نکات مهم در رابطه با طراحی پارامتریک در مهندسی مکانیک

نقطه عطف اصلی در تاریخ طراحی کامپیوتری (CAD) در سال 1999 با انتشار Solidworks به وقوع پیوست. در حال حاضر این نرم افزار بیشترین استفاده را در طراحی پارامتریک دارد.
از آن زمان الگوی پارامتریک تقریبا در هر برنامه CAD اصلی مانند SOLIDWORKS، Autodesk Inventor، Creo Parametric، CATIA، NX و Onshape استفاده شده است. اگر شما در دو دهه گذشته هر نوع مدلسازی CAD را انجام داده باشید، احتمالا با طراحی پارامتریک آشنا هستید.

معرفی مدلسازی پارامتریک

به طور خلاصه، طراحی پارامتری شامل مهندسی ایجاد هندسه سه بعدی است. طرح های دو بعدی به مدل های سه بعدی تبدیل می شوند و محدودیت ها و روابط مناسب اعمال می شود تا به هدف طراحان برسد.
علیرغم قدرت و محبوبیت مدلسازی پارامتریک، الگوی دیگر در CAD هست که طرفداران خودش را دارد: مدل سازی مستقیم. در مدل سازی مستقیم، هندسه اساس مساله است.
برخی از سیستم های CAD مدرن به جای مدل سازی پارامتریک مبتنی بر تاریخ، از مدل سازی مستقیم استفاده می کنند، در حالی که بقیه آن ها ترکیبی از ابزار پارامتریک و مستقیم هستند.

در رابطه با درک بهتر تفاوت های بین مدل سازی پارامتریک و مستقیم، اینکه در چه مواری استفاده از کدام یک بهتر است، و اینکه چگونه ممکن است کامل تر شوند، ما با کاربران با تجربه CAD و صنعتگران با تجربه صحبت کردیم تا نظر آن ها را در مورد این دو روش به دست بیاوریم.
مت لومپارد متخصص عضو CAD در متنی در مورد نرم افزار CAD Siemens Solid Edge گفته است: این نرم افزار ویژگی ها را به ترتیب در نظر می گیرد و مدل باید این ویژگی ها را به طور کامل در هر مرحله برای حرکت به جلو حل کند.
شما می توانید از این روش ساخت مدل مانند یک برنامه کامپیوتری فکر کنید. شما دستورالعمل های کامپیوتری را برای هر مرحله می دهید و هر بار که مدل باید بازسازی شود، این مراحل را اجرا می کند.

ویژگی های مدلسازی پارامتریک

با این وجود، مدل سازی مبتنی بر تاریخچه اغلب به عنوان “پارامتریک” نامیده می شود و بنابراین ما دو اصطلاح را با هم مقایسه می کنیم. فقط به این نکته از لومپارد توجه داشته باشید: مردم اغلب ایده های اشتباهی دارند که فقط نرم افزار های مبتنی بر تاریخ، پارامتریک هستند.
پارامتریک به این معنی است که مدل توسط پارامترها هدایت می شود که می تواند شامل ابعاد، نمونه های الگو، ضخامت دیواره، قطر سوراخ و عمق و غیره نیز باشد.
طبق نظر لومپارد یک برنامه کامپیوتری مناسب برای مدلسازی، از نوع پارامتریک است. همانطور که هنگام نوشتن یک برنامه، هرچه که مهندس بیشتر فکر کند در مورد آنچه که قرار است انجام شود، نتیجه آن بهتر است.

بهترین طراحان مدلسازی پارامتریک CAD در ساختار پروژه هایشان بسیار متخصص هستند که گاهی اوقات می توان آنها را فقط با نگاهی به یکی از مدل های خودشان شناسایی کرد، مثل اینکه انگشتان اثر انگشت های دیجیتال را در درخت تاریخ نگه داشته باشند. با وجود اینکه مدل پایانی دقیقا یکسان است، راه های بسیاری وجود دارد که بتوان به آن دست یافت و بعضی ها قطعا در این مسیر بهتر از دیگران هستند.

در همین خصوص ببینید: آموزش کتیا
 

مدل سازی پارامتریک برای محصولاتی که با ابعاد هدایت می شود بسیار مفید است. مهندسین، با استفاده از رویکرد پارامتری، می توانند به سرعت و به آسانی پیکربندی های مختلف طرح های خود را ایجاد کنند.
یکی دیگر از ضعف های مدل سازی پارامتریک این است که با افزایش تعداد ویژگی ها، محاسبات مورد نیاز برای به روز رسانی مدل شما نیز افزایش می یابد.

دن استاپلز، مهندس جریان اصلی PLM زیمنس ، توضیح داد: اگر بخشی از 1000 ویژگی در نمودار درختی داشته باشید، زمانی که آخرین ویژگی آن را در آن درخت ویرایش می کنید بسیار سریع انجام می پذیرد.
اما زمانی که شما اولین ویژگی را در آن درخت ویرایش میکنید، ممکن است مدت زمان زیادی طول بکشد زیرا باید قبل از اینکه بتواند به ویژگی 1001 ام برسد، تمام 1000 ویژگی را محاسبه کند.

مدل سازی مستقیم

همانطور که نام آن نشان می دهد در مدل سازی مستقیم، طراحان برای ساخت و ویرایش مدل های خود، رویکرد جدیدی را به نمایش می گذارند.
به نظر می رسد هیچ وقت توسط کارشناسان در مورد تعاریف و تغییرات دقیق این اصطلاح بحث نشده است، اما به طور کلی، ویرایش مستقیم یک روش CAD است که در آن شما به طور مستقیم سطوح مدل را دستکاری می کنید و به طور غیرمستقیم از تعاریف یا طرح های مشخصی استفاده نمی کنید.
در مدل سازی مستقیم، طراحان می توانند مدل خود را برای تغییر آن کوچک و یا بزرگ کنند. یکی از مزایای این قابلیت این است که سهولت انجام تغییرات در طرح ها، امکان تکرار سریع و نمونه سازی اولیه را فراهم می آورد.
علاوه بر این، بدون وابستگی به تاریخچه مدلسازی پارامتری، مدلسازی مستقیم می تواند برخی از مشکلات طراحی پارامتر ضعیف را از بین ببرد. توانایی تغییر مدل بدون نگرانی در مورد شکستن آن می تواند بسیار عامل قابل اهمیتی باشد، به ویژه برای شرکت هایی که به دنبال گسترش ابزار CAD خود هستند.

نتیجه گیری

مقدار زیادی از وقت و پول برای ساخت مدل CAD صرف می شود و شما می خواهید از آنها محافظت کنید و می خواهید آنها را به کار گیرید. مدل سازی مستقیم این سرمایه گذاری را حفظ خواهد کرد.
یکی دیگر از مشکلات مدل سازی مستقیم این است که برای اکثر مدلسازان CAD، به سادگی چیزی نیست که آنها بتوانند مورد استفاده قرار بدهند. پس از سالها تجربه با طراحی پارامتری و سال هایی که بخاطر کمبود امکانات سپری می شود، فقط به عنوان انگیزه ای برای در نظر گرفتن یک جایگزین می تواند باشد.
اکثر سیستم های اصلی CAD، ترکیبی از ابزارهای پارامتری و مستقیم را ارائه می دهند، هرچند قابلیت این ابزار ها می تواند متفاوت باشد.