Un inginer electromecanic traduce conceptele culturii pop în structuri fabricabile, la scară completă, folosind SOLIDWORKS Design.
Dificultăți inginerești și soluții
Geometria trebuie să devină structură. Materialele trebuie să se comporte previzibil. Constrângerile de fabricație impun limite.
Altfel spus, în inginerie, prăpastia dintre concept și realitate este locul unde majoritatea ideilor eșuează.
Totuși, pentru Carlos Reyes, inginer electromecanic și creator de conținut SOLIDWORKS®, cunoscut sub numele de Carlos3D, această prăpastie nu există.
Proiectele lui Reyes
Proiectele lui Carlos Reyes sunt inspirate de obiecte fictive din cultura populară.
Pe lângă creativitate, ele necesită:
- modelare disciplinată,
- validare iterativă,
- dorința de a confrunta constrângerile fizice încă de la începutul procesului de proiectare.
„Ceea ce începe în mintea mea devine real. SOLIDWORKS e instrumentul pe care îl folosesc pentru a transforma imaginația în realitate.”
Carlos Reyes, inginer electromecanic și creator de conținut SOLIDWORKS
Proiectare pentru lumea reală
Proiectele lui Reyes încep cu întrebări deschise, care devin rapid probleme inginerești.
O sferă suficient de mare pentru ca o persoană să încapă înăuntru introduce constrângeri spațiale, cerințe structurale și compromisuri materiale. Chiar și o geometrie aparent simplă devine complexă la scară largă.
O structură sferică, inspirată de Poké Ball, necesita segmentarea în componente repetabile, fiecare cu o curbură și o aliniere consecventă.
Presupunerile inițiale despre materiale s-au dovedit insuficiente. De exemplu, flexibilitatea lemnului necesita suporturi suplimentare, în timp ce structura acoperea limitările expuse în obținerea unei suprafețe netede.
Pentru recrearea unui planor al unui personaj negativ, inspirat de inamicul lui Spiderman, provocarea a fost transpunerea unui obiect stilizat într-un design fabricabil, definind curbe, muchii și proporții care să păstreze intenția vizuală.
Atât proiectul dat, cât și Poké Ball, au necesitat o reconciliere continuă între intenția designului și fezabilitatea fizică.
Modelare, Iterație și Aliniere la Fabricație
Reyes a folosit SOLIDWORKS Design ca mediu central pentru definirea geometriei, testarea conceptelor și pregătirea pentru fabricație.
La proiectul Poké Ball, a modelat segmente curbate repetabile, care puteau fi modelate în jurul unei axe centrale pentru a forma un cadru sferic.
Odată validată în SOLIDWORKS, structura a fost oglindită pentru a completa geometria.
Abordarea i-a permis lui Reyes să treacă de la o formă conceptuală la un ansamblu structurat, fabricabil prin tăiere CNC.
Validarea prin folosirea modelelor tăiate cu laser a scos la iveală, din timp, diverse probleme critice, inclusiv spațiul insuficient din interiorul mingii și necesitatea unor suporturi intermediare.
Informațiile au stat la baza revizuirilor, înainte de producția la scară completă.
Fluxurile de lucru pentru fabricația proiectului Poké Ball au fost determinate direct de modelul digital.
Tăierea CNC a produs structura principală din lemn, în timp ce asamblarea s-a bazat pe o spațiere controlată.
„Am folosit lipici pentru lemn și șuruburi din oțel inoxidabil, plus niște ghidaje pentru a menține spațierea consistentă”, notează Reyes.
Când abordările tradiționale de acoperire nu au reușit să obțină calitatea necesară a suprafeței, Reyes s-a adaptat prin proiectarea unei carcase segmentate, imprimate 3D.
Proiectul planorului ticălos a urmat un model similar.
Formele inițiale au fost create și rafinate digital, permițându-i lui Reyes să sculpteze suprafețe complexe și apoi să le transpună în componente imprimabile.
El descrie cum a „sculptat rapid forma inițială a planorului” în xShape și a rafinat detaliile în xDesign pentru a trece „de la concept la primul prototip”.
Iterarea a fost continuă pe parcursul ambelor proiecte.
Modelarea a influențat fabricația. Constrângerile de fabricație au influențat modelarea ulterioară.
Execuție prin iterație și control
Principalul beneficiu al unei astfel de abordări este controlul asupra geometriei, fabricării și rezultatelor.
Prin structurarea proiectelor în SOLIDWORKS înainte de fabricație, Reyes a identificat, încă de la începutul procesului, probleme precum:
- comportamentul materialelor,
- potrivirea și limitările spațiale.
Prototiparea iterativă a redus lucrările de refacere din aval.
Modelele tăiate cu laser au expus defectele de proiectare înainte de producția CNC.
Feedback-ul de asamblare a ghidat ajustările toleranțelor și structurii.
Atunci când strategiile inițiale de acoperire au eșuat, modelul digital existent a permis o tranziție rapidă către o soluție imprimată 3D, fără a fi nevoie de reproiectarea de la zero.
Capacitatea de a descompune ansambluri mari în componente fabricabile a permis fabricarea multi-proces.
Tăierea CNC, tăierea cu laser și imprimarea 3D au fost coordonate dintr-o singură sursă de proiectare, menținând alinierea între procese.
„Uneori încalc regulile. Asta e important. A duce designul mai departe înseamnă adesea mutarea fețelor, ștergerea caracteristicilor și încercarea unor lucruri atipice. Apelez la un flux de lucru bazat pe iterații controlate, nu pe procese rigide.”
Carlos Reyes, inginer electromecanic și creator de conținut SOLIDWORKS®
Designuri creative și fabricabile
Transpunerea conceptelor creative în realitate necesită un management de proiect privind modul în care sunt utilizate instrumentele.
În opera lui Reyes, SOLIDWORKS Design funcționează ca un mediu structurat pentru explorare. Aici, înainte de a fi construite, ideile sunt testate în funcție de constrângerile de material, geometrie și fabricație.
Rezultatul? Proiecte atractive din punct de vedere vizual și sisteme fabricabile, asamblate, care rezistă în condiții reale. Un detaliu important în inginerie, unde creativitatea și execuția trebuie să coexiste.
Urmăriți-l pe Carlos, elaborându-și proiectele cu SOLIDWORKS Design, în videoclipul de mai jos.
Dacă vă sunt utile articolele noastre, nu ezitați să vă abonați la newsletter.