Rhinoceros a průmysl
Plošný modelář Rhinoceros je v oblasti strojírenství a průmyslové výroby zajímavým doplňkem vašeho velkého CADového systému. Za zlomek nákladů, navždy a bez předplatného a udržovacích poplatků.
Rhinoceros v průmyslu: švýcarský nůž 3D modelování
Rhinoceros je všestranný program pro 3D modelování, který se stává stále populárnějším nástrojem v průmyslu a strojírenství díky své flexibilitě, přesnosti a rozšiřitelnosti. S jeho pomocí mohou inženýři a designéři snadno vytvářet komplexní geometrické tvary hladkých, organických tvarů. Rhino se vyznačuje mimořádnou schopností zpracovávat a editovat NURBS křivky, plochy a tělesa. Rhinoceros je plošný modelář, to znamená že váš model nemusí být uzavřený a můžete tak opravovat i velice poškozené modely, které by se do vašeho objemového modeláře ani nenačetly.
Přesné a komplexní modelování
- Detailní modely: Rhino umožňuje vytvářet velice detailní a přesné 3D modely strojírenských součástí, což je zásadní pro správnou funkci a výrobu.
- NURBS i polygonové modelování: S NURBS a mesh modelováním lze vytvářet komplexní geometrické tvary, od jednoduchých objektů až po komplexní modely.
Efektivita a pružnost návrhu
- Rychlé iterace: Rhino umožňuje rychle upravovat a iterovat návrhy, což maximalizuje produktivitu a umožňuje strojním inženýrům snadno přizpůsobovat návrhy.
- Prototypování a simulace: integrace s nástroji pro simulaci a prototypování umožňuje Rhino uživatelům testovat a ověřovat své návrhy před výrobou.
Kompatibilita a spolupráce
- Integrace s CAD/CAM software: Rhino poskytuje snadnou integraci s dalšími CAD systémy, což je klíčové pro strojírenské aplikace a spolupráci v multidisciplinárních projektech.
- Export do výrobních formátů: Rhino podporuje různé formáty souborů, což usnadňuje export designů do formátů kompatibilních s výrobními technologiemi, jako je CNC obrábění a 3D tisk.
Rhinoceros představuje pro strojírenství neocenitelný nástroj, který nabízí nejen široké možnosti pro 3D modelování a design, ale také podporuje integraci s různými výrobními a simulačími technologiemi. Jeho schopnosti umožňují strojním inženýrům a designérům převádět technické výzvy do efektivních a inovativních řešení.
Rhinoceros není náhrada, ale šikovný doplněk vašeho velkého CADu
Rhinoceros ze své podstaty není konkurentem žádného velkého CAD systému, ale je jeho skvělým doplňkem. S Rhinem můžete rychle a elegantně vyřešit spoustu problémů, které by se ve velkém CADu řešily těžkopádně a zdlouhavě. Rhino je váš šikovný kámoš, který vás neomezuje složitými postupy a umožňuje vám provádět úpravy modelů až do úrovně řídicích bodů jednotlivých křivek a ploch, pracovat se střihy ploch, opravovat degradované plochy a podobně. Rhinoceros je plošný modelář, není to objemový modelář s konstrukčním stromem, z čehož vyplývá jeho lehkost a volnost při modelování. Obecně v Rhinu modelujete spíše designérské (vnější, pohledové) části svých výrobků, zatímco ve svém CADu vytváříte jeho "vnitřnosti".
Se samotným Rhinem bez jakýchkoliv doplňků můžete například:
- přesně vymodelovat jakýkoliv technický či organicky komplikovaný 3D tvar i kreslit a kótovat ve 2D
- načítat a opravovat silně poškozené soubory IGES nebo STEP, které se nenačtou do objemových modelářů
- načítat a ukládat velké množství souborových formátů, např. IGES, STEP, VDA, DWG, DXF, OBJ, STL, ale i SolidWorks
- převádět tvarově nekomplikované polygonové sítě a mraky bodů na hladké NURBS plochy
- analyzovat a opravovat polygonové (STL) sítě, hledat a zalepovat díry, volné hrany apod.
- analyzovat plochy a tělesa z hlediska křivosti, rozvinutelnosti, úhlu úkosu, návaznosti nebo spojitosti
- vytvářet prostorové řezy a průniky, promítat křivky na plochy nebo stříhat doslova cokoliv čímkoliv
- pomocí skriptovacích a programovacích jazyků (RhinoScript, VB Script, C++, Python...) automatizovat libovolné úlohy
- Pomocí prostředí Grasshopper pro vizuální programování lze vytvářet skripty nutnosti znalosti klasického programování, tedy psaní kódu
- pracovat v českém uživatelském prostředí a učit se z české učebnice
K Rhinu si můžete díky jeho otevřené architektuře pořídit spoustu doplňků, například pro
- CAM - obrábění, frézování a řezání pomocí modulu RhinoCAM
- reverse engineering s modulem Mesh2Surface
- nesting (rozložení objektů na plochu tak, aby ji co nejlépe vyplnily - je součástí zmíněného modulu RhinoCAM )
- načítání nativních CAD dat (například CATIA 4-6, ProE, Inventor, SolidEdge, UG...) pomocí modulu DATAKIT
- programování průmyslových robotů Kuka, ABB a dalších
Za zlomek ceny, kterou jste čekali, dokáže Rhino mnohem více, než jste doufali.
Například...
...TRITIUM - první supersport kompletně navržený a zkonstruovaný v Rhinu.
Autorem kompletního 3D výrobního modelu finského supersportovního vozu Tritium je bulharský uživatel vystupující pod přezdívkou Bobi. Projekt začal modelovat v Rhinu 5, poté postupně ve verzích 6 a 7. Vždy to bylo holé Rhino bez dalších pluginů. Bobi o projektu říká: "Bez Rhina by tento projekt nespatřil světlo světa, takže děkuji společnosti "McNeel" za poskytnutí tak kompletní sady nástrojů schopné pokrýt mnoho aspektů procesu navrhování!".
Bobi publikoval obrovské množství informací a obrázků, fotografií a screenshotů z tohoto projektu v tomto diskusním vlákně na diskusní skupině Rhina.
 |
 |
 |
 |
V současné době už má Tritium oficiální homologaci. Uvažuje se o výrobě limitované série 11 kusů, přizpůsobitelných podle požadavků zákazníka.
A jeden "fun fact" na závěr. Všimněte si, před jakou budovou je Tritium foceno a natáčeno. Jedná se o knihovnu Oodi v centru Helsinek. Bobi o ní v diskusi napsal: "Je to skvělá náhoda, že tato konkrétní budova byla také vytvořena v Rhinu/Grasshopperu! To jen dokazuje, jak velkou popularitu si Grasshopper získává a je považován za preferovaný nástroj pro takové kreativní architektonické návrhy".
Převod CAD dat - načítání i export nativních CADových formátů
Obvyklá bolest konstrukčních firem - dodavatelé používají CAD XY, svá data exportují pouze v jeho nativním formátu a vůbec se s vámi nehodlají bavit o tom, že by je přeukládali do jiného formátu či nedejbože je posílali přímo v tom, který načtete vy.
V lepším případě alespoň pošlou obecný, ale chybový IGES nebo o mnoho lepší STEP, který Rhino načítá velice hezky. Pořád se ale jedná o obecné formáty a každý převod je zatížen potenciální chybou - na straně toho, kdo jej exportuje i na straně toho, kdo jej pak načítá.
Řešením této situace jsou importní převodníky pro Rhino od francouzské firmy DATAKIT. Tato firma se po celou dobu své existence věnuje jenom převodníkům a je v tom opravdu dobrá.
DATAKIT vytváří převodníky také pro 3D modelář Rhinoceros. Nabízí balík převodníků pro import i export geometrie, v nabídce má také "balík těchto balíků" - za zvýhodněnou cenu si můžete koupit import i export.
Na obrázku vlevo vidíte výpis všech vstupních i výstupních formátů, které můžete do Rhina načítat či z Rhina exportovat pomocí převodníků DATAKIT.
Inženýrská analýza v Rhinu
Rhinoceros (případně jeho nadstavba pro vizuální parametrické programování Grasshopper), který se dá rozšířit o pluginy pro MKP analýzu, tedy analýzu metodou konečných prvků. Tyto pluginy umožňují uživatelům provádět komplexní analýzy přímo v prostředí Rhina, čímž se zefektivňuje proces návrhu a vývoje, protože uživatel není nucen opouštět své modelovací prostředí a exportovat data do jiného programu. Podívejme se na některé zajímavé možnosti analýzy modelů v Rhinu.
Karamba3D pro Grasshopper
Karamba je interaktivní MKP zásuvný modul pro Grasshopper, který je často využíván architekty pro analýzy a optimalizace konstrukcí.
Intact.Simulation pro Grasshopper
Intact.Simulation pro Grasshopper, nástupce softwaru Scan&Solve Pro, je software pro simulaci konečných prvků bez nutnosti generování analytických polygonových sítí, který přináší průmyslovým návrhářům a konstruktérům nezvyklou flexibilitu při simulaci. Díky eliminaci složitého předzpracování geometrie a vytváření sítí se nyní uživatelé mohou soustředit na své návrhy bez časově náročných překážek při nastavování.
Webinář k modulu Instact.Simulation
TRmesh a TRfem
TRmesh je zásuvný modul pro Rhino, který slouží k robustnímu a výkonnému generování čtyřstěnných (tetraedrických) sítí, známých také jako nestrukturované sítě. Od ostatních mesherů se liší tím, že je přímo založen na API rozhraní Rhina. To mu umožňuje být extrémně rychlý a flexibilní, protože provádí přímé dotazy na vzdálenost a zcela vynechává mezikrok síťování polygonových trojúhelníků/obdélníků plochy.
TRfem je 3D řešič přenosu tepla pro analýzu energetické náročnosti budov a udržitelnosti. Čtyřstěnnou síť lze zadat ručně nebo ji lze získat z TRmesh.
Webinář o pluginech TRmesh a TRfem s jeho autorem:
Má smysl vizualizace ve strojírenství a v průmyslu obecně? Samozřejmě ano!
Vizualizace strojírenských CAD modelů, vizualizace dílů, vizualizace strojních celků... má smysl provádět vizualizaci průmyslových CAD modelů? Ano - hned z několika důvodů:
Zlepšení komunikace: vizualizace CAD modelů umožňuje firmám lépe komunikovat s klienty, dodavateli a interními týmy. Realistické obrázky a animace pomáhají lépe prezentovat návrhy a koncepty a usnadňují pochopení složitých technických detailů. Předveďte své modely tak, jak budou s reálnými materiály ve skutečnosti vypadat - ne tak, jak si možná myslí nebo dovodí zákazníci z CADových stínovaných náhledů.
Zvýšení efektivity: vizualizace umožňuje zefektivnit proces vývoje produktů. Vizualizace modelů v rané fázi vývoje umožňuje identifikovat a řešit estetické i jiné problémy dříve, než se projeví ve fyzických prototypech. To pomáhá firmám ušetřit čas a peníze.
Zlepšení marketingu a prodeje: Vizualizace produktů hraje důležitou roli v marketingu a prodeji. Realistické obrázky a animace produktů pomáhají firmám zaujmout zákazníky a zvýšit prodej. Na webu a na produktových letácích budou vizualizované modely vypadat vždy lépe než různé poloamatérské fotografie výrobků v různorodých světelných podmínkách, protože při vizualizaci je snadné dodržet stejné materiály, umístění i osvětlení modelu - teď i za pár let.
Na vizualizace v průmyslu doporučujeme renderovací program KeyShot. Jeho výhodou je české rozhraní, snadné naučení, pohodlné ovládání, interaktivní práce s materiály, osvětlením a texturami v reálném čase a v neposlední řadě podpora mnoha různých průmyslových CADů:
|
PTC Creo |
Siemens NX |
Fusion 360 |
Revit |
SOLIDWORKS |
|
Rhinoceros |
Solid Edge |
Alibre Design |
ZW3D |
IronCAD |
Jak sami opakovaně na různých místech prohlašujeme, námi nabízené produkty reálně využíváme při své práci. Vizualizace v KeyShotu v tomto ohledu není výjimkou, proto vám můžeme představit některé naše vizualizace průmyslových objektů a celků, které jsme na základě dodaných CADových dat vytvářeli v KeyShotu.
Pro Modelárnu Novák jsme například vytvořili desítky vizualizací různých přípravků za účelem propagace výrobků modelárny na letácích a na webu firmy:
Plazmovací přípravek, Modelárna Novák
Kontrolní přípravek s diagnostikou, Modelárna Novák
Ustavovací přípravek, Modelárna Novák
Na dokreslení možnosí KeyShotu při vyzualizaci průmyslových modelů připojujeme několik skvělých prací od různých autorů z celého světa:
CNC obrábění (frézování, soustružení, vrtání, řezání..) v modulu RhinoCAM
RhinoCAM je obráběcí zásuvný modul pro 3D modelovací program Rhinoceros. Jeho autorem je americká společnost MecSoft Corporation. Spolu s Rhinem tak tvoří komplexní CAD/CAM prostředí, ve kterém můžete nejen generovat dráhy nástroje a přeložit je do formátu řídicího systému vašeho stroje, ale i tvořit, importovat, upravovat a analyzovat geometrii. Při jakékoliv změně tvaru modelu nebo parametrů obrábění lze dráhy nástroje ihned přegenerovat. Odpadá tedy zdlouhavý a potenciálně chybový export do externí CAM aplikace.
Můžete pracovat s nativními geometrickými daty Rhina, stejně jako použít jakékoliv jiné typy dat, které lze do Rhina importovat, jako jsou tělesa, plochy a polygonové sítě. Poté můžete využít širokou paletu pomůcek RhinoCAMu pro generování dráhy nástroje RhinoCAMu a vytvořit tak obráběcí operace a asociované dráhy nástrojů. Tyto dráhy lze simulovat a verifikovat a nakonec lze provést jejich postproces do řídicího systému dle vaší volby.
RhinoCAM je nabízen v několika konfiguracích:
RhinoCAM Xpress
Tento všeobecný obráběcí program je určen hobby nadšencům, modelářům a studentům . Je vhodný jako úvodní vstup do CAM programování. Tento modul nabízí 2 a 3osé metody obrábění. Nabízí nejen dostatečné výrobní metody a snadnou použitelnost a vysokou efektivitu, ale také velice nízkou cenu, která neodradí ani zákazníky s nízkým rozpočtem.
RhinoCAM Standard
Základní obráběcí modul pro všeobecné použití. Varianta Standard obsahuje 2-1/2osé a základní 3osé frézování a vrtání. Obsahuje stovky postprocesorů a také generátor postprocesorů, kde si může uživatel postprocesory upravovat nebo vytvářet. Díky dostatečné vybavenosti výkonnými výrobními metodami a snadnosti použití není tento balík pouze efektivní, ale nabízí také velice atraktivní cenu pro zákazníky s omezeným rozpočtem nebo pro začátečníky.
RhinoCAM Expert
Tato verze obsahuje kromě veškeré funkčnosti verze Standard navíc obrábění ve 4. ose, které je určeno zejména šperkařům. Umožňuje 4osé indexované a kontinuální hrubování a dokončování. Provádí i křivkové kontinuální obrábění, jako je 4osé čelní frézování, kapsování, profilování a gravírování.
RhinoCAM Pro
Tento výkonný balík je ideální pro výrobu forem a nástrojů, obrábění dřeva, rapid prototyping a všeobecné obrábění. Tento program se pyšní silnými strategiemi generování dráhy nástroje a funkcemi účinné kontroly obráběcího nástroje pro obrábění jemných detailů, přičemž je stále zachována snadnost obsluhy. Tato verze je vhodná pro pokročilé uživatele s náročnými výrobními požadavky (tento program v sobě zahrnuje i výše zmíněný doplněk pro 4. osu).
RhinoCAM Premium
Nejvyšší verze obsahuje veškerou funkčnost verze Pro a navíc disponuje silnými funkcemi pro 5osé kontinuální obrábění. Je vhodná pro vysoce sofistikované frézování v leteckém průmyslu, výrobě složitých forem a nebo pro obrábění dřeva. Nabízí metody kontinuálního frézování jako je normálové obrábění plochy, obrábění bokem nástroje, po křivce nebo mezi dvěma křivkami.
RhinoCAM EDU Lab - školní multilicence
Nad rámec výše uvedených konfigurací je dostupná také školní verze. Jedná se o plný RhinoCAM 2020 Pro v multilicenci pro 5 stanic.
Nesting zdarma v pluginu OpenNEST
Nesting znamená vyskládání křivek nebo těles na danou plochu tak, aby co nejlépe využily dosupný prostor a minimalizovaly tak odpad. V programech pro nesting pak můžete většinou specifikovat další podmínky, jako je počet opakování objektů, povolené otáčení objektů, možnost umisťovat objekty dovnitř otvorů v jiných objektech a podobně.
Bezplatný zásuvný modul OpenNEST pro Grasshopper těmito a mnoha dalšími vlastnostmi disponuje. Můžete si ho stáhnout na této stránce.
