تمرین سطح سازی کتیا: محیط Generative Shape Design

در آموزش‌ محیط Generative Shape Design کتیا با اغلب ابزارهای پرکاربرد برای طراحی سطوح پیشرفته در کتیا (سطوح پارامتری CATiA) آشنا شدیم. در این آموزش کتیا قصد داریم تا با به‌کارگیری این ابزارها، پروژه جامعی در محیط جنریتیو شیپ دیزاین کتیا را بصورت گام به گام جلو ببریم. در این تمرین کتیا در محیط Generative Shape Design قصد داریم یک اسپیکر کامپیوتر را از صفر تا صد طراحی کنیم.

تمرین جامع سطح سازی در کتیا

در این تمرین به کمک ابزارهای محیط Generative Shape Design یک اسپیکر کامپیوتر را طراحی خواهید کرد. برای این کار:

• ابتدا باید المان‌های Wireframe مربوط به بدنه را ایجاد کنید.
• در مرحله دوم باید سطوح بدنه اصلی را تولید نمایید.
• در مرحله سوم باید اصلاحات لازم را بر روی بدنه انجام دهید.
• نهایتاً در مرحله چهارم پایه اسپیکر را طراحی کنید.

در طول این تمرین برای انتخاب المان‌ها بهتر است از درخت مشخصات استفاده کنید. همچنین در هر مرحله المان‌های اضافی را به کمک ابزار Hide پنهان نمایید. در تصویر زیر پروسه طراحی اسپیکر کامپیوتر را مشاهده می‌کنید.

مرحله اول تمرین سطح سازی کتیا: ایجاد هندسه المان‌های سیمی Wireframe

از مسیر زیر وارد محیط Generative Shape Design شوید.

► Start > Shape > Generative Shape Design

در این محیط با استفاده از ابزار Point در جعبه‌ابزار Wireframe چهار نقطه با مختصات داده شده ایجاد کنید.

سپس ابزار Spline کتیا را انتخاب کرده و با استفاده از این چهار نقطه یک منحنی  ترسیم کنید.

ابزار Symmetry را از جعبه‌ابزار Operations کتیا انتخاب کرده و با استفاده از منحنی قبلی و خاصیت تقارن نسبت به صفحه xz ، یک منحنی دیگر ایجاد نمایید.

چهار نقطه دیگر با مختصات زیر ایجاد نمایید.

با استفاده از ابزار Spline و هر دسته از نقاط زیر دو منحنی دیگر ترسیم کنید.

ابزار Corner را از جعبه‌ابزار Wireframe کتیا انتخاب نمایید. در پنجره Corner Definition در مقابل Corner Type گزینه 3D Corner را انتخاب کنید. با استفاده از داده‌های زیر مطابق شکل بعد، دو گوشه با شعاع 15mm بر روی منحنی‌های قبلی ایجاد نمایید.

ابزار Symmetry کتیا را فعال نمایید. دو گوشه قبلی را انتخاب کرده و با تقارن نسبت به صفحه zx دو گوشه دیگر ایجاد کنید.

ابزار Split از جعبه‌ابزار Operations کتیا را فعال نمایید. سپس Spline.1 را در مقابل Element to cut انتخاب کرده و در قسمت Cutting elements دو نقطه انتهایی Corner.1 و Corner.2 را مطابق شکل بعد انتخاب کنید.

با استفاده از ابزار Split سایر قسمت‌های اضافی شکل را نیز حذف کنید. دقت کنید که در قسمت Cutting elements فقط نقاط انتهایی گوشه‌ها را انتخاب نمایید. در نهایت باید شکل زیر حاصل شود.

ابزار Join کتیا را از جعبه‌ابزار Operations فعال کرده و المان‌های زیر را انتخاب نمایید تا یک المان به هم پیوسته ایجاد شود.

فایل CATPart قسمت اول طراحی اسپیکر کامپیوتر در محیط طراحی سطوح GSD نرم افزار کتیا را می‌توانید از لینک زیر دانلود کنید.

دانلود فایل CATPart تمرین جنریتیو شیپ دیزاین کتیا – مرحله اول

مرحله دوم تمرین سطح سازی در محیط Generative Shape Design کتیا

در ادامه روند طراحی اسپیکر کامپیوتر می‌خواهیم بر اساس المان‌های سیمی Wireframe ایجاد شده در قسمت قبلی، سطوح اصلی مورد نیاز را طراحی کنیم. برای این منظور به صورت زیر عمل کنید.

ابزار Fill جعبه ابزار Surfaces کتیا را فعال کنید. در پنجره باز شده Join.1 را در قسمت Boundary انتخاب نمایید تا سطح درون منحنی بسته ایجاد شود.

ابزار Offset از جعبه‌ابزار Surfaces را انتخاب نمایید. Fill.1 را در قسمت Surface و مقدار Offset را برابر 50mm وارد کنید. در صورت نیاز از گزینه Reverse Direction استفاده نمایید.

ابزار Boundary از جعبه‌ابزار Operations کتیا فعال کرده و Offset.1 را انتخاب نمایید تا مرز سطح انتخاب شده ایجاد شود.

از جعبه‌ابزار Surfaces ابزار Multi-Sections Surface را فعال کنید. سپس Join.1 و Boundary.1 را انتخاب نمایید. در پنجره باز شده سربرگ Coupling را فعال کرده و هر جفت از نقاط متقابل بر روی Join.1 و Boundary.1 را مطابق شکل انتخاب کنید تا بین این نقاط Couple ایجاد شود.

همچنین دقت کنید که نقاط Closing Point بر روی هر دو Section در یک موقعیت یکسان قرار داشته باشند و جهت هر دو فلش آن‌ها در یک سمت باشد.

ابزار Join را فعال کرده و سه المان زیر را برای تشکیل یک سطح به هم پیوسته انتخاب کنید.

از جعبه‌ابزار Operations ابزار Variable Fillet کتیا را فعال کنید. در پنجره باز شده در مقابل Selection mode گزینه Minimal را انتخاب نمایید. سپس چهار لبه قسمت جلو اسپیکر را مطابق شکل صفحه بعد انتخاب کنید. این لبه‌ها در شکل از شماره 1 تا 4 نشان داده شده‌اند.

بعد از این کار گزینه Tangency را در مقابل Selection mode فعال نمایید. در قسمت Variation در مقابل Points راست کلیک کرده و از منوی باز شده گزینه Create Midpoint را انتخاب کنید. سپس اشاره‌گر موس را بر روی Edge.1 حرکت داده و نقطه وسط آن را انتخاب کنید. این کار را برای Edge.2، Edge.3 و Edge.4 نیز انجام دهید.

سپس بر روی هر یک از قیود اندازه در نقاط نشان داده شده دوبار کلیک کرده و در پنجره Parameter Definition شعاع مناسب را مطابق شکل وارد کنید.

بار دیگر ابزار Variable Fillet را فعال کنید. در پنجره باز شده در مقابل Selection mode گزینه Minimal را انتخاب نمایید. سپس چهار لبه قسمت پشت اسپیکر را مطابق شکل انتخاب کنید. بعد از این کار گزینه Tangency را در مقابل Selection mode فعال نمایید.

سپس بر روی هر یک از قیود اندازه در نقاط نشان داده شده دوبار کلیک کرده و در پنجره Parameter Definition شعاع مناسب را مطابق شکل وارد کنید.

شکل نهایی مرحله دوم به صورت زیر می‌باشد.

فایل CATPart قسمت دوم طراحی اسپیکر کامپیوتر در محیط Generative Shape Design کتیا را نیز می‌توانید از لینک زیر دانلود کنید.

دانلود فایل CATPart تمری سطح سازی کتیا – مرحله دوم

مرحله سوم تمرین طراحی سطوح پیشرفته در کتیا: تغییر فرم سطوح

در ادامه روند طراحی اسپیکر کامپیوتر در محیط طراحی سطوح پیشرفته در کتیا (آموزش محیط Generative Shape Design) می‌خواهیم با استفاده از عملگرهای معرفی شده در آموزش‌های قبلی، سطوح ایجاد شده در مرحله قبل را تغییر فرم دهیم تا به سطح مورد نظر برای اسپیکر کامپیوتر برسیم. برای این منظور به صورت زیر عمل کنید.

ابزار Intersection کتیا را از جعبه‌ابزار Wireframe فعال نمایید. سپس EdgeFillet.2 و zx plane را انتخاب کنید تا تقاطع این صفحه با بدنه ایجاد شود.

از جعبه‌ابزار Operations ابزار Extract کتیا را فعال کنید. در قسمت Propagation type گزینه No propagation را انتخاب نمایید. سپس سطح جلو اسپیکر را مطابق شکل در قسمت Element(s) to extract انتخاب نمایید.

ابزار Boundary کتیا از جعبه‌ابزار Operations را فعال کنید. در پنجره باز شده Extract.1 را در قسمت Surface edge انتخاب نمایید تا مرز سطح انتخاب شده ایجاد شود.

ابزار Intersection کتیا را فعال کنید. سپس Intersct.1 و Boundary.2 را انتخاب نمایید و بر روی گزینه Preview کلیک کنید. همانطور که مشاهده می‌کنید از تقاطع این دو المان، دو نقطه در بالا و پایین بدنه ایجاد می‌شود.

برای استخراج این نقاط به صورت جداگانه، بر روی گزینه ok کلیک کنید. در این حالت پنجره Multi-Result Management باز می‌شود. در این پنجره گزینه Keep only one sub-element using an Extract را انتخاب نمایید و بر روی ok کلیک کنید.

در این حالت پنجره Extract Definition باز می‌شود. نقطه ایجاد شده در بالای بدنه را در قسمت Element(s) to Extract انتخاب کنید و بر روی ok کلیک نمایید. بار دیگر ابزار Intersection را فعال کرده و این مراحل را برای نقطه ایجاد شده در قسمت پایین بدنه انجام دهید. در نهایت با استفاده از گزینه Hide المان‌های Intersect.1، Extract.1 و Boundary.2 را پنهان کنید.

با استفاده از ابزار Point و مطابق با داده‌های زیر دو نقطه دیگر بر روی بدنه ایجاد کنید. در درخت مشخصات بر روی هر یک از این نقاط راست کلیک کرده و گزینه Properties را انتخاب کنید. سپس در سربرگ Feature Properties نام این نقاط را به Upper_HP و Lower_HP تغییر دهید.

با استفاده از ابزار Circle در محیط GSD کتیا و مطابق با داده‌های زیر دو دایره به مرکز دو نقطه قبل بر روی بدنه ایجاد کنید. دقت کنید که گزینه Geometry on support فعال باشد. نام این دایره‌ها را به UpperCircle و LowerCircle تغییر دهید.

ابزار Sweep از جعبه‌ابزار Surfaces کتیا را فعال کنید. در پنجره باز شده در مقابل Profile type گزینه Circle و در مقابل Subtype گزینه Limit curve and tangency surface را انتخاب کنید. UpperCircle را در قسمت Limit curve و EdgeFillet.2 را در قسمت Tangency surface انتخاب نمایید. مقدار شعاع را برابر 0.8mm و زاویه را برابر 360 درجه تعیین کنید.

سپس بر روی گزینه Preview کلیک کنید. همانطور که مشاهده می‌کنید برای این مسأله دو راه حل یکی در روی سطح و دیگری در پشت سطح وجود دارد. با استفاده از گزینه‌های Next و Previous در قسمت Solution راه حل روی سطح را انتخاب نمایید. دقت کنید که راه حل انتخاب شده به رنگ نارنجی می‌باشد.

در ادامه تمرین سطح سازی کتیا، بار دیگر ابزار Sweep را فعال کرده و این مراحل را بر روی دایره پایین بدنه انجام دهید. مقدار شعاع را برابر 1.2mm تعیین کنید.

ابزار Parallel Curve را از جعبه‌ابزار Wireframe کتیا انتخاب کنید. در پنجره باز شده UpperCircle را در مقابل Curve و EdgeFillet.2 را به عنوان Support انتخاب نمایید. مقدار Constant را برابر 3mm تعیین کنید تا دایره‌ای به موازات UpperCircle ایجاد شود.

در صورت نیاز از گزینه Reverse Direction استفاده نمایید تا دایره ایجاد شده مطابق شکل در جهت مناسب قرار گیرد. با استفاده از همین ابزار و مطابق با داده‌های زیر سه دایره دیگر نیز ترسیم کنید.

با استفاده از ابزار Plane کتیا و مطابق با داده‌های زیر چهار صفحه ایجاد نمایید. در صورت نیاز از گزینه Reverse Direction استفاده نمایید تا Plane.3 و Plane.4 مطابق شکل در جهت بیرون سطح ایجاد شوند.

در این قسمت از تمرین سطح سازی کتیا، با استفاده از ابزار Line کتیا و مطابق با داده‌های زیر دو خط ترسیم کنید. در صورت نیاز از گزینه Reverse Direction استفاده نمایید تا خطوط مطابق شکل در جهت بیرون سطح ایجاد شوند. (جهت نمایش بهتر جزئیات، فقط قسمت بالای بدنه نمایش داده شده است.)

با استفاد از ابزار Intersection فصل مشترک المان‌های زیر را تعیین کنید.

با به کار گیری ابزار Circle دو دایره با مشخصات زیر ترسیم کنید.

با استفاده از ابزار Projection کتیا تصویر دو دایره قبلی را مطابق با داده ‌های زیر به دست آورید.

ابزار Split را فعال کرده و با استفاده از داده‌های زیر، دو سطح دایره‌ای بالا و پایین را از بدنه اصلی جدا کنید. دقت نمایید که گزینه Keep both sides فعال باشد. با این کار Split.5، Split.6، Split.7 و Split.8 به درخت مشخصات اضافه می‌شوند.

ابزار Blend از جعبه‌ابزار Surfaces کتیا را فعال کنید و مطابق با داده‌های زیر، سطح بین Parallel.1 و Project.1 را ایجاد کنید. هنگام استفاده از این ابزار دقت کنید که مطابق با شکل زیر جهت فلش موجود بر روی First curve به سمت داخل و جهت فلش موجود بر روی Second curve به سمت بیرون باشد. در غیر این صورت با کلیک کردن بر روی فلش‌ها جهت آن‌ها را تغییر دهید.

با به کارگیری همین ابزار و استفاده از داده‌های زیر، سایر سطوح را نیز ایجاد کنید. به طور کلی جهت فلش‌های موجود بر روی First curve و Second curve مطابق با شکل زیر باید به سمت یکدیگر باشد.

دقت کنید که در شکل فوق جهت فلش‌ها به سمت یکدیگر است (با حرکت فلش‌ها روی محیط دایره). در ادامه Join.3 و Join.4 را با استفاده از ابزار Join ایجاد کنید.

پروژه تمرینی سطح سازی در CATiA را ادامه میدهیم. ابزار Bump از جعبه‌ابزار Advanced Surfaces را انتخاب کنید و با استفاده از داده‌های زیر تغییر شکل مورد نظر را ایجاد نمایید. دقت کنید که تغییر شکل باید به سمت داخل باشد. در غیر این صورت پارامتر Deformation distance را با علامت منفی وارد نمایید.

با استفاده از ابزارهای Circle و Projection کتیا مطابق با داده‌های زیر یک دایره و تصویر آن را ایجاد کنید.

با به کارگیری ابزار Split سطح محصور در دایره تصویر شده را از Bump.1 جدا کنید. دقت نمایید که گزینه Keep both sides فعال باشد.

ابزار Bump را فعال کرده و تغییر شکل مورد نظر را مطابق داده‌های زیر ایجاد کنید. دقت نمایید که برآمدگی به سمت بیرون باشد. در غیر این صورت پارامتر Deformation distance  را با علامت مثبت وارد کنید.

در این مرحله قسمت بالای اسپیکر تکمیل شده است. قسمت پایین آن را به همین ترتیب و با استفاده از داده‌های زیر تکمیل نمایید.

ابزار Join کتیا را فعال کرده و با استفاده از المان‌های زیر یک سطح واحد تشکیل دهید.

تکمیل پایین‌ترین قسمت بدنه به خودتان واگذار می‌شود. در صورت تمایل برای انجام این کار می‌توانید از فایل مربوط به این مرحله استفاده کنید. مدل نهایی این مرحله به صورت زیر می‌باشد.

فایل CATPart قسمت سوم طراحی اسپیکر کامپیوتر در نرم‌افزار کتیا را می‌توانید از لینک زیر دانلود کنید.

دانلود فایل CATPart تمرین محیط Generative Shape Design کتیا – مرحله سوم

مرحله آخر پروژه محیط Generative Shape Design کتیا

در ادامه روند طراحی اسپیکر کامپیوتر در محیط طراحی سطوح Generative Shape Design کتیا می‌خواهیم پایه اسپیکر را بر روی بدنه طراحی شده در قسمت قبلی ایجاد کنیم. برای این منظور به صورت زیر عمل کنید.

ابزار Extract کتیا را فعال کرده و در قسمت Propagation type گزینه No propagation را انتخاب نمایید. سپس سطح زیر بدنه را مطابق شکل در قسمت Element(s) to extract انتخاب نمایید.

ابزار Parallel Curve از جعبه‌ابزار Wireframe کتیا را فعال کنید. لبه نشان داده شده در شکل زیر را به عنوان Curve و Extract.4 را به عنوان Support انتخاب نمایید. مقدار Constant را برابر 25mm تعیین کنید.

با استفاده از ابزار Point نقطه‌ای با مشخصات زیر در وسط Parallel.5 ایجاد کنید.

با استفاده از ابزار Plane سه صفحه با مشخصات زیر ایجاد کنید. دقت کنید که صفحات، مطابق شکل زیر در جهت مناسب ایجاد شوند. در غیر این صورت با استفاده از گزینه Reverse Direction جهت مناسب را انتخاب نمایید.

ابتدا ابزار Sketch کتیا و سپس Plane.8 را انتخاب کنید تا وارد محیط Sketcher کتیا شوید. در این محیط، Sketch زیر را ترسیم کرده و به کمک ابزار Exit workbench دوباره به محیط Generative Shape Design برگردید.

Plane.7 را انتخاب کرده و وارد محیط کاری Sketcher شوید. پس از ترسیم Sketch زیر دوباره به محیط Generative Shape Design برگردید.

در ادامه تمرین سطح سازی کتیا، با استفاده از دستور Projection کتیا Sketch.4 را مطابق با داده‌های زیر بر روی Join.5 تصویر کنید. برای تعیین جهت در مقابل Direction راست کلیک کرده و گزینه Z Component  را انتخاب کنید.

ابزار Multi-Sections Surface کتیا را فعال کنید و Sketch.3، Sketch.4 و Project.6 را انتخاب نمایید. سپس در پنجره باز شده سربرگ Coupling را فعال کرده و مطابق شکل هر سه نقطه متقابل بر روی Section ها را انتخاب کنید تا بین این نقاط Couple ایجاد شود. هم چنین دقت کنید که نقاط Closing Point بر روی هر سه Section در یک موقعیت یکسان قرار داشته باشند و جهت فلش‌های آن‌ها در یک سمت باشد.

شکل نهایی پروژه عملی تمرین سطح سازی در CATiA (طراحی پیشرفته اسپیکر در کتیا) به صورت زیر است.

فایل CATPart نهایی تمرین سطح سازی کتیا: طراحی اسپیکر کامپیوتر در محیط طراحی سطح پیشرفته Generative Shape Design کتیا از لینک زیر قابل دانلود است.

دانلود فایل نهایی CATPart تمرین سطح سازی در کتیا

منبع: آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک