TopSolid’Wood a bútoripar számára II.

A 2012/04-es számban megjelent cikk a TopSolid'Wood CAD-CAM szoftverről több kolléga kíváncsiságát is felkeltette.

Ezért - az igények kielégítésére -, egy teljesen egyedi, gyerekszobai ágy modellezésének a lépésein keresztül mutatom be a program lehetőségeit. A bemutatott program nem egyszerűen egy látványtervező és árajánlatadó szoftver, ezért röviden a működési elvéről is említést teszek. A tervezés során igen gyorsan 3D-s térben modellezzük fel az alkatrészeket vagy az összeállított termékünket. Ebből a modellből gyorsan lehet készíteni alkatrész- vagy összeállítási rajzot, szabástervet, de CNC-megmunkálóközpontra megmunkálóprogramot is.

1. ábra: a méret paraméterének átírásával módosul a test	2. ábra: a módosított paraméterű test	3. ábra: csapbeállítás

A programmal a modellezés parametrikusan, asszociatív úton történik. (parametrikus = változtatható értékkel jellemzett, asszociatív = összekapcsol, társít). A fenti fogalmak gyakorlatilag azt jelentik, hogy a megrajzolt alkatrész vagy bútor méretét könnyen paraméterek segítségével lehet változtatni, csak a meghatározó paramétereket (adatokat) kell módosítani. Ekkor nemcsak a 3D látvány változik, hanem a megváltoztatott alkatrészhez kapcsolódó összes származtatott adat is (rajzok, szabásjegyzékek, CNC-megmunkálóprogramok is azonnal frissülnek). Vagyis a teljes digitális tervezési-gyártási technológiai lánc folyamatosan kapcsolatban van egymással. Ezt az egymástól való függést hívjuk teljes asszociativitásnak (teljes összekapcsolás).

4. ábra: a befoglaló téglatest megrajzolása után összetevő blokkokra kell bontani 1 – a feljárórész, 2 – az ágyrész, 3 – tárolószekrény, 4 – irattároló, 5 – íróasztal	5. ábra: a létrehozó blokkok határolólapjaiból kialakítjuk a szerkezeti elemeket. Éppen a szekrényfenék kijelölése és kihúzása történik	6. ábra: a marási pálya kijelölése kontúrral

A TopSolidban készült modellek nagyon egyszerűen módosíthatóak a parametrikus tervezésnek köszönhetően (1-2. ábra):
A TopSolid Wood program erős faipari funkciókat kapott a tömörfa-marás és csapolás terén, (3. ábra) mint a csapok
és csaprések készítése változatos kialakításban (szakállas, fészkes, dupla, ferde). Lehet önállóan, alkatrészenként csapolni, de megoldható két illeszkedő alkatrész kapcsolása is (még csavarozható is a kötés). A keretelemek kontraprofilos kötéssel is illeszthetők, mégis a pontos méretet kapjuk a szabásméretben.
A laptermékek megmunkálásából minden területet felölel a program. A modellekből szabásjegyzék és szabástérkép készíthető, akár a táblakiosztás is, teljes táblából való megmunkálás esetén. Különböző él- és lapborítások is elvégezhetők (fóliázás, posztformingolás).
Szerkezeti kötések közül a köldökcsapozást, lamellózást, excentert és csavarozásokat alkalmazhatunk. Beállíthatunk állítható polctartó furatokat. Különböző vasalatokat, szerelvényeket illeszthetünk be, ekkor a szükséges furatok is kialakulnak.
A program többféle alapanyagot is kezel, a faalapúakon kívül fémet, üveget, műanyagot is. Nemcsak a megjelenítésben, hanem a szilárdsági számításoknál is.
A megtervezett alkatrészek néhány kattintással behelyezhetők az adott cég megmunkálóközpontjába, és generálódik a megmunkálóprogram, amiről a következő számban bővebben olvashat.
A bemutatott tervezési feladat a következő lépésekből épül fel:
a) A tervezendő termék fő méreteinek és funkcióinak a meghatározása.
b) A meghatározott méretű és számú funkciós egység létrehozása befoglaló hasábok segítségével.
c) Az elkészített blokkokból a szerkezeti elemek kinyerése (oldal, tető, fenék stb.).
d) Minták, ívek, díszek elhelyezése.
e) Frontelemek elkészítése.
f) Hátfal helyének marása.
g) Szerkezeti kötések kialakítása.
h) Díszítő profilozás (akár egyedi profilkés készítésével is).
i) Élzárások kialakítása.
j) Vasalatok, szerelvények beillesztése.
k) Szükség esetén a szerkezetek terhelésés mozgásvizsgálata is elvégezhető.
l) Látványterv a bútorról.
m) Gyártási dokumentáció kinyerése.

Ez tulajdonképpen egy teljes technológiai folyamat!

7. ábra: minden marási műveletnél ki kell jelölni a maráspályát, ez lehet az alkatrész kontúrja, de választhatunk tetszőleges görbét is. A marási paramétereknél számos adatot lehet beállítani	8. ábra: a köldökcsapkiosztásra is több lehetőség van	9. ábra: az élzárandó alkatrész élkiválasztása szinte gyerekjáték
10. ábra: jól látható a kimunkált pánthely, a pántok és a többi szerelvény	11. ábra: végeselem-analízis segítségével szimulálható az asztallap deformációja. Jelen esetben 1000 N megoszló terhelést szimuláltunk a programmal, az ábráról leolvasható az 1,78 mm lehajlás, amit egy asztal alsó hátsó részére szerelt merevítőlappal csökkentettem le	12. ábra: a kész ágy látványterve

A tervezésről, modellezésről részletesebben: a tervezett gyerekszobai komplexumot a felnövekvő gyermekünk igényeihez igazítottam. Megbeszéltük, hogy szeretne egy ágyat, íróasztalt, tárolószekrényt a tanszereinek, ruháinak és a játékainak. Az is a kérések között szerepelt, hogy színes elemekből álljon, és ő ezt szeretné látni tervrajzként. Fontos megemlíteni még, hogy az íves, mart alkatrészeket MDF-ből, az egyenes színeseket laminált forgácslapból élzárva készítem, a program mindegyiket megfelelően tudja kezelni. A gyerekszoba mérete mivel igen szűkös, és az is szempont volt, hogy kamaszkoráig kiszolgálja ez a bútor, úgy döntöttem, hogy galériás jellegű emeletes ágyat készítek, amely alá az íróasztal és a tárolóelemek egy része elfér.
a) A fő méretek meghatározásakor abból indultam ki, hogy egy kamasz mérete közelít egy felnőttéhez. Ezért az ágybetét méretét tekintettem a bázisméretnek és azt, hogy az asztalhoz tudjon ülni nagyobb korában is. Több egységre bontottam a bútort: fekvőrész, íróasztal, hozzákapcsolódó tároló, polcos szekrény, a feljárást biztosító fiókos lépcső. Az így kapott adatokkal megkezdtem a bútor modellezését.
b) Első lépésként a bútor méretét befoglaló téglatestet rajzoltam, amit felosztottam az egységeknek megfelelő számú blokkokra. (4. ábra) A befoglaló méret és a blokkméret paraméteres, így szükség esetén néhány kattintással lehet a kész bútor méretét változtatni.
c) A létrehozott kis egységekből kihúzással (extrudálás) kinyerem a szerkezeti elemeket (oldal, tető stb.). Természetesen itt is paraméteresen adom meg az anyagvastagságot a gyorsabb munka és a könnyebb változtathatóság miatt. (5. ábra)
d) A szükséges díszítőelemek testműveletekkel egyesítés, kivonás, illetve megrajzolt minták transzformálásával tetszés szerint alakíthatók. A különböző
áttörések nemcsak az esztétika igényei szerint, hanem a biztonsági követelmények figyelembevételével is gyorsan alakíthatóak.
e) A frontelemek elhelyezésére több megoldás is van. Egyik lehetőség szerint megrajzolom az ajtó kontúrját és testté formálom, ekkor a használt formának csak a képzelet szab határt. A másik, hogy kész komponensként beillesztem a frontelemet a termékre és az felveszi annak méretét.
f) A hátfal modellezését megelőzi a szükséges hely kimunkálása. Erre lehetőséget kapunk a faipari műveletek parancssor alatt, ahol többek között választhatjuk az
árkolási vagy aljazási parancsot. Itt meg kell határozni a marási pályát és a szerszámadatokat, ezt követően megjelenik a kiválasztott marási alakzat. (6-7. ábra)
g) Miután kialakultak az illeszkedő alkatrészek méretei, jöhet a szerkezeti kötések kialakításának a feladata. A fent említett faipari műveletek parancssorból a kávakötések közül választhatunk köldökcsapos, lamellós vagy excenteres megoldást. Csupán kijelöljük a csapozandó felületet, a kezdő és a záró síkot, meghatározzuk a csapkiosztás fajtáját és már ki is van alakítva a kötés (8. ábra). Az egyforma darabokra csak rá kell ismételnia műveletet és a szerkezeti kötések készen vannak. Ha megfelelő szabályt hozunk létre, akkor a csapkiosztás igazodik az alkatrész méretéhez.
h) Az élek kerekítése végrehajtható hagyományos rádiuszolással is, de az említett faipari megmunkálások parancssorból választhatjuk a profilozás műveletet. Az utóbbi a célszerűbb, mert az adott szerszám nem csak a modellen alakít ki mintát, de a megmunkálóközpontokban azonnal pályaútvonal generálódik. A profilmaráshoz megjegyzem, hogy létrehozhatunk egyedi mintát is, ami csak az adott üzem sajátja, és azzal is a fenti eredményre jutunk.
i) Az élzárás a következő lépés. Választható több alaplehetőség, de létrehozhatunk itt is egyedi élzáró anyagot.
Azt talán említeni sem kell, hogy az élzáró anyag vastagságát levonja a lap méretéből, de lehetőség van e parancs
kizárására is. A modellezett bútoron tudjuk megjelölni a lezárandó éleket, így minimálisra csökken a tévesztés
lehetősége. Az anyagnorma kiegészül az élzáró anyagok listájával. (9. ábra)
j) Nagyon érdekes és hasznos funkció a következő művelet. A program több neves vasalatgyártó (pl.: Blum) termékét
tartalmazza beillesztési komponensként, így csak ki kell választani a szerelvényt (pánt, fiók), megfelelően tájolni és márbent is szerepel az elem a modellen. A beépített szerelvény nemcsak szimbolikusan és az anyagjegyzékben szerepel, hanem az elhelyezéséhez szükséges furatok is kialakulnak az alkatrészeken. A bútorvasalat működése szimulálható, ezáltal látványosabbá tehető a tervünk. (10. ábra)
k) A szerkezeti elemek különböző alkatrészeinek terhelésekor fellépő feszültségek és alakváltozások is jól megjeleníthetők a végeselem-analízisnek köszönhetően. (11. ábra)
l) Végső műveletként az elkészült bútorról látványterv is készíthető, ahol különböző anyagstruktúrák, hátterek
és számtalan egyéb kiegészítő segíti termékünk valósághű ábrázolását. (12. ábra)
m) Természetesen a gyártáshoz szükséges dokumentumok is gyorsan kinyerhetők a modelltérből. (13-14. ábra) A most leírt elkészítési folyamat egyedi bútoroknál az esetek többségében
így történik. Az azonos szerkezetű, de más méretű termékeknél ez a művelet jelentősen lerövidül, hiszen a megfelelő paraméter átírásával kész is az új bútor.

13. ábra: szabásjegyzék és a műhelyrajz készítéséhez szűrők segítségével táblázatból választjuk ki az alkatrészeket, a színezés és a vastagítás segíti a munkánkat	14. ábra: szabástérkép, akár megmunkálóközpontokhoz is

A szoftver számos tulajdonsága nem lett felhasználva a mintatermék gyártásakor.
Megemlítem a különböző alkatrészek illesztő vágását, a kontraprofilozást, különféle csapolásokat. Ha a cikkben leírtak felkeltették az érdeklődését, keresse meg cégünk honlapját, azon belül a Faipari megoldások oldalt. Itt letölthető a tervezésről készült videofelvétel, amin keresztül tanulmányozható a programunk kezelése.
A cikkhez tartozó teljes videó és leírás elérhető: http://www.cadcamsolutions.hu/woodterv1

Tetszett a cikk?