51
Fakulteta za strojništvo Eric Herženjak SODOBNA RAČUNALNIŠKA TEHNOLOGIJA ZA CAD/CAM Diplomsko delo Maribor, avgust 2011

ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

  • Upload
    others

  • View
    11

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Fakulteta za strojništvo

Eric Herženjak

SODOBNA RAČUNALNIŠKA TEHNOLOGIJA

ZA CAD/CAM

Diplomsko delo

Maribor, avgust 2011

Page 2: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

I

Diplomsko delo visokošolskega študijskega programa

SODOBNA RAČUNALNIŠKA TEHNOLOGIJA ZA

CAD/CAM

Študent: Eric Herţenjak

Študijski program: Visokošolski strokovni študij – Strojništvo

Smer: Proizvodno strojništvo

Mentor: izr. prof. dr. Miran BREZOČNIK

Somentor: doc. dr. Mirko FICKO

Lektor: diplomirana slovenistka Polonca Domonkoš (UN)

Maribor, avgust 2011

Page 3: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

II

Page 4: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

III

I Z J A V A

Podpisani ERIC HERŢENJAK izjavljam, da:

je bilo predloţeno diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom izr.

prof. dr. Mirana Brezočnika in somentorstvom doc. dr. Mirka Ficka;

predloţeno diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloţeno za pridobitev

kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;

soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjiţnici tehniških fakultet

Univerze v Mariboru.

Maribor, ________________ Podpis: ___________________________

Page 5: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

IV

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Miranu

Brezočniku in somentorju doc. dr. Mirku Ficku za

pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega

dela.

Prav tako se zahvaljujem vsem prijateljem, ki so z

menoj delili lepe in grenke trenutke v teh čudovitih

in nepozabnih študentskih letih.

Posebna zahvala velja staršema, ki sta mi

omogočila študij, me vzpodbujala ter mi vsa ta leta

stala ob strani.

Page 6: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

V

SODOBNA RAČUNALNIŠKA TEHNOLOGIJA ZA CAD/CAM

Ključne besede: računalniško podprta proizvodnja, CAD/CAM, strojna oprema,

programska oprema

UDK: 004.896(043.2)

Povzetek

Sodobna računalniška tehnologija CAD/CAM se čedalje pogosteje uporablja v naprednih

podjetjih v tujini in tudi v Sloveniji. Pomembno je vedeti kakšna aparaturna oprema za

CAD/CAM je danes na voljo, saj omogoča uspešno konstruiranje, modeliranje in

simulacije. V prvem delu diplomske naloge sem zato preučil sodobno programsko in

aparaturno opremo za CAD/CAM, ki je namenjena za konstruiranje, modeliranje in

simulacije. Prav tako sem na kratko opisal najpomembnejše vidike dodajanih tehnologij, ki

postajajo čedalje bolj integriran segment v CAD/CAM postopkih. V drugem delu naloge

sem izvedel anketo na področju Slovenije in še posebej v Občini Lendava, v kateri me je

zanimala zastopanost sodobne opreme za CAD/CAM. Anketa je pokazala, da podjetja med

seboj uporabljajo podobno sodobno programsko opremo, vendar pa so bistvene razlike v

uporabi le-te in dodajalnih postopkov, ki se jih v Sloveniji ţe kar precej uporablja.

Page 7: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

VI

MODERN COMPUTER TECHNOLOGY FOR CAD/CAM

Key words: Computer-aided Manufacturing, CAD/CAM, Hardware, Software

UDK: 004.896(043.2)

Abstract

CAD/CAM modern computer technology is often used in the production and enterprises

around the world, Europe and even in Slovenia. It is important to be familiar with the

history and development of CAD/CAM because a lot of new software and hardware

contain initial steps in designing, modelling and simulation. Today`s production is

fundamentally different from the past one, since the rapid manufacturing has growing

importance, which can be achieved through additive processes. The aim of the

questionnaire was based on the use of modern software and hardware, the area of research

has been Slovenia and commune of Lendava. Questionnaire showed that companies use

similar modern software, but the essential differences is that in percent Slovenia uses more

modern hardware and additive processes. We gathered state of appreciation with email

questionnaires.

Page 8: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

VII

KAZALO

1 UVOD ........................................................................................................................... 1

2 CAD/CAM .................................................................................................................... 2

2.1 OSNOVE CAD/CAM .............................................................................................. 2

2.2 ZGODOVINA CAD/CAM ........................................................................................ 3

3 SODOBNA PROGRAMSKA OPREMA ZA NAČRTOVANJE,

MODELIRANJE IN SIMULACIJE .................................................................................. 5

3.1 TRIRAZSEŢNI PROSTOR - 3D ................................................................................... 5

3.1.1 Kamera in upodabljanje v 3D ........................................................................... 6

3.1.2 Optimizacija scene ............................................................................................. 7

3.1.3 Uporabnost 3D v realnem svetu ........................................................................ 7

3.1.4 VRML ................................................................................................................. 7

3.2 GEOMETRIJSKO MODELIRANJE V 3D ....................................................................... 8

Vrste in razdelitev objektov po principu modeliranja .................................................. 8

3.3 AUTOCAD ............................................................................................................. 9

3.4 PRO/ENGINEER ................................................................................................. 10

3.5 SOLIDWORKS ....................................................................................................... 11

3.6 CATIA ................................................................................................................. 13

3.7 RHINOCEROS 3D ................................................................................................... 14

3.8 NX (UNIGRAPHICS) .............................................................................................. 15

3.9 EMCO WINNC .................................................................................................... 15

3.10 MOLDFLOW .......................................................................................................... 16

3.11 PAM-STAMP ...................................................................................................... 16

4 SODOBNA APARATURNA OPREMA ................................................................. 18

4.1 VR ČELADA IN VR ROKAVICE .............................................................................. 18

4.2 3D-MIŠKA ............................................................................................................. 19

4.3 3D-OČALA ............................................................................................................ 20

4.4 3D-SKENIRANJE .................................................................................................... 21

5 DODAJALNE IZDELOVALNE TEHNOLOGIJE V CAD/CAM POSTOPKIH

23

Page 9: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

VIII

5.1 STEREOLITOGRAFIJA............................................................................................. 24

5.2 3D-TISKANJE ........................................................................................................ 24

5.3 DRUGI DODAJALNI POSTOPKI ................................................................................ 26

6 ZASTOPANOST SODOBNE TEHNOLOGIJE ZA CAD/CAM V SLOVENIJI29

6.1 ANKETNI VPRAŠALNIK .......................................................................................... 29

6.2 REZULTATI ........................................................................................................... 29

6.2.1 Analiza odziva ................................................................................................. 29

6.2.2 Računalniški programski paketi ...................................................................... 31

6.2.3 Sodobna aparaturna oprema ........................................................................... 32

7 RAZPRAVA ............................................................................................................... 33

8 SKLEP ........................................................................................................................ 36

Kazalo slik

Slika 1: Izdelek s programom Pro/ENGINEER .................................................................. 11

Slika 2: Izdelek s programom SolidWorks .......................................................................... 13

Slika 3: Izdelek s programom CATIA V5 ........................................................................... 14

Slika 4: Delovanje programa EMCO WinNC ..................................................................... 16

Slika 5: Izdelek s programom PAM-STAMP ..................................................................... 17

Slika 6: 3D-miška podjetja 3Dconnexion ............................................................................ 19

Slika 7: 3D-skener ............................................................................................................... 21

Slika 8: Potek 3D-skeniranja ............................................................................................... 22

Slika 9: Potek 3D-tiskanja ................................................................................................... 25

Slika 10: 3D-tiskalnik .......................................................................................................... 26

Slika 11: Prikaz odstotek sodelujočih glede na območje anketiranja .................................. 31

Slika 12: Uporabnost programskih oprem po slovenskih podjetjih in v lendavski občini .. 31

Slika 13: Uporabnost aparaturne opreme po slovenskih podjetjih in v lendavski občini ... 32

Page 10: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

IX

UPORABLJENI SIMBOLI IN KRATICE

CAD – Computer Aided Design (računalniško podprto načrtovanje)

CAM – Computer Aided Manufacturing (računalniško podprta proizvodnja)

CADD – Computer Aided Design and Drafting (računalniško podprto načrtovanje in

proizvodnja)

3D – tridimenzionalni prostor

VR – Virtual reality (navidezno resničen)

MKE – Metoda končnih elementov

ISO – International Organisation for Standardization (Mednarodna organizacija za

standardizacijo)

Page 11: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 1

1 UVOD

Današnjega inţenirstva in proizvodnje si brez sodobne računalniške tehnologije (opreme)

ne moremo več predstavljati. Oprema nam omogoča, da različne scenarije, zasnove

oziroma oblike izdelka in njegovo delovanje preizkusimo še preden ga fizično izdelamo.

Tako se izognemo številnim stroškom, ki bi nastali, če ne bi uporabili omenjenega

pristopa. Danes so na voljo številni kompleksni računalniški programi, ki omogočajo

simulacijo različnih proizvodnih sistemov in postopkov. Npr. simulacija brizganja plastike

in preoblikovanja pločevine, simulacija delovanja robotskih in montaţnih sistemov,

simulacija toplotnih obremenitev mehanskih sklopov … Poleg sodobne programske

opreme pa potrebujemo tudi zmogljivo računalniško aparaturno opremo, ki mora

zagotoviti hitre in natančne simulacije.

Hiter tehnološki razvoj postavlja pred podjetja in industrijo vedno zahtevnejše ter hitrejše

naloge. Glavni cilj izdelave določenega izdelka mora temeljiti na treh osnovnih nalogah za

uspešno konkurenco: hitrost, kakovost in poceni izdelek. Tem pogojem se morajo

prilagajati tudi konstrukcija, gradnja in izkoriščanje obdelovalnih strojev. V današnji

proizvodnji se vedno bolj uveljavljajo računalniško krmiljeni obdelovalni stroji in

računalniško vodeni fleksibilni integrirani proizvodni sistemi. Naš svet zaznavamo

prostorsko, torej v treh dimenzijah: v višino, širino in globino. 3D-tehnologija se pojavlja v

vsakdanjem ţivljenju in njena široka uporabnost se je razvila tudi v tehniki.

Zaradi hitrega razvoja sodobne tehnologije za CAD/CAM sem preučil uporabo nove

tehnologije v slovenskih podjetjih, saj nam to pokaţe neko realno sliko, kako so slovenska

podjetja konkurenčna ostalim podjetjem po Evropi in svetu, s tem pa se pokaţe tudi

konkurenčnost Slovenije z drugimi drţavami po Evropi ter svetu.

Page 12: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 2

2 CAD/CAM

Termin CAD pomeni računalniško podprto konstruiranje, kjer konstrukter pri snovanju

izdelkov uporablja računalniške in programske sisteme. Snovanje in načrtovanje lahko

opišemo kot proces transformacije niza funkcionalnih specifikacij in kot opis zahtev v

celovit fizikalni predmet – produkt, ki v celoti izpolnjuje postavljene specifikacije in

zahteve.

2.1 Osnove CAD/CAM

V tem procesu določa konstrukter funkcijo produkta, njegovo obliko, lastnosti materiala,

način izdelave itd. Pri tem se opira predvsem na:

izkušnje (ţe izvedene rešitve, verzije izdelka, popravke),

informacije iz priročnikov,

standarde,

opravljene numerične analize (metoda MKE),

interna pravila in predpise v podjetju,

uveljavljeno prakso v podjetju ter

v veliki meri tudi na svojo lastno intuicijo.

Računalniško konstruiranje zajema naslednje aktivnosti:

snovanje in razvoj izdelkov,

konstruiranje sklopov, elementov in detajlov,

analiziranje in ovrednotenje konstrukcije ter

modificiranje. [7]

Računalniško podprto načrtovanje (CAD), poznano tudi kot računalniško podprto

načrtovanje in oblikovanje (CADD), je uporaba računalniške tehnologije za proces

Page 13: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 3

oblikovanja in izdelave tehniške dokumentacije. CAD programska oprema se nanaša na

programe, ki pomagajo inţenirjem in oblikovalcem v različnih panogah z načrtovanjem in

izdelavo fizičnih izdelkov, kot so: stavbe, mostovi, letala, ladje, avtomobili, mobilni

telefoni, televizorji, obleke, računalniki itd. CAD programska oprema se pogosto označuje

kot CAD/CAM programska oprema.

Računalniško podprta proizvodnja (CAM) je uporaba računalnikov za nadzor

proizvodnega procesa, posebej za nadzor strojev, orodij in robotov v tovarnah. V določenih

podjetjih in tovarnah je celoten proces, od zasnove do proizvodnje, avtomatiziran s

pomočjo povezave med CAD in CAM. Povezovanje fleksibilnih sistemov CAD/CAM z

računalniško vodenimi metodami distribucije in prodaje omogoča poceni proizvodnjo

velikih količin delno prirejenih izdelkov. [16, 17]

2.2 Zgodovina CAD/CAM

Inţenirji nekoč niso mogli predvidevati današnje CAD programske opreme. Niti tega ni

mogel matematik Evklid iz Aleksandrije, ki je 350 let p. n. š. začel razpravo o matematiki

v knjigi "The Elements". V njej je pojasnjeval postulate in aksiome, ki so temelji za

Evklidovo geometrijo, na katerem so zgradili današnjo CAD programsko opremo. Prva

prava CAD programska oprema se je pojavila več kot 2.300 let po Evklidu. To je bil zelo

inovativen sistem (čeprav je seveda primitiven v primerjavi z današnjimi CAD programi),

imenovan "Sketchpad", ki ga je razvil Ivan Sutherland okoli leta 1960. Sketchpad

(slovensko Skicirka) je računalniški program, pri katerem je lahko uporabnik s pomočjo

svetlobnega peresa risal po zaslonu in tako neposredno obdeloval predmete na njem preden

jih je shranil.

Sketchpad je bil prva CAD programska oprema na svetu, vendar je prva komercialna CAM

programska oprema programsko orodje za numerično krmiljenje z imenom PRONTO. Leta

1957 ga je razvil dr. Patrick J. Hanratty. Iz tega razloga je dr. Hanratty najbolj pogosto

označen kot "oče CAD/CAM".

Zaradi zelo visokih stroškov računalnikov so bili prvi komercialni uporabniki CAD

Page 14: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 4

programske opreme podjetja za izdelavo letal in avtomobilov. Prve generacije programske

opreme CAD so bile praviloma 2D priprave aplikacij, ki so jo razvili notranji proizvajalci

IT skupin (pogosto sodelujejo z znanstveniki iz univerz) in so bili v prvi vrsti namenjeni za

avtomatizacijo ponavljajočih se opravil priprave. Dr. Hanratty je zasnoval en tak CAD

sistem, imenovan DAC (Design Automated for Computer) na General Motors Research

Laboratories v sredini leta 1960. Lastniško programsko opremo CAD so razvili tudi

McDonnell-Douglas (CADD izšel 1966), Ford (PDGS izšel 1967), Lockheed (CADAM

izšla 1967) in še mnogi drugi.

Sprva je bil 3D (iz leta 1970) običajno omejen na proizvodnjo iz ročno pripravljenih risb.

Prvi program za 3D prostorsko modeliranje je izdelalo podjetje Mathematics Application

Group in se je imenoval SynthaVision, ki je izšel leta 1972. Vendar ni bil uporabljen kot

CAD programska oprema, ampak samo za opravljanje 3D-analiz izpostavljenosti

jedrskemu sevanju. 3D-modeli SynthaVision so bili podobni CSG (constructive solid

geometry) modelom, ki so jih kasneje razvili tudi za CAD programsko opremo. Napredek

programiranja in računalniške strojne opreme, predvsem prostorskega modeliranja leta

1980, je omogočil bolj vsestransko uporabo računalnikov v oblikovanju. Ključni izdelki za

razvoj programske opreme za načrtovanje se veţejo na leto 1981, in sicer trdno

modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik

CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John Walker

privedel do sistema AutoCAD 2D. Naslednji mejnik je bil Pro/ENGINEER v letu 1988, ki

je napovedal večjo uporabo modelirne metode in parametrično povezovanje parametrov

funkcij. Za računalniško načrtovanje razvoja je prav tako bilo pomembno prostorsko

modeliranje jedra paketov Parasolid (ShapeData) in ACIS (Spatial Technology Inc.), ki ju

je med letoma 1980 in 1990 razvijal Ian Braid. To je pripeljalo do sproščanja srednjega

razreda in paketov, ki so postali uporabni za več uporabnikov. To so bili recimo

SolidWorks leta 1995, Solid Edge (takrat Intergraph) leta 1996 in Autodesk Inventor iz leta

1999. [25]

Page 15: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 5

3 SODOBNA PROGRAMSKA OPREMA ZA NAČRTOVANJE,

MODELIRANJE IN SIMULACIJE

Število programske opreme za načrtovanje in proizvodnjo se je močno povečalo, kar

pomeni, da se je spremenilo tudi na nivoju konkurence. Industrija, podjetja, zasebni in

navadni uporabniki se odločijo za določeno opremo zaradi potrebe, zmogljivosti,

enostavnega načrtovanja, obvladljivosti ter seveda tudi zaradi same cene opreme. V

nadaljevanju vam bom na kratko predstavil najbolj uporabne programske opreme za

načrtovanje, modeliranje in simulacije.

3.1 Trirazsežni prostor - 3D

Trirazseţni prostor (ali tudi tridimenzionalni prostor) je prostor, ki ga določajo tri

razseţnosti, te so dolţina, širina in višina. Ta prostor je prav tako človekovo vsakdanje

ţivljenjsko okolje. 3D je bolj kot ne vezan na vejo računalniške grafike, vendar zavzema

tudi znanja iz fizike, matematike, optike … Po osvojenem znanju na področju 3D-

modeliranja nam ni več teţko uporabljati tudi ostalo programsko opremo. Vsako

programsko orodje temelji na istih principih, razlikujejo se le v detajlih, dinamiki in po

izgledu. Veliko je dejavnikov, ki določajo zakaj uporabiti določen program in v kakšne

namene:

tehnične vizualizacije,

animacije,

ilustracije,

barvni učinki.

Za katero programsko opremo se odločimo, ni odvisno samo od področja uporabe, ampak

tudi od zahtevnosti izdelka, ki ga izdelujemo. V te namene proizvajalci ponujajo testne

Page 16: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 6

različice svojih programov, ki jih potencialni kupci preizkusijo in se potem na podlagi tega

odločijo za opremo, ki je njemu in izdelavi izdelka najbolj primerna. [29]

3.1.1 Kamera in upodabljanje v 3D

Kamera predstavlja v navideznem prostoru vlogo opazovalca. Zaradi podobnih značilnosti,

ki jih ima kamera s fotografskimi, kinematografskimi in video kamerami ima tudi ta

podobne nastavitve v okolici. Osnovne karakteristike kamere lahko razdelimo na:

tip,

objektiv,

razmerje slikovne točke,

velikost slike.

Poznamo različne tipe kamer, ki jih v grobem lahko razdelimo na klasične in ortografske,

ostali modeli pa se med seboj razlikujejo po drugačnosti programov. Z ortografsko kamero

lahko upodobimo samo eno stranico objekta, saj kamera zazna le dve dimenziji. Za primer

lahko vzamemo tehniško risanje, kjer ţelimo narisati predmet v 3D obliki, vidimo pa samo

določen del risbe: naris, stranski ris in tloris. Klasična navidezna kamera se obnaša

podobno kot tista fizična, ki smo je navajeni iz fotoaparatov in video ter kino kamer, pri

tem pa nam največ pomaga podatek o objektivu.

Objektiv je zelo pomemben podatek, saj iz njega dobimo goriščno razdaljo. Manjša kot je

goriščna razdalja, bolj se širokokotno odziva kamera in obratno – če je goriščna razdalja

večja, ima kamera kvalitetnejši odziv, celo podobno teleobjektivu.

Razmerje slikovne točke je podatek, koliko se razmerje med horizontalnim in vertikalnim

delom razlikuje od ena. Za tisk in računalniški zaslon imamo razmerje točke 1:1. Velikost

upodobljenih slik podajamo v pikslih. Za razmerje med merskimi enotami za dolţino in

piksli se uporablja kratica dpi (ang. dots per inch). To razmerje nam pove koliko pikslov

mora digitalna slika vsebovati na dolţinsko enoto. Pri tisku knjig, revij, brošur in ostalih

finih medijev je priporočljiva ločljivost med 250 in 300 dpi, medtem ko pri večjih medijih,

kot so plakati, je dovolj tudi ţe ločljivost od 50 do 72 dpi. Pri digitalnih slikah se za

velikosti površine uporablja tudi Mpix (mega piksli), ki nam pove koliko milijonov pikslov

se nahaja znotraj te površine. [5]

Page 17: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 7

3.1.2 Optimizacija scene

Uporabnik in računalnik predstavljata zaključeno zanko, torej mora uporabnik posredovati

informacijo računalniku preko vhodne enote, ta pa jo vrne z novimi podatki, na katere

uporabnik ponovno reagira in svoje ukaze ponovno pošlje računalniku. Vsak izdelek ima

teoretično poljubne kompleksnosti geometrije, materialov in ostalih nastavitev, ki jih je

potrebno pri načrtovanju v realnem času emulirati. Med te spada redukcija poligonov. Tu

je potrebno najti primeren kompromis med njihovim čim niţjim številom (hitrost izračuna)

in dovolj velikim številom, da je razpoznavnost objektov zadovoljiva. Upodobljevalni

pogon za izračun v realnem času je programska oprema, ki je posebej realizirana in

optimizirana za upodabljanje v take namene. [5]

3.1.3 Uporabnost 3D v realnem svetu

Računalnik mora poleg izrisa slike v 3D večinoma še poskrbeti za obdelavo podatkov in

zato ni vseeno za kakšne namene ţelimo uporabiti te aplikacije. Nekaj najbolj poznanih

aplikacij:

računalniške igre,

znanstvene aplikacije,

simulacije,

povečana resničnost in povečana navideznost,

machinimo,

umetniška praksa in

VRML.

3.1.4 VRML

VRML (ang. kratica za Virtual Reality Modeling Language) je programski jezik za

modeliranje objektov v 3D ali svetov, saj prostorsko predstavlja to, kar predstavljajo

spletne strani v ploskovnem načinu. Ta način nam omogoča, da se sprehajamo po nekem

navideznem prostoru, ki nam poleg svoje okolice dodaja še dodatne informacije in

povezave na druge lokacije, tako podatkovne kot prostorske. [5]

Page 18: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 8

3.2 Geometrijsko modeliranje v 3D

Programi za 3D-grafiko morajo vsebovati tri komponente, ki so obvezni pogoj za

upodobitev slike:

objekt,

svetlobni izvor in

kamera.

Objekti so centralna pozornost slike, ki jo dobimo z modeliranjem ali s parametričnimi

enačbami. Pri tem moramo določiti še ostale optične lastnosti (materiali, teksture …), saj

jim modeliranje da le obliko. Svetlobni izvor nam definira intenziteto, barvo in tip

svetlobe, ki bo osvetljevala sceno, drugače bi v prostoru vladala popolna tema. Kamera

ima vlogo gledališča, ker po svetlobi na naš objekt vse posnema in ga prikaţe. Torej

imamo nakazan potek izdelave scene, ki se začne z modeliranjem objekta, sledi definicija

materialov (barva, odbojnost, prozornost …), nato postavitev scene, v katero so vključene

luči in kamere. Zadnja faza je upodabljanje, pri katerem pošljemo sliko v izračun.

Vrste in razdelitev objektov po principu modeliranja

Načini modeliranja so odvisni od namena uporabe teh objektov, saj so eni in drugi med

sabo zelo povezani. Torej jih po principu modeliranja lahko razdelimo na naslednje vrste

objektov:

poligoni,

DEM,

NURBS,

opisne krogle in

proceduralni objekti.

Najbolj pogosto uporabljen način modeliranja so poligoni. Poligoni so ploskve omejene

najmanj s tremi stranicami. Ločljivost objekta nam pove, iz koliko poligonov je nek objekt

sestavljen, pri tem pa dobimo definicijo: če je manj poligonov, bolj grobo deluje ločljivost

in obratno. 3D-aplikacije, ki se morajo izvajati v realnem času, imajo upodobitve določene

na največ 1/25 sekunde in tukaj je potrebno število poligonov zmanjšati tako, da bo čas

upodobitve primeren.

Page 19: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 9

DEM (Digital Elevation Model) je model, ki je baziran na ploskovno-slikovni informaciji

o reliefnosti. Ta princip se večinoma uporablja v topografiji in v simulacijah terenov.

Ploskev, torej slika v sivinah, nam pove, da najsvetlejši del pomeni največjo izobčenost,

medtem ko najtemnejši del pomeni neko ravnino, ki ne povzroči reliefne razlike. Ta model

je postal standard v programih za izračun in prikaz pokrajin, terenov.

NURBS (Non-Uniform Rational Basis Spline) so krivulje, ki so matematično določene in

sestavljene iz krivulje same in kontrolnih točk, ki so izven linije krivulje. Ker so

matematično določene je njihova kvaliteta linearna. NURBS so začeli uporabljati v

avtomobilski industriji, kjer so rabili zelo precizen opis objekta, kar pa so te krivulje v

bistvu tudi nudile. Postale so nepogrešljiv standard prav tako v industriji, strojništvu,

oblikovanju in ostalih vejah inţeniringa.

Proceduralni objekti so korak dalje z opisnimi kroglami, saj so enako definirani s teţiščem

in polmerom, vendar imajo proceduralni objekti tudi volumetrično in/ali reliefno strukturo.

[5]

3.3 AutoCAD

AutoCAD je najbolj poznan programski paket za računalniško podprto konstruiranje, saj se

uporablja na več različnih tehniških področjih:

strojništvo,

gradbeništvo,

arhitektura,

lesarstvo,

elektrotehnika.

Prva različica AutoCAD je bila predstavljena leta 1982. Posebnost tega programskega

paketa je, da deluje izključno na operacijskem sistemu Microsoft Windows, razvija pa ga

podjetje Autodesk. AutoCAD obsega tako 2D- kot tudi 3D-risanje in je zato razširjen na

različnih tehniških področjih, saj vsebuje mnogo dodatkov oziroma nadgradenj paketa.

Programski paketi AutoCAD:

Page 20: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 10

Autodesk Inventor,

Mechanical Desktop,

Architectural Desktop,

Autodesk Map 3D,

Genius 2D in 3D.

Datotečna zapisa DWG in DXF programa AutoCAD sta postala tudi neformalni standard

za CAD programe. Najbolj priljubljen program za konstruiranje je odlično opisala Ellen

Finkelstein, katerega se je naučila uporabljati v Izraelu ter po vrnitvi v ZDA začela

svetovati in poučevati o uporabi AutoCAD. [1, 10]

3.4 Pro/ENGINEER

Pro/ENGINEER je druţina integriranih aplikacij za razvoj izdelkov, ki jih lahko

uporabljamo v različnih področij tehnike, saj lahko podatke o izdelku spremljamo preko

celotnega razvojnega cikla in same eksplotacije do učenja. To je vrhunsko programsko

orodje za konstruiranje in modeliranje v okolju Windows, Unix in Linux. Vanj je

vključenih preko 100 posameznih modulov, ki se zdruţujejo v pakete. Ta programska

oprema vsebuje poleg CAD modula tudi ostale module za razvoj (CAM, CAE). Prvi

program je bil izdan leta 1988 in je tudi prvi začel na trgu s parametrično, asociativno

funkcijo, ki je temeljila na modeliranju. Od leta 2002 se je spremenil tudi uporabniški

vmesnik, saj so začeli za nove verzije programov uporabljati kodno ime »Wildfire«.

Program vključuje vsa orodja za modeliranje s polnimi telesi, kot so npr. posnetja, izvrtine,

zaokroţitve, navoj, rebra … Uporablja se avtomatično kotiranje skic pri katerih, če ţelimo

spremeniti dolţino stranice, se bo mera celotnega izdelka za toliko razširila tudi na

zaslonu. Je volumski modelirnik zasnovan na konstrukcijskih gradnikih, ki so definirani

kot najmanjši elementi oziroma bloki v posameznem volumskem modelu. Model je torej

sestavljen iz gradnikov, kar omogoča večjo fleksibilnost pri modeliranju in popravljanju,

sam potek oblikovanja modela pa je razviden iz zgodovinskega poteka.

Med posameznimi moduli Pro/E (Part, Assembly, Drawing, Manufacturing…) obstaja t. i.

asociativnost. Kadar npr. spremenimo mero določenega konstrukcijskega gradnika na

Page 21: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 11

modelu, se spremeni tudi ustrezna mera na risbi oziroma sestavu ter vseh ostalih modulih,

ki vsebujejo spremenjeni model, če le obstaja povezava z njim. Pro/ENGINEER je

parametričen programski paket, kar pomeni, da so konstrukcijski gradniki oziroma modeli

vodeni s parametri oziroma spremenljivkami, prav tako tudi njihovi medsebojni odnosi

(nadrejen-podrejen). Tako lahko kadarkoli spreminjamo mere oziroma atribute, kar vpliva

na povečano fleksibilnost konstruiranja in modeliranja. [4, 11, 12, 21]

Slika 1: Izdelek s programom Pro/ENGINEER

3.5 SolidWorks

Prva različica tega programskega paketa je bila predstavljena leta 1993. SolidWorks je

parametričen, volumski modelirnik, ki temelji na gradnikih in spada med razširjene

programske pakete za konstruiranje, simulacije in inţenirske analize. V osnovi je

sestavljen kot ostali podobni programi, torej zajema 3D-modelirnik, modul za sestavljanje

in modul za izdelavo tehniške dokumentacije. Moramo poudariti, da je moţno s tem

Page 22: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 12

paketom avtomatično izdelati 2D delavniške risbe in načrte ter vse nadaljnje spremembe

podatkov avtomatsko spremeni na dokumentaciji. Tako kot AutoCAD se tudi SolidWorks

uporablja na različnih tehniških področjih:

strojništvo,

elektrotehnika,

lesarstvo itd.

Ta programski paket se omenja kot zmogljiv in enostaven za uporabo, čeprav so po

zmogljivosti mogoče drugi programski paketi bolj razviti, vendar pa je po uporabi zelo

kompleksen in enostaven ter zato tudi tako priljubljen med večino uporabnikov. Vsebuje

tudi močno simulacijsko orodje (MKE), orodje za upravljanje s podatki (PDM), orodja za

vizualizacijo itd.

SolidWorks omogoča delovanje prek elektronske pošte, saj ima vgrajeno komunikacijsko

orodje eDrawings (elektronske risbe). Zaradi tega je izmenjava informacij v 2D in 3D, ob

zajemanju velikega števila konfiguracij kosov in sestavov komunikacije, močno

poenostavljena. Elektronske risbe so shranjene na enem mestu, ki mu pravimo internetna

knjiţnica elementov (3D Content Central). To je spletno okolje, ki omogoča hitro iskanje

točno določenega kosa ali sestava posameznega proizvajalca. Uporabnik izbran kos ali

sestav iz kataloga poišče na internetu in prenese na svoj računalnik ter s tem skrajša

izdelavo novega izdelka, saj ga ne rabi na novo modelirat. Ta knjiţnica se stalno osveţuje,

saj različni uporabniki v svetovni industriji prispevajo svoje risbe oziroma modele. [26]

Page 23: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 13

Slika 2: Izdelek s programom SolidWorks

3.6 CATIA

CATIA (angleško Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) je

komercialna programska oprema za CAD/CAM, ki jo je razvilo podjetje Dassault

Systemes. Prvi software je bil ustvarjen leta 1970 za razvoj Dassaultovega letala Mirage,

svojo ideologijo o modeliranju pa so usmerili tudi v avtomobilsko industrijo ter

strojegradnjo. Program je intuitiven in enostaven za uporabo orodij za vsa oblikovanja, od

svobodnih do kompleksnih oblik, saj uporabniku nudi rešitve za celoten proizvodni proces

izdelka, od zasnove in konstrukcije do analize in proizvodnje. [2, 27]

Page 24: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 14

Slika 3: Izdelek s programom CATIA V5

3.7 Rhinoceros 3D

Rhinoceros je novejša programska oprema za modeliranje v 3D. S pomočjo 3D

računalniške grafike je mogoče v virtualnem prostoru modelirati in načrtovati še

neobstoječe objekte in ţe oblikovane objekte, ki so bili predhodno zajeti s 3D-skenerjem

ali modelirani s katerokoli drugo 3D programsko opremo. Uporaba modelirnika je zelo

hitra in preprosta, kakor tudi široka, saj se pojavlja na vseh področjih, kjer je potrebna

vizualizacija oblike v 3D. Kot inţenirji začnemo najprej z idejami, po postopkih narišemo

skico, risbo in nastane nek fizični model, s tem pa imamo moţnost optičnega branja

podatkov. Rhinoceros zagotavlja orodje za natančno modeliranje in dokumente, ki so

pripravljeni za upodabljanje, animacije, oblikovanje, analizo, inţeniring in proizvodnjo

oziroma gradnjo. Programski paket nam zagotavlja zdruţljivost in izmenjavo datotek z

Page 25: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 15

drugimi programi in podpira tudi digitalizacijo za 3D, 3D-skenerje in 3D-tiskalnike. [13,

28]

3.8 NX (Unigraphics)

NX, znan tudi kot NX Unigraphics, je komercialni računalniški program za računalniško

podprto konstruiranje in je eden najstarejših programov za računalniško modeliranje trdnin

v treh razseţnostih. Razvilo ga je podjetje Siemens PLM. Poleg parametričnega in

površinskega modeliranja se uporablja še za inţenirske analize (statika, dinamika, elektro-

magnetnika, toplotne konstrukcije, MKE metode) in končanje oblikovanj z uporabo

modulov, ki so vključeni v obdelavo. NX v Evropi ni tako razširjen kot v ZDA, kjer ga

večinoma uporabljajo v letalski industriji. NX je neposredno konkurenčen drugim bolj

znanim programom, vendar bolj dostopen, saj je v niţje priznanem razredu in z laţjim,

izboljšanim uporabniškim vmesnikom. [8, 24]

3.9 EMCO WinNC

Programski paket WinNC je namenjen upravljanju in programiranju NC strojev ter

preverjanju napisanega programa s simulacijo v 2D ali 3D. Program EMCO WinNC

uporabljamo za programiranje CNC-struţnic, CNC-frezalnih strojev in simulacije le-teh.

Med raziskavo o uporabi programskih paketov sem bil presenečen nad podatkom, ki mi ga

je dala anketa, da veliko manjših podjetij oziroma samostojnih podjetnikov (s. p.) v

Pomurski regiji uporablja večinoma programski paket EMCO WinNC. Na podlagi tega

odkritja me je zanimalo, zakaj se podjetja odločajo za ta program. Pomoč sem poiskal v

dveh manjših podjetjih na območju občine Lendava, kjer so mi razloţili, da se ta program

uporablja predvsem zaradi kvalitetnega končnega izdelka ter nepoškodovanosti orodij.

Program vodi celoten postopek ter nas sproti opozori, če se drţaj ali orodje nenadoma

zaletita v izdelek ali stroj ali če sta izven delovnega prostora. V bistvu se uporablja kot

nekakšen »varnosti načrt«, s katerim se preveri ali je smiselno izdelati določen model. [3,

21]

Page 26: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 16

Slika 4: Delovanje programa EMCO WinNC

3.10 Moldflow

Programska oprema Moldflow se uporablja za simulacijo pri brizganju plastike.

Proizvajalcem pomaga do čim boljšega načrtovanja plastičnih delov, vbrizgavanja kalupov

in procesa brizganja plastike. Razvilo ga je podjetje Autodesk za digitalne prototipe, da bi

se zmanjšala potreba po dragih fizičnih prototipih, da bi se izognili morebitnim napakam

proizvodnje in da bi inovativne izdelke čim hitreje spravili na trg. [22]

3.11 PAM-STAMP

Ta program je namenjen za izvedbo digitalnih analiz postopkov preoblikovanja pločevine.

Je uporabniško prijazen, kar omogoča hitro pripravo modelov in hitro računanje. Prav zato

ga s pridom uporabljajo pri razvoju novih orodij in tehnologij v sodelovanju z

industrijskimi partnerji. Z njegovo pomočjo lahko v nekaj dneh napovemo značilnosti

izdelka po izvedbi preoblikovalnega postopka:

Page 27: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 17

končne debeline,

utrjenost materiala,

nevarnost porušitve,

iznos elastičnega izravnavanja,

optimalno začetno obliko platine,

sile za izvedbo preoblikovanja ipd.

Velika prednost tega programa je tudi, da omogoča direkten prenos podatkov o

značilnostih izdelka po preoblikovanju v programe za izvedbo simulacij crash-testov

avtomobilov. Izkušnje industrije kaţejo na to, da čedalje več naročnikov orodij zahteva, da

izvajalci, ki jih izberejo pri razvoju, uporabljajo digitalne analize. [23]

Slika 5: Izdelek s programom PAM-STAMP

Page 28: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 18

4 SODOBNA APARATURNA OPREMA

Nadgradnja računalniškega monitorja je v preprostejšem primeru uporaba 3D-očal z

metodo mrka, pri katerem sliko na zaslonu dojemamo globinsko.

4.1 VR čelada in VR rokavice

Primerna alternativa temu je čelada za navidezno resničnost ali krajše VR čelada (ang.

Virtual reality helmet). Ta čelada ima vgrajena dva prikazovalnika, vsakega za svoje oko

in v principu deluje kot stereograf ter ima dodatno vgrajen še detektor pozicije glave, ki

računalniku sporoča, kako je glava obrnjena glede na referenčno točko. Stereografi

delujejo na principu iste fotografije, ki je poslikana v istem trenutku z enako tehnično

konfiguracijo, vendar z rahlo drugačnega poloţaja. Gledanje stereografov ločimo tako, da

levo oko mora videti levo sliko in desno oko vidi desno sliko. Da to doseţemo,

najpogosteje dodamo pregrado med obema slikama.

VR čelade imajo izjemno dobro lastnost, saj ponujajo popolno zlitje uporabnika z

navideznim svetom (prostorom). Zaradi te lastnosti se včasih pri uporabnikih pojavlja tudi

utrujenost in slabo počutje. Za pravo kombinacijo z VR čeladami se lahko odlično

uporabljajo še nekatere druge vhodne enote kot recimo VR rokavica. Ta ima na členkih

prstov senzor, ki zazna kako se premika ter tudi premik cele roke. Kombinacijo teh

podatkov VR rokavica pošlje v računalnik, ki obdela pomen pozicije roke in prstov v

namen komunikacije s celotnim sistemom. [5]

Page 29: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 19

4.2 3D-miška

Manj revolucionarna, ampak cenovno bolj dostopna vhodna enota je 3D-miška. Za razliko

od navadne miške, ki prepoznava spremembo svoje pozicije samo površinsko (levo, desno,

naprej, nazaj), medtem ko 3D-miška podpira še dodatne nagibe in premike, ki so prirejeni

za delo prav s prostorskimi podatki. Z raznoliko kombinacijo gibov in funkcijskih tipk

lahko z računalnikom prostorsko komuniciramo.

Nekateri predhodni modeli so temeljili na sistemu zglobov, ki so računalniku sporočali

pozicijo drţala za roko, katerega je uporabnik premikal v zglobi omejenem prostoru. Te

vhodne enote se lahko uporabljajo tudi kot preprost 3D-skener za orisovanje manjših

objektov. 3D-miške so poleg navigacije in krmiljenja različnih aplikacij za 3D tudi

dobrodošlo orodje v arhitekturnem in strojnem načrtovanju ter modeliranju. [5]

Slika 6: 3D-miška podjetja 3Dconnexion

Page 30: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 20

4.3 3D-očala

To so očala, ki delujejo na istem principu kot VR čelade in uporabniku omogočajo ogled

navidezne tridimenzionalne slike. Odkar se je razširila tehnologija za 3D, ki je dandanes

vedno bolj prisotna v kinematografih in na televizijskih sprejemnikih, so 3D-očala

nepogrešljiv dodatek za gledanje filmov v novih dimenzijah. Postajajo vedno bolj

priljubljena, saj jih z modernimi televizijami lahko odlično izkoristimo in gledamo odlične

3D filme. Postavljajo nas v samo dogajanje filma, za kar poskrbijo efekti iz filmov.

Poznamo več tipov 3D-očal, ki pa so razporejeni v dve glavni kategoriji:

aktivne in

pasivne.

Aktivna 3D-očala

Aktivna 3D-očala brezţično sprejemajo sliko iz zaslona, kar pomeni, da so v interakciji s

sliko v 3D, ki jo gledamo. Omogočajo nam predvajanje v najboljši moţni kvaliteti, torej v

Full HD (1920 x 1080 točk ločljivosti). Ena vrsta aktivnih očal za 3D so tudi posebna LCD

očala, ki so napolnjena s tekočimi kristali in blokirajo sliko (tudi do 120 krat v sekundi) ter

predvajajo sliko ločeno enkrat v desnemu in enkrat v levemu očesu. Takšna očala je

potrebno tudi polniti, to pa lahko storimo z baterijami ali s polnjenjem na priloţene usb

priključke, ki jih nudijo televizije.

Pasivna 3D-očala

Razlika od aktivnih 3D-očal je v sprejemanju slik, saj jih pasivna ne sprejemajo od

oddajnikov. Pasivna 3D-očala obstajajo oziroma se uporabljajo ţe nekje od leta 1920, ko je

nastal prvi 3D film The Power of Love, ki je bil prvič predvajan leta 1922. Takrat se ta

očala še niso uveljavila in zato se je njihova uporaba ter popularnost spreminjala. Pasivna

3D-očala delimo prav tako v dve skupini:

stereoskopska očala in

polarizirana očala.

Page 31: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 21

Stereoskopska očala so sestavljena iz modre in rdeče leče, pri katerih slika deluje tako, da

pri projektiranju dveh identičnih slik na zaslonu z manjšim zamikom ene, je vsaka slika

obarvana z različno barvo, torej leče filtrirajo barve iz zaslona. S prostim očesom vidimo to

sliko malo zamegljeno z rdečimi in modrimi odtenki. Pri video vsebinah efekte v 3D

doseţemo tako, da sliko snemamo z dvema kamerama, med katerima ena snema z manjšim

zamikom. Naše oko vidi samo posamezno sliko (levo ali desno), medtem ko naši moţgani

razberejo sliko kot celoto. Takrat, ko se osredotočijo na ti dve sliki in nam ju zdruţijo,

dobimo predstavljeno globino slike in zaradi tega vidimo sliko trirazseţno. Polarizirana

očala v osnovi delujejo enako kot stereoskopska, vendar ta očala filtrirajo svetlobne valove

namesto barv. Za razliko od stereoskopskih 3D-očal, ki sprejemajo sliko s skoraj vsakega

zaslona, polarizacijska 3D-očala sprejemajo z zasloni, ki uravnavajo različne svetlobne

frekvence, ne da bi pri tem pokvarili kvaliteto slike. [30]

4.4 3D-skeniranje

3D-skeniranje je postopek digitalnega zajemanja oblike modela, na osnovi katerih se

izrišejo površine modela, kar znatno prispeva k hitrejšemu modeliranju. Izris 3D-modela

lahko obdelamo z različnimi CAD programi.

Slika 7: 3D-skener

Skenerje razdelimo glede na kakovost skena in zahtevnosti:

skeniranje zgradb in terena (veliki domet, tudi 40 m)

skeniranje vozil in velikih predmetov (majhen domet ali ročni skenerji)

Page 32: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 22

skeniranje človeškega telesa (posebni skenerji s hitrim postopkom

skeniranja)

skeniranje majhnih predmetov

Postopek skeniranja

Svetleče, refleksivne, transparentne, črne objekte ne moremo kakovostno skenirati, zato jih

prekrijemo s pudrom. Na objekt nalepimo refleksivne točke, ki skenerju omogočajo, da se

pozicionira na površino objekta. Potek skeniranja se nadaljuje s počasnim in enakomernim

pomikanjem po površini objekta. [6, 18, 20]

Slika 8: Potek 3D-skeniranja

Page 33: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 23

5 DODAJALNE IZDELOVALNE TEHNOLOGIJE V CAD/CAM

POSTOPKIH

Sodobni način izdelovanja izdelkov se od ustaljenega načina, vpeljanega pred več

desetletji, močno razlikuje. V preteklosti je industrijo zaznamovala predvsem

velikoserijska izdelava enakih izdelkov, ki so bili razmeroma preprosti, v glavnem

sestavljeni iz majhnega števila sestavin, povezave med sestavinami pa so bile razmeroma

enostavne. Ţivljenjski cikli izdelkov so bili dolgi, število različic izdelkov pa majhno.

Danes prevladuje hitra izdelava, pri kateri imamo v mislih dodajalne izdelovalne postopke.

Seveda je mogoče izdelati prototipe, izdelke in orodja hitro tudi s konvekcionalnimi

postopki, npr. z odvzemanjem materiala ali s preoblikovanjem. Najpomembnejši kriterij

pri izbiri dodajalnega postopka je namen objektov. Če gre zgolj za vizualizacijo, preprosta

testiranja in izdelavo konceptualnih modelov, ne pa za funkcionalno uporabo, je pametno

izbrati čim cenejšo tehnologijo. Če pa je namen izdelovati funkcionalne izdelke ali orodja

na neposreden način, je treba za te namene kupiti draţjo tehnologijo, ki bo to omogočala.

Poleg tega je treba biti pozoren tudi na ţeleno obstojnost izdelkov in tem ţeljam prilagoditi

tudi izbiro materialov za gradnjo.

Uporaba dodajalnih postopkov hitro raste. Moţnosti za uporabo je veliko, predvsem na

naslednjih področjih:

vizualizacija in inţenirske analize,

izdelava orodij, industrija izdelkov široke uporabe,

avtomobilska, letalska in vesoljska industrija ter ladjedelništvo,

medicina,

šport,

arhitektura,

elektronska industrija,

izobraţevanje, umetnost, dizajn itd. [6]

Page 34: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 24

5.1 Stereolitografija

Stereolitografija je dodajalni postopek, ki spada med postopke selektivnega strjevanja. Je

najstarejša, najbolj priljubljena in najbolj poznana tehnologija z dodajanjem materiala.

Omenjeno tehnologijo je prvič predstavilo podjetje 3D Systems leta 1987. Pri

stereolitografiji trirazseţni CAD-model razdelimo v ravnini x-y na sloje debeline 0.1 mm.

Tako dobimo veliko število slojev, ki ustreznemu programu omogočajo, da krmili UV-

laserski ţarek. Programska oprema krmili premikanja laserskega ţarka tako, da ţarek

zarisuje obliko posameznega sloja na površini tekočega fotopolimera. Na zarisanih

(osvetljenih) mestih fotopolimer fotopolimerizira in se spremeni iz tekočega stanja v trdno.

Na ta način izdelamo delček fizičnega objekta. Postopke zapored ponavljamo; vsak

naslednji sloj utrdi in se sprime s predhodnim. Po vsaki ponovitvi se delovna miza, na

kateri postopoma nastaja 3D-objekt, premakne navzdol, v smeri osi z. Pred vsako

osvetlitvijo posameznega sloja s posebnim gladilnim noţem tekoči fotopolimer

poravnamo, da zagotovimo enako višino osvetljenega sloja. Ko osvetlimo in utrdimo vse

sloje, objekt odstranimo iz tekočega polimera in ga dodatno utrdimo z UV-svetlobo.

Stereolitografija se zelo pogosto uporablja za izdelavo prototipov na veliko področjih kot

so industrijsko oblikovanje, avtomobilska industrija, hišni aparati, arhitektura, medicina

itd. [6]

5.2 3D-tiskanje

Tiskalniki za 3D nam predstavljajo korak naprej med tehnologijami hitre izdelave

prototipov, ki omogočajo izdelavo fizičnega modela izdelka na osnovi računalniškega 3D-

modela izdelanega s poljubno 3D programsko opremo CAD. Izvirni postopek 3D-tiskanja

so razvili na inštitutu MIT in licenco kasneje prenesli na podjetje Z Corporation. Za

različne dodajalne izdelovalne postopke se vse pogosteje uporablja sinonim 3D-tiskanje in

je danes med najhitreje rastočimi področji dodajalnih postopkov s prahovi. Pri glavnem

delu postopka gre za selektivno kapljično-prašno nalaganje. Delovanje in upravljanje s

temi napravami je enostavno, saj deluje kot mreţni tiskalnik modelov za 3D in od tu je

dobilo tudi ime. Postopek izdelave poteka po patentirani nanašalni tehnologiji (FDM), in

sicer tako, da tiskalnik razdeli modele na sloje, torej izdela sloj po sloju in tiska vse do

Page 35: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 25

končne podobe izdelka. Velikosti izdelka ne predstavljajo nikakršne teţave, saj lahko

model razdelimo, natisnemo in nato sestavimo iz več ločenih delov. Izdelki so izdelani iz

plastične mase ABS, ki jo lahko kasneje po potrebi tudi mehansko obdelamo oziroma

dodelamo (lepljenje, kitanje, lakiranje …). Postopek je primeren za izdelavo konceptualnih

modelov, študije oblik, vizualizacijo ipd.

Slika 9: Potek 3D-tiskanja

Proces izdelave poteka tako, da se material, ki pride v šobo, zaradi visoke temperature

stali. Tiskalnik ima sicer dve šobi: prvo, ki sluţi za nanos osnovnega materiala, drugo pa za

nanos podpornega materiala. Šoba, ki se premika po ravnini, raztaljeni material nanese na

delovno površino. Ko je plast zaključena, tiskalnik delovno področje spusti za debelino

prej nanošene plasti, ta postopek pa se ponavlja do končne oblike izdelka. Osnovni

material je najpogosteje ABS plastična masa, ki ima izredne trdnostne lastnosti, tako da

dodatna utrditvena obdelava ni potrebna. Osnovni ABS material je lahko tudi obarvan, kar

omogoča izdelovanje barvnih modelov. Pri podpornih materialih je razlika samo v tem, da

pri enih odtrgamo ta material, pri drugem pa je to topljivo, kar pomeni, da izdelek na

koncu preprosto potopimo v raztopino, iz nje pa vzamemo samo končni izdelek. Tiskalnik

za 3D avtomatsko odstrani in reciklira odvečen prah, saj uporablja vbrizgalen tlak in zaprt

sistem odstranjevanja prostih delcev ter tako v zrak ne spušča praha in umazanije. S

prahom in vezivom ne pridemo v stik, kar omogoča čisto nalaganje prahu in izgradnjo

modelov. Odvečni prah, ki ostane pri izgradnji modelov, tiskalnik sam očisti in ga vrne v

posodo z odvečnim prahom. Proces tiskanja je razdeljen na tri korake:

Uvoz STL modela izdelka v programsko opremo, ki model glede na

dimenzije orientira, po potrebi pripravi podpore za izdelek in ga razdeli na

plasti.

Page 36: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 26

Ukaz tiskanja, kjer se preko računalniške mreţe opravilo tiskanja preseli v

tiskalnik, saj vsebuje lasten računalnik, ki upravlja z dodeljenimi naročili.

Izdelava modela pri katerem je potrebno le še odstraniti dodeljenih podpor.

Slika 10: 3D-tiskalnik

Sodobni 3D-tiskalniki lahko tiskajo objekte iz odpornih nekovinskih plastičnih materialov.

Tiskalniki imajo več tiskalnih glav za tiskanje v več različnih barvah. Tipična debelina

sloja je okoli 0.1 mm. Natiskani izdelki so odlični za prototipe, vizualizacijo, različne

preizkuse itd. [18, 19]

5.3 Drugi dodajalni postopki

Poleg ţe naštetih postopkov uporabljamo še dosti drugih. V nadaljevanju so predstavljeni

še nekateri postopki, ki jih ločimo po uporabi gradbenega materiala. Izhodiščni material je

lahko tekočina, prah ali trdnina.

Page 37: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 27

Postopki PolyJet, InVision in ThermoJet

Pri teh postopkih gre za selektivno kapljično nalaganje. Ker pri vseh postopkih gradivo za

gradnjo objekta brizgamo skozi šobe t. i. tiskalnih glav, ki spominjajo na brizgalne

tiskalnike za tiskanje dokumentov, jim popularno pravimo tudi postopki 3D-tiskanja. Med

vsemi dodajalnimi tehnologijami se postopki, ki temeljijo na načelu 3D-tiskanja, razvijajo

najhitreje.

Postopek PolyJet deluje z brizganjem materiala za gradnjo na delovno mizo skozi šobe

brizgalne glave. Hkrati z materialom za gradnjo brizgamo tudi podporni material, ki je

namenjen podpori objekta na previsnih mestih. Ko selektivno nabrizgamo material na ves

sloj, ga osvetlimo z UV-svetlobo. Material za gradnjo, ki je običajno fotopolimer, se zaradi

tega strdi, material za podporo pa ne, saj ima drugačno kemično sestavo. Postopek

zaporedno ponavljamo za vse sloje objekta. Ko je objekt dokončan, odplaknemo podporni

material s curkom vode pod tlakom. Postopek se uporablja predvsem za izdelavo

prototipov, vizualizacijo, oblikovanje, analize oblik, testiranje prileganja itd. Ker je

debelina sloja le okoli 0.016 mm, so objekti izredno natančni in imajo majhno površinsko

hrapavost.

Postopek InVision je zelo podoben postopku PolyJet, bistvena razlika pa je, da je tukaj

podporni material iz voska, ki ga lahko na zelo preprost način odstranimo s taljenjem. Tudi

ta postopek uporablja za gradbeni material fotopolimere, ki so lahko v različnih barvah.

Tudi postopek ThermoJet uporablja metodo, ki je primerna za izdelavo objektov iz voska,

ki so namenjeni za pramodele za izdelavo kalupov, za litje z iztaljenim jedrom, a tudi za

vizualizacijo, študije oblike, različna testiranja itd. Na previsnih mestih objekta je treba

prigraditi podpore v obliki tankih stebričkov, ki so pri tem postopku iz enakega materiala

kot material objekta.

Selektivno lasersko sintranje

Selektivno lasersko sintranje kovin spada med postopke s prahovi. Postopek uporablja

nekovinske in kovinske prahove, kot so voski, kristalični polimeri, polikarbonati, ţelezo-

baker, pa tudi mešanice kovinskih in keramičnih prahov. Postopek je podoben

stereolitografiji, podpore največkrat niso potrebne. Gradnja objekta se izvaja na delovni

Page 38: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 28

mizi v ogreti komori, ki pripomore k manjši potrebni moči laserskega izvora. Delovna

miza se po vsakokratni selektivni osvetlitvi in sintranju posameznega sloja pomakne za

debelino sloja navzdol, poseben valj pa nagrmadi na delovno površino manjkajoči

material. Debelina slojev je okoli 0.1 mm. Posredno lasersko sintranje čedalje bolj

izpodrivajo neposredni laserski postopki sintranja kovin, saj pri njih ni potrebna prepojitev

objekta z drugo kovino, pa tudi izbor materialov je večji.

Ultrazvočni dodajalni postopek

Ultrazvočni dodajalni postopek je hibriden postopek z dodajanjem in odvzemanjem

materiala, ki temelji na ultrazvočnem varjenju kovinskih folij in CNC-rezkanju. Postopek

je namenjen predvsem izdelavi prototipov in orodij iz aluminija, omogoča pa spajanje

različnih kovinskih materialov. V objekt, ki ga gradimo, je mogoče vključiti tudi ogljikova

vlakna, keramiko in druge lahke materiale. Tako doseţemo majhno maso izdelkov in

odlične mehanske lastnosti. S postopkom izdelujemo izdelke z globokimi utori, luknjami

in satastimi notranjimi značilnostmi ter druge zahtevne geometrijske oblike, ki bi jih bilo s

tradicionalnimi postopki nemogoče ali zelo teţko izdelati. [6]

Page 39: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 29

6 ZASTOPANOST SODOBNE TEHNOLOGIJE ZA CAD/CAM V

SLOVENIJI

Sodobna tehnologija za CAD/CAM ponuja široko izbiro, tako v programski kot tudi v

aparaturni opremi. Koristno je torej poznati stanje teh novosti v Sloveniji, zato sem na

podlagi tega izvedel anketo med različnimi slovenskimi podjetji.

6.1 Anketni vprašalnik

Z anketnim vprašalnikom sem ţelel proučiti in analizirati, kako slovenska podjetja

napredujejo z novo tehnologijo v CAD/CAM, katere programske pakete uporabljajo pri

konstruiranju, modeliranju in katero aparaturno opremo imajo v svojem podjetju. Anketa je

bila oblikovana s poudarkom na enostavnosti reševanja (ponudil sem več odgovorov, ki so

jih anketiranci označili ali pa kaj napisali). Anketni vprašalnik je v prilogi 1.

6.2 Rezultati

6.2.1 Analiza odziva

V preglednici 1 so prikazani podatki o načinu pošiljanja ter odziv na anketo. Anketo sem

pošiljal po elektronski pošti in sicer podjetjem, ki sva jih izbrala z gospodom mag. Igor

Nahtigalom. Prav tako pa sem poslal anketni vprašalnik tudi podjetjem v domači občini

Lendava.

Page 40: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 30

Preglednica 1: Odzivnost na anketo v podjetjih po Sloveniji

Število poslanih anket 55

Število prejetih odgovorov 12

Prejete ankete (v %) 21,81

Prejel sem 21,81 % odgovorov, kar nam kaţe realno sliko podjetij, ki so pripravljena

sodelovati s študenti. Zaskrbljujoča je ugotovitev, da podjetja ne namenijo zadostne mere

pozornosti raziskavam študentov.

Preglednica 2: Odzivnost na anketo v podjetjih v občini Lendava

Število poslanih anket 26

Število prejetih odgovorov 18

Prejete ankete (v %) 69,23

Prejetih odgovorov v območju občine Lendava je bilo 69,23 %. Ta podatek veliko pove v

primerjavi z večjimi podjetji širom po Sloveniji, ki niso odgovorila na mojo anketo.

Moram tudi dodati, da nekatera podjetja (to so s. p.) nimajo svoje internetne strani (teh je

bilo 4), zato sem ta podjetja obiskal kar sam. Zaradi tega je moţno, da bi bil odstotek

sodelujočih sicer manjši v primerjavi s podjetji, ki so sodelovala samo prek elektronske

pošte, vendar je še vedno enkrat večji (torej 53,84 %) kot pa odstotek sodelujočih po celi

Sloveniji. To nazorno prikazuje slika 11.

Page 41: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 31

Slika 11: Prikaz odstotek sodelujočih glede na območje anketiranja

6.2.2 Računalniški programski paketi

Slika 12 nam prikazuje, katero programsko opremo uporabljajo v večjih slovenskih

podjetjih in v občini Lendava. Po Sloveniji se največ uporablja programska oprema

AutoCAD (33,3 %) in CATIA (33,3 %), najmanj pa Pro/ENGINEER, Unigraphics (16,6

%) in WinNC (0 %). V občini Lendava se podjetniki najbolj zanašajo na SolidWorks (27,7

%) in WinNC (27,7 %), najmanj pa na Pro/ENGINEER (11,1 %) in Unigraphics (11,1 %).

Slika 12: Uporabnost programskih oprem po slovenskih podjetjih in v lendavski občini

0

10

20

30

40

50

60

70

80

po Sloveniji v občini Lendava

Od

sto

tek

pre

jeti

h a

nke

t

Območje anktetiranja

obisk na sedežu podjetja

prejetih po e-pošti

0

5

10

15

20

25

30

35

Od

sto

tek

up

ora

bn

ost

i

Programske opreme

Slovenija

Lendava

Page 42: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 32

6.2.3 Sodobna aparaturna oprema

Slika 13 prikazuje uporabnost aparaturne opreme. V slovenskih podjetjih je v uporabi

največ 3D-skeniranje (83,3 %) in 3D-tiskanje (66,6 %), najmanj pa 3D-očala (33,3 %). V

lendavski občini se največ uporablja druga aparaturna oprema (66,6 %), 3D-tiskanje (16,6

%) in 3D-skeniranje (16,6 %), medtem ko se najmanj uporabljajo 3D-očala (11,1 %), 3D-

čelade in roke (11,1 %).

Slika 13: Uporabnost aparaturne opreme po slovenskih podjetjih in v lendavski občini

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

3D tiskanje 3D skeniranje

3D očala 3D čelade, roka

Drugo

Od

sto

tek

up

ora

bn

ost

i

Aparaturna oprema

Slovenija

Lendava

Page 43: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 33

7 RAZPRAVA

Danes se računalniška tehnologija nenehno razvija in pojavljajo se nove metode

načrtovanja ter modeliranja, ki se morajo neprestano prilagajati hitro spreminjajočim se

razmeram. Najbolj pomemben faktor za uspeh določenega izdelka ali modela je, med

drugim, zniţanje stroškov proizvodnje in s tem ustvarjanje ţelenega dobička. Pri tem

morajo podjetja uporabljati ustrezno znanje in (seveda) najsodobnejšo tehnologijo, s katero

čim hitreje in čim bolj enostavno pridejo do načrta, risbe, izdelka ali prototipa.

Ponudniki programske opreme nam ponujajo opremo s katero ţelijo pridobiti uporabnike

na svojo stran ter ţelijo biti konkurenčni ostalim. V te namene razvijajo tudi namenske

specializirane programe, ki so namenjeni posebej za specifično dejavnost. S takimi

programi ţelijo povečati izkoristek materiala, skrajšati čas načrtovanja in optimalno

izkoristiti zmogljivost proizvodnje. Vendar sama nova programska oprema ne prinese takoj

dobička podjetju, saj se učinek pozna šele na dolgi rok – v proizvodnji opazimo, da se

načrtovanje in modeliranje skrajšata, odvrţeni material se zmanjša, izkoristek časa je

odličen itd.

V šolah so nas učili uporabljati različne programe za načrtovanje, modeliranje in

programiranje. Anketni vprašalnik sem naredil zato, ker me je osebno zanimalo, katero

programsko opremo uporabljajo podjetja po Sloveniji in kakšne povezave obstajajo s

programi, ki smo jih spoznali in uporabljali v šoli. Ţe začetni odziv na mojo anketo je bil

zaskrbljujoč, saj se podjetja po Sloveniji niso izkazala, odziv je bil majhen, in sicer le

21,81 %. Na podlagi slabega odziva sem razmišljal, kako priti do bolj relevantnih

podatkov, in tako prišel na idejo, da izvedem anketo tudi v moji občini, tj. v občini

Lendava. Tam sem opazil precej večji odziv, in sicer 69,23 %. Pri tem moram še dodati, da

nekatera izmed podjetij v občini Lendava nimajo najbolje razvitih internetnih strani, zato

sem ta podjetja obiskal kar na njihovem sedeţu ter jih osebno prosil za odgovore. Le-te so

mi z veseljem dali in kar na licu mesta smo o trenutnem stanju tudi diskutirali. Če odštejem

Page 44: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 34

ta podjetja, ki sem jih osebno obiskal, je rezultat odziva še vedno dober, in sicer 53,84 %.

Torej je 2-krat večji kot pa odziv večjih podjetij v Sloveniji.

Ţe od nekdaj me navdušuje programska oprema za konstruiranje, modeliranje in

simuliranje in prav zaradi tega sem se odločil, da izvedem anketo in z njo povprašam

podjetja, katero opremo uporabljajo sami. Zaradi premajhnega odziva so rezultati mogoče

malo nerealni, vendar pa podjetja po naši drţavi najbolj pogosto uporabljajo programske

pakete AutoCAD (33,3 %) in CATIA (33,3 %). Rezultat niti ni tako presenetljiv, saj sta ta

programska paketa ţe od nekdaj med najbolj uporabnimi. Tudi v srednji šoli smo

uporabljali programski paket AutoCAD, kasneje pa še Pro/ENGINEER, ki se ga pa po

Sloveniji ne uporablja tako veliko (16,6 %).

Pozitivno so me presenetili rezultati iz moje občine, saj večina podjetij uporablja

SolidWorks (27,7 %), nato pa prideta še AutoCAD (22,2 %) in CATIA (22,2 %). Vendar

to niti ni tak presenetljiv podatek, bolj presenetljivo je to, da so mi določena podjetja pod

drugo opremo označili programski paket WinNC (27,7 %). Vendar, če dobro premislimo,

tudi to ni tako presenetljivo, saj manjša podjetja in samostojni podjetniki še vedno delajo

na struţnicah ter CNC strojih, ki pa zahtevajo konstrukcijski načrt in preverjanje zmoţnosti

nastanka izdelka. Ta programski paket je zanimiv, saj simulira potek celotnega struţenja

ali frezanja ter nas opozori na moţnost nepravilnega delovanja orodja ob nepravilnem

programiranju. Na podlagi izvedene ankete se lepo vidi, da v manjših podjetjih uporabljajo

programe, s katerimi konstrukterji, delavci sprogramirajo načrt in potem ob uspešni

simulaciji tudi sami sprogramirajo potek delovanja/izdelovanja modela/predmeta, saj se

postopki programiranja med sabo bistveno ne razlikujejo. Opaţam, da si manjša podjetja

ne morejo privoščiti bolj drage programske ali aparaturne opreme in zato se še vedno

zanašajo na lastno izdelan izdelek, vendar pa na drugi strani s tem izgubljajo zelo veliko

časa in posledično ne morejo biti konkurenčni ostalim večjim proizvodnjam.

Uporabnost novejše aparaturne opreme je v Sloveniji zelo visoka, saj večina podjetij

uporablja 3D-skeniranje (83,3 %) in 3D-tiskanje (66,6 %) s katerimi so lahko konkurenčni

ostalim evropskim podjetjem. V lendavski občini je uporabnost novejših aparaturnih

oprem precej manjša, najbolj se uporabljata 3D-tiskanje (16,6 %) in 3D-skeniranje (16,6

%). Med drugo aparaturno opremo so podjetja naštela tudi CNC stroje (66,6 %), kar

nazorno kaţe na to, da si podjetja ne morejo privoščiti višjega tehnološkega produkta in se

Page 45: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 35

še zmeraj zanašajo na starejše metode izdelovanja, kar pa izpodbija njihovo konkurenčnost

med ostalimi slovenskimi (večjimi) podjetji.

Page 46: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 36

8 SKLEP

V diplomski nalogi sem preučil sodobno programsko in aparaturno opremo za CAD/CAM.

Z uporabo in razvojem nove tehnologije za CAD/CAM postajajo podjetja praviloma vse

bolj konkurenčna. V zadnjem času se je zelo razmahnila uporaba dodajalnih izdelovalnih

postopkov, ki vse bolj postajajo integralni del CAD/CAM sistemov. Omogočajo hitro

izdelavo novih izdelkov in prototipov. Izvedel sem tudi anketo, v kateri me je zanimala

zastopanost sodobne opreme za CAD/CAM v Sloveniji in še posebej v lendavski občini.

Prišel sem do naslednjih ugotovitev:

V primerjavi z drugimi drţavami smo glede uporabe programskih paketov za

konstruiranje, modeliranje in simuliranje na pribliţno enaki ravni, saj se tudi po

svetu največ uporabljajo CATIA, AutoCAD in SolidWorks.

Svetlo prihodnost vidim v nadaljnjem razvijanju znanja in v vlaganju v 3D

tehnologijo (tiskanje, skeniranje, očala itd.).

Ugotovil sem slabo odzivnost na anketo po Sloveniji, medtem ko je v lendavski

občini bil odziv več kot zadovoljiv.

Skoraj tretjina anketiranih iz občine Lendava še vedno uporablja CNC-tehnologijo,

kar je tudi pričakovano, saj so sodelovala predvsem manjša podjetja.

Slovenska podjetja ostajajo konkurenčna ostalim evropskim drţavam, tako v

tehnološkem kot tudi razvojnem znanju, medtem ko je v moji občini prisotna

predvsem starejša in časovno zamudna aparaturna oprema, saj podjetja mogoče

nimajo ustrezno izobraţenega kadra pa tudi sama oprema je predraga.

Page 47: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 37

LITERATURA

[1] Finkelstein Ellen. Biblija AutoCAD-a 2008 in AutoCAD-a LT 2008. Ljubljana :

Zaloţba Pasadena - Itagraf, 2008

[2] Dolšak Bojan, Novak Marina, Kaljun Jasmin. Praktikum za geometrijsko

modeliranje - CATIA V5R14. Maribor : Fakulteta za strojništvo, 2005

[3] Balaţic Robert. Programiranje CNC-strojev, Murska Sobota : Podjetje za

promocijo kulture FRANC-FRANC d.o.o, 2005

[4] Čretnik Borut. Priročnik za uporabo programa Pro/ENGINEER Wildfire V.2.0 -

risanje, modeliranje, sklopi, delavniške risbe, parametrične enačbe, vzmeti,

zobniki. Ljubljana : Zaloţba Pasadena - Hren, 2005

[5] Erzetič Blaţ, Gabrijelčič Helena. 3D od točke do upodobitve. Ljubljana : Zaloţba

Pasadena – Itagraf, 2009

[6] Brezočnik Miran. Proizvodne tehnologije – Osnove posebnih postopkov obdelave :

univerzitetni učbenik. Maribor : Fakulteta za strojništvo, 2011

[7] Balič Joţe. CAD/CAM postopki : učbenik. Maribor: Fakulteta za strojništvo, 2002

[8] Krieg Uwe. Unigraphics NX 6 und NX 7 : Bauteile, Baugruppen, Zeichnungen/.

München - Wien : Hanser, 2010

[9] Dolšak Bojan. Inteligentni sistem za podporo ciljno vodenega konstruiranja.

Dostopno na WWW: http://licads.fs.uni-mb.si/wp-content/uploads/Predlog-

projekta.pdf [18.7.2011].

[10] Wikipedia. Autocad (svetovni splet). Dostopno na WWW:

http://sl.wikipedia.org/wiki/AutoCAD [18.7.2011].

[11] Wikipedia. Pro/ENGINEER (svetovni splet). Dostopno na WWW:

http://sl.wikipedia.org/wiki/Pro/ENGINEER [18.7.2011].

[12] PTC. PTC history and acquisitions. Dostopno na WWW:

http://www.ptc.com/company/history-and-acquisitions.htm [18.7.2011].

[13] 3Dt.si. Rhinoceros 3D. Dostopno na WWW: http://www.3dt.si/3D/3D-

programi/rhinoceros-3d.html [18.7.2011].

[14] Študentski svet fakultete za strojništvo (svetovni splet). Dostopno na WWW:

http://www.ssfs.si/index.php?option=com_content&view=article&id=106&Itemid=

56 [18.7.2011].

[15] Strojništvo.com (svetovni splet). Dostopno na WWW: http://www.strojnistvo.com/

[18.7.2011].

[16] Wikipedia. Računalniško podprto načrtovanje(svetovni splet). Dostopno na

WWW:

http://sl.wikipedia.org/wiki/Ra%C4%8Dunalni%C5%A1ko_podprto_na%C4%8Drt

ovanje [18.7.2011].

[17] Wikipedia. Računalniško podprta proizvodnja(svetovni splet). Dostopno na

WWW:

Page 48: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 38

http://sl.wikipedia.org/wiki/Ra%C4%8Dunalni%C5%A1ko_podprta_proizvodnja

[18.7.2011].

[18] Audax d.o.o. 3D tiskalniki(svetovni splet). Dostopno na WWW:

http://www.3dtiskalniki.si [20.8.2011].

[19] 3D tiskalniki (svetovni splet). Dostopno na WWW: http://www.racunalniske-

novice.com/pdf/XIV/Novice11/AUDAX-Izdelava-modelov-s-3D-tiskalniki.pdf

[20.8.2011].

[20] 3D skeniranje. 3D skenerji in 3D skeniranje. Dostopno na WWW: http://fs-

server.uni-mb.si/si/inst/itkp/lttkt/izpiti-

zs/R_I%20v%20tekstilstvu/3D%20SKENERJI%20IN%203D%20SKENIRANJE.p

df [20.8.2011].

[21] SPTŠ. CAD/CAM tehnologija. Dostopno na WWW:

http://cadcam.spts.si/?page_id=2 [20.8.2011].

[22] Autodesk. Autodesk Moldflow. Dostopno na WWW:

http://usa.autodesk.com/moldflow/ [20.8.2011].

[23] Laboratorij za preoblikovanje. PAM-STAMP. Dostopno na WWW:

http://lab.fs.uni-lj.si/lap/html/pages/si-preoblikovanje-kovin-digitalne-analize-pam-

stamp.htm

[24] Wikipedia. NX (Unigraphics). Dostopno na WWW:

http://en.wikipedia.org/wiki/NX_%28Unigraphics%29 [20.8.2011].

[25] CAD software: History of CAD CAM. Cadazz. Dostopno na WWW:

http://www.cadazz.com/cad-software-history.htm) [20.8.2011].

[26] Wikipedia. SolidWorks (svetovni splet). Dostopno na WWW:

http://sl.wikipedia.org/wiki/SolidWorks [20.8.2011].

[27] Wikipedia. CATIA (svetovni splet). Dostopno na WWW:

http://sl.wikipedia.org/wiki/CATIA [20.8.2011].

[28] Rhinoceros. Modeling tools for designers. Dostopno na WWW:

http://www.rhino3d.com/ [20.8.2011].

[29] Wikipedia. Trirazsežni prostor. Dostopno na WWW:

http://sl.wikipedia.org/wiki/3D [20.8.2011].

[30] Wikipedia. 3d očala. Dostopno na WWW:

http://sl.wikipedia.org/wiki/3d_o%C4%8Dala [20.8.2011].

Page 49: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 39

PRILOGE

Priloga 1: Anketni vprašalnik

Page 50: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 40

Pozdravljeni!

Sem Eric Herţenjak, študent strojništva na Tehniški fakulteti v Mariboru, kjer delam

diplomsko nalogo z naslovom Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM. Za

raziskavo bi potreboval vaše odgovore, zato prosim, če lahko odgovorite na nekaj vprašanj.

Za sodelovanje se vam ţe vnaprej zahvaljujem in se zavezujem, da bom pridobljene

informacije uporabil v študijsko - raziskovalne namene.

ANKETNI VPRAŠALNIK

V anketi lahko označite tudi več odgovorov.

1. Katero programsko opremo od naštetih uporabljate za konstruiranje, modeliranje,

simulacije in izdelovanje izdelkov:

a) AutoCAD

b) Pro/ENGINEER

c) CATIA

d) SolidWorks

e) NX (Unigraphics)

f) Rhinoceros 3D

g) Moldflow

h) PAM-STAMP

i) Drugo (napišite)……………………………………………….…

Page 51: ZA CAD/CAM · modeliranje paketov – Romulus (ShapeData) in Uni-Solid (Unigraphics) ter modelirnik CATIA (Dassault Systemes). Autodesk je bil ustanovljen leta 1982 in ga je John

Sodobna računalniška tehnologija za CAD/CAM Stran 41

2. Katero aparaturno opremo od naštetih uporabljate v namen konstruiranja,

modeliranja, simulacij in izdelovanja izdelkov:

a) 3D tiskanje

b) 3D skeniranje

c) 3D očala

d) 3D rokavice, čelade

e) Drugo (napišite)………………………………………………..

3. Prosim navedite leto ustanovitve vašega podjetja in začetek uporabe aparaturne

opreme:

……………………………………

Za sodelovanje se vam najlepše zahvaljujem in vas prosim, da mi odgovore pošljete nazaj

na e-naslov: [email protected], najkasneje do 26.8.2011.