczyznach równoległych (rys. 14a), a szczególnie istotnie staje się w przypadku łączenia kształtów z płaszczyzn nierównoległych (rys. 14b).

solid edge 2020

Finalnie, dla zapewnienia technologiczności tak projektowanych wyrobów z blach, Solid Edge 2020 umożliwia automatyczne wprowadzenie różnorodnych podcięć technologicznych w miejscu ‘schodzenia się’ osi gięć dla sąsiadujących ze sobą lic płaskich. Powyższe jest naturalnie reprezentowane zarówno w modelu 3D ‘na gotowo’ (rys. 15a), jak też w płaskim rozkroju produkcyjnym 2D (rys. 15b).

solid edge 2020
solid edge 2020

3. Podcięcie na wypukłości zagięcia

Podczas gięcia blach, zwłaszcza o względnie dużych grubościach ze względnie małymi promieniami obróbki, po bokach stref gięcia (prostopadłych do arkusza blachy) może dojść do deformacji ścian bocznych – tzw. „wyprowadzenia materiału na boki” (rys. 16).

solid edge 2020

W celu zapobieżenia temu zjawisku, w miejscach zagięć projektowanych blach (na przeciwległych końcach osi gięcia) uwzględnia się specjalne ‘ubytki’. Ich rolą jest akceptowalne zminimalizowanie ‘wypuklenia materiału’. Ewentualnie stanowią one ‘przestrzeń’, w której to zjawisko może zajść, lecz jego efekty nie będą zauważalne podczas dalszych etapów wytwarzania i eksploatacji.

Solid Edge 2020 oferując możliwości zautomatyzowanego ‘podcięcia wypukłości zagięcia’ (różnych rodzajów i wymiarów, rys. 16), znacząco wspomaga i przyspiesza procesy projektowo-produkcyjne. Projektant może nadawać w modelu ww. podcięcia m.in. z następującymi założeniami:

  • podcięcia można nadawać po wybranej lub obydwu stronach zagięcia,
  • w zasadzie dla każdej z ww. lokalizacji można nadać inny rodzaj podcięcia (rys. 17a),
  • tymczasem często zaleca się, aby dla zagięć o danym promieniu i/lub kącie gięcia stosować konkretny rodzaj podcięcia o ustalonym kształcie
    i gabarytach (tj. inny dla R1, inny dla R2; inny dla ‘małych kątów gięcia’, inny dla ‘dużych’, etc.), co przedstawiono na rys. 17b,
solid edge 2020
solid edge 2020
  • podcięcia nadane w 3D zostają naturalnie uwzględnione rozkroju produkcyjnym (rys. 18 – adekwatny względem rys. 17a).
solid edge 2020

4. Zakończenie

‘Nowe pokolenie’ rozwiązań CAD 3D/2D klasy średniej od SIEMENS, tj. Solid Edge 2020 wprowadza szereg możliwości skrócenia procesu projektowego  zwiększenia jego jakości.

Dodatkowo należy wspomnieć, że opisane tu funkcjonalności konstrukcyjne znajdują swoje ‘ukoronowanie’ w nowym środowisku zwanym Solid Edge 2D NESTING (rys. 19), służącym do optymalizacji jednoczesnego rozkładu wielu różnych blach, celem ich wycinania z arkuszy półfabrykatów. Środowisko to zostanie szerzej omówione w jednym z kolejnych artykułów.

nesting 2d

Opracował dr inż. Adam Budzyński