Modelagem Paramétrica de Superfície vs. Modelagem de Subdivisão

Engenheiros e designers estão cada vez mais sendo usados ​​para desenvolver a aparência de novos produtos. O apelo visual de um produto geralmente desempenha um grande papel em sua popularidade. É por isso que, especialmente durante a fase de concepção do projeto, muitas vezes você deseja fazer vários modelos rapidamente para ter uma ideia mais clara do que o cliente deseja.

As formas orgânicas são difíceis de construir com modeladores paramétricos. Se você leva o dia todo para criar um conceito e outro dia para modificá-lo, leva dois dias e você ainda está com aquele primeiro conceito. Tirando proveito da modelagem de subdivisão (Sub-D), você pode agilizar a ideia ou o estágio conceitual do projeto porque não precisa configurar toda a subestrutura (curvas, superfícies, etc.) necessária na modelagem paramétrica.

Tanto a modelagem paramétrica quanto as técnicas de modelagem de subdivisão são usadas para criar os modelos finais que entrarão em produção. As pessoas costumam presumir que a modelagem de subdivisão é apenas para a fase de conceito do projeto, mas isso não é verdade. Modelos criados usando técnicas de modelagem de subdivisão geralmente vão direto para a produção, sem a necessidade de recriar o modelo usando técnicas de superfície paramétricas.

No entanto, na maioria das vezes, os modelos criados com técnicas de subdivisão de superfície são aumentados com recursos paramétricos, como furos, chanfros, nervuras, recursos de casca, etc. O modelo resultante é composto de geometria criada usando subdivisão e tecnologias paramétricas. Ambas as tecnologias – subdivisão e modelagem paramétrica – têm prós e contras. Uma análise mais detalhada de cada tecnologia o ajudará a saber qual abordagem pode ser a melhor para seus projetos.

Modelagem paramétrica

Os clientes SOLIDWORKS® conhecem o poder da modelagem paramétrica, que permite controlar a geometria parametricamente com dimensões – se você alterar alguma coisa, todo o modelo será atualizado automaticamente, sem a necessidade de redesenhar os modelos. Você pode integrar inteligência a um design; Esses sólidos “inteligentes” facilitam a troca com outros engenheiros que podem determinar rapidamente a intenção do projeto. Além disso, as restrições usadas na modelagem paramétrica garantem que quaisquer modificações feitas no projeto sejam feitas com a intenção do projeto em mente.

A modelagem paramétrica é baseada em NURBS (linhas B racionais não uniformes). A geometria da superfície é literalmente resolvida com uma rede de ranhuras que direcionam o formato da superfície. Graças a este método de geração da geometria, as superfícies podem ser precisas, pois existe uma matemática real que orienta a forma das ranhuras; portanto, pode ser reduzido e restringido. As curvas que conduzem as superfícies NURBS podem ser de qualquer grau: 1º (superfícies planas), 2º (cilíndrico ou cônico) e 3º (B-rep).

Modelagem por subdivisão

Muitos clientes do SOLIDWORKS já estão aproveitando os benefícios da modelagem de superfície com a abordagem de modelagem Sub-D do 3D Sculptor na plataforma 3DEXPERIENCE®. A modelagem de superfície Sub-D é super rápida para criar formas contornadas, ergonômicas e orgânicas. Fazer alterações é tão fácil que não há necessidade de pensar no futuro para fazer um plano detalhado – 3D Sculptor é a conceituação sobre esteróides.

A modelagem de subdivisão usa um método para gerar uma superfície a partir de uma série de pontos no espaço. (Dê uma olhada no algoritmo Catmull-Clark que cria superfícies curvas usando modelagem de superfície de subdivisão.) Os pontos são conectados por arestas, criando uma malha de retângulos. A superfície é criada executando um esquema de refinamento na malha retangular, terminando com uma superfície lisa abaixo dela.

No 3DSculptor, convertemos Sub-D em NURBS, para que possa ser trabalhado como qualquer outro recurso CAD: corte, descascamento, chanfro, etc. A conversão automática para NURBS é extremamente precisa em relação à geometria Sub-D original.

Vantagens e desvantagens da modelagem paramétrica de superfície

A maioria de vocês provavelmente está familiarizada com a modelagem paramétrica de superfícies. Normalmente, uma subestrutura, como um esqueleto, de curvas, superfícies, planos, pontos, etc., é criada para usar em lotes e superfícies de mistura. Combinar isso com a capacidade de interceptar e aparar superfícies permite que você crie formas exclusivas que podem ser controladas parametricamente, modificando as dimensões dos recursos de esqueleto subjacentes.

Muitos engenheiros e projetistas se sentem muito à vontade com essas técnicas de superfície, e elas provaram ser uma técnica de sucesso por décadas. No entanto, essa técnica tem algumas desvantagens. Em primeiro lugar, você precisa ter uma ideia bastante clara da forma que deseja criar. Isso provavelmente significa passar por vários modelos de teste de conceito e / ou esboços manuais para chegar ao ponto em que você realmente deseja gastar o tempo extra fazendo a versão final. Mesmo uma pequena mudança nos detalhes, como adicionar um vinco em bolha a uma superfície lisa em um modelo, pode significar ter que voltar e recriar a subestrutura original do esqueleto, possivelmente levando horas de reajuste.

Além disso, pode ser difícil criar as superfícies curvas suavemente contínuas que tantos designers desejam criar em todos os seus modelos. Eles frequentemente recorrem ao filetamento, que é uma excelente técnica para criar superfícies lisas, mas não dá os mesmos resultados relacionados à luz refletida que seriam obtidos com uma superfície de curvatura contínua.

Vantagens e desvantagens das superfícies sub-D

Menos familiar para a maioria dos engenheiros e designers é a modelagem Sub-D. O SOLIDWORKS 3D Sculptor oferece recursos de modelagem Sub-D em um navegador. Na modelagem Sub-D, você pode empurrar e puxar a geometria da malha como se ela fosse feita de argila para criar sua forma. Muitas vezes, é projetado em torno de um conjunto de peças 3D ou projetado com uma imagem para referência no fundo, dando a você uma ideia de quão longe empurrar e puxar a geometria. Também possui funções que permitem criar arestas duras (para dobras e superfícies planas). Também é fácil aumentar a forma inicial extrudando e dobrando a geometria. E a escala do modelo pode ser controlada dimensionalmente pelas dimensões da caixa delimitadora.

Uma grande vantagem de usar a modelagem Sub-D é que modelos radicalmente diferentes podem ser desenvolvidos rapidamente simplesmente empurrando, puxando, extrudando e dobrando a geometria. As superfícies são naturalmente contínuas em curvatura, o que dá uma aparência orgânica, exceto onde você deseja dobras e superfícies planas. Isso torna o trabalho com clientes finais muito mais gerenciável, seja pessoalmente ou em uma reunião online.

Mudanças radicais de design podem ser feitas em tempo real, permitindo que você colabore com o cliente para obter a forma desejada. Tentar fazer isso quando o modelo é construído usando técnicas paramétricas de superfície geralmente envolve fazer anotações ou marcar um desenho ou imagem para o projeto, horas de remodelação e depois outra reunião. A capacidade de criar rapidamente várias versões do modelo é a chave para obter a aceitação do projeto do cliente no início do processo e acelerar a entrega final.

Mas a modelagem Sub-D também tem algumas desvantagens.

A modelagem Sub-D não é ideal para criar recursos comuns, como furos, nervuras, chanfros, etc., recursos geralmente encontrados em peças fundidas e de plástico. Adicionar esses recursos requer acesso aos recursos paramétricos, como os encontrados na área de trabalho do SOLIDWORKS e em ferramentas baseadas em navegador, como o SOLIDWORKS 3D Creator. Felizmente, é rápido e fácil alternar entre os recursos de modelagem Paramétrica e Sub-D ao usar o Criador 3D e o Escultor 3D – é literalmente um clique de um botão. Em um momento você está criando superfícies paramétricas e recursos com o 3D Creator, e no próximo você está criando superfícies de subdivisão com formas lindas com o 3D Sculptor. 3DEXPERIENCE SOLIDWORKS traz para você o melhor de todos os mundos em uma oferta: 3DEXPERIENCE SOLIDWORKS, 3D Creator, 3D Sculptor, bem como acesso à plataforma 3DEXPERIENCE.

Qual é melhor?

Como já mencionado, tanto a modelagem paramétrica de superfícies quanto a modelagem de superfícies Sub-D têm suas vantagens e desvantagens. Mas está claro que, pelo menos na fase conceitual, a modelagem Sub-D pode melhorar significativamente a obtenção de um projeto acordado de forma mais rápida e fácil do que a modelagem paramétrica de superfície. Além disso, se as alterações em seu modelo durante a fase de projeto / detalhe exigirem uma remodelação significativa, também pode ser vantajoso usar técnicas Sub-D porque as alterações são mais rápidas e fáceis de incorporar. E, finalmente, se o seu projeto tiver curvatura contínua em toda a superfície, também pode ser vantajoso usar a modelagem Sub-D em vez da modelagem paramétrica de superfície.

Se você for um cliente de desktop do SOLIDWORKS que já usa modelagem de superfície, deverá ver a modelagem Sub-D apenas como uma nova ferramenta na caixa de ferramentas. No entanto, a realidade é que uma combinação de modelagem de superfície Sub-D e paramétrica é geralmente a melhor solução para a maioria dos projetos. Muitos usuários conseguem otimizar fluxos de trabalho, às vezes concluindo projetos na metade do tempo, aproveitando a modelagem paramétrica do SOLIDWORKS e a modelagem 3D Sculptor Sub-D.

Mais informações

3DEXPERIENCE SOLIDWORKS conecta a solução CAD 3D SOLIDWORKS líder do setor com a plataforma 3DEXPERIENCE, um único ambiente de desenvolvimento de produto baseado em nuvem e inclui Sub-D e modelagem paramétrica de superfície.

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