3 boyutlu (3D) geometrik modelleme uygulamaları arasında katı modelleme en gelişmişidir. Üretim sürecinde gerçekçi görsellere ulaşılmasını sağlayan bir teknolojidir. Modelleme sayesinde nesnenin veya mekânın son halini oluşturmak amacıyla; tasarım ve simülasyon aşamalarına yardımcı olur. Bilgisayar ortamında nesnenin katı parçalarının 3 boyutlu olarak tasarlanmasını sağlarken 3 boyutlu çözümler oluşturur ve analizler yapar. Ürün geliştirmede ve mühendislik çözümlerinde kullanım kolaylıkları sunar.
Cadem Digital olarak bu yazımızın başlığı altında; katı modellemenin temelleri, kullanım alanları ve avantajlarına değineceğiz. Böylece tasarım süreçlerindeki önemi ve katı modelleme ve yüzey modelleme arasındaki farkları açıklığa kavuşturacağız.
Katı Modellemenin Temelleri
Karar verme mekanizmasına fikir verirken verimli bir üretim yapılmasını sağlayan solid model, bir nesnenin katı parçalarının bilgisayar programlarıyla görünür hale gelmesidir. CAD (Computer Aided Design) Bilgisayar Destekli Tasarım uygulamaları kullanırken, üç boyutlu olarak gerçek nesnenin simüle edilmesiyle geometrik çözümler ortaya koyar.
Nesnelerin görsellerinin dijital hale getirilmesini esas alan süreç, modellenen nesnelerin gerçekçi imajlarının alınmasını sağlar. Geleneksel geometrik modellemede, nesne tel kafes imajı içindeki tel çerçevede gösterilir. Katı modellemede ise telin kafes yapısının bir yüzey görseliyle verilmesiyle üç boyutlu geometrik model ortaya çıkar. Böylece hacim gibi geometrik fiziksel özellikler tanımlanır.
Tasarım Süreçlerinde Katı Modellemenin Önemi
Ürün ve mekân tasarlamasında üreticinin ve kullanıcının görsel bilgilere ulaşması modellerdeki değişikliklerin uygulanmasını kolaylaştırır. Nesnenin iki boyutlu teknik çizimi elde edildikten sonra ortaya çıkan sonucu ayrıntılı olarak inceleyebilmek ve gerekli kontrolleri yapmak gerekir. Solid model tasarımı yazılımları endüstride CAD programları olarak gruplandırılır. Programlar, malzeme ve işçilik kullanmadan ve örnek üretim yapmadan, bilgisayar ortamında tasarlama ve geliştirme süreçlerinin yapılmasını sağlar. Böylece parça tasarımı, montaj özellikleri, ürün testi ve kalite kontrol gibi süreçleri oluşturmak tasarımda değişikliği kolaylaşır. Nesnenin, mekânın ve ürünün görselleştirilmesi sürecinde; nesneler ve parçalar yan yana, iç içe getirilebilir, parça ölçüsü çıkarılabilir.
Katı Modelleme Tekniği ile 3 Boyutlu Model Yapımı
3D katı modelleme; nesnenin, ürünün veya modelin sanal ortamda istenen ölçülendirmeye göre görsel hale getirilmesidir. Tıptan mimariye, makine üretiminden film yapımına kadar birçok sektörde kullanılır. Projenin gelişim sürecinde; değişikliklerin izlenmesi, hataların azaltılması ve mali kayıpların giderilmesi gibi olanaklar sunar. Gerçeğe uygun görseller elde ettiğinden, görsel detaylar sayesinde ürünün tanıtım ve kullanım başarısını arttırır. Süreci hızlandırdığından ve hatasız boyutlandırma yaptığından; üretimden test aşamasına kadar ürünün takibini sağlar.
Solid model uygulaması yapılan nesne katıdır ve üç boyutlu çizim yazılımlarında nesnenin içi görsel olarak dolu kabul edilir. Kullanılan yazılımlar, mühendislik uygulamalarını temel alarak üç boyutlu modellemede imalatı için en kritik hesaplamaları ortaya koyar. Gerçek yaşamdaki nesnelerin örneklendirmesi ve endüstriyel hesaplamaları kolaylaştığından; kullanılacak hammaddenin miktarı, içeriği ve özellikleri ortaya çıkar. Geriye dönük veya tersine mühendislik uygulamalarında da CAD datası en temel bilgilerin kaynağı olduğundan 3 boyutlu modelleme için avantajlar yaratır. Bu süreçte CATIA Türkiye distribütörü Cadem Digital ise üretimde hatasız modelleme örnekleri için CATIA program ve yazılımları uygulamalarında mühendislik desteği verir. Siz de süreç hakkında bilgi almak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.
Katı Modellemenin Sunduğu Avantajlar
Mühendislik çözümleri endüstride kullanım yeri ve sektörüne göre değişiklikler gösterir. Ürün özelliğini belirleme, montaj kolaylıklarını ortaya çıkarma ve sanal ortamda parçaların çalışabilirliğini gözlemleme; maliyeti, süreyi ve hatayı azaltan çözümler ortaya çıkarır. Bu çözümler ve katı modellemenin sunduğu yararlar şöyle özetlenebilir:
- – Modelleme işleminde bütün aşamalarda değişiklikler yapılabilir, parametreler kaydedilir ve tasarım süreci düzenlenir.
- – Ürün geliştirme sürecindeki aşamaların birbirine geçişi kolaylaşır.
- – Nesnenin ölçülendirmesi ve görselleştirmesi en hassas biçimde tamamlanır.
- – Süreçte elde edilen verinin hızlı ve doğru alınması sağlanır.
- – Ürün görselleştirme ile kullanıcının tasarım hakkında inceleme yapabilmesi olanağı tanınır.
- – Üretim esnasındaki hatalara erken müdahale ve mühendislik çözümleri getirilir.
- – Ürün davranışı, dayanıklılığı ve performansı optimizasyonu için analiz ve simülasyon yapılır.
- – Karar verme mekanizmasının süreçleri kolaylaşır, kullanıcı memnuniyeti artar.
- – Ortaya çıkardığı kolaylıklar sayesinde; kaynak tasarrufu sağlarken rekabet gücünü yükseltir.
Katı Modelleme ve Yüzey Modelleme Arasındaki Farklar
Katı model yapımında nesnenin gerçek yaşamdaki hacmiyle birlikte görseli elde edilir. Bu modellemede görüntüden üretime geçmek her zaman mümkün olmayabilir. Yüzey modelleme tipinde ise hacimle ilgili modelleme yapılmaz. Nesnenin dış ve görünür olan kısmı görsel hale getirilir. Modeller bu sayede daha kolay görüntülenir fakat üretim amaçlandığında, katı modelleme örnekleri daha gerekli ve yeterli bir görsel ortaya çıkarır. Nesnenin sadece görüntüsünü elde etmek amaçlandığında ise bilgisayar ortamındaki grafiklerde yüzey modelleme daha fazla kullanılır.
Katı modelleme ve yüzey modelleme arasındaki en önemli fark süreçlerdir. Nesnelerin katı modelleme programları ile görsel hale getirilmesi aşamasına ulaşmak her zaman kolay olmayabilir. Bu durumda yüzey modelleme yöntemi daha büyük kolaylıklar sağlar. Her iki modellemede sonuçta 3 boyutlu bir görsel elde edilse de katı modellerde iki boyutlu teknik resimle başlayan süreç, yüzey modelleme uygulamasıyla devam edebilir. 3 boyutlu uygulamada bu aşama ürünün tasarımını nesnenin içini doldurarak sürdürür. Nesnenin içini doldurmak suretiyle gerçeğe yakın bir mühendislik uygulaması sunar.
Endüstriyel tasarımdaki özel ayırt edici nitelikleri ortaya çıkarmak için yüzey modellemesi kullanılır. Yüzey modellemede nesnenin bütün hatları ortaya çıkarılır. Düzlem, çizgi ve nokta boyutunda görseller elde edilir. Görsellerden ortaya çıkarılan model sayesinde nesnenin her yönden görünmesi sağlanır. Uzay teknolojisi, savunma sektörü, havacılık sanayi, denizcilik sektörü, kara araçları endüstrileri ve tüketim sektörü en yaygın kullanım alanlarıdır. Bu nedenle katı model ile kıyaslandığında en önemli farkı açık bölümlendirme olanakları sunmamasıdır. Yüzey modellemede nesne için doğruların tam zıttı olabilecek şekilde farklı geometrik çözümler getirebilir.
Katı Modelleme Nerelerde Kullanılabilir?
Ürünlerin ve nesnelerin bilgisayar yardımıyla 3 boyutlu çizimi, endüstriyel ve sektörel uygulamaları kolaylaştırır. 3 boyutlu modelde talep edilen değişiklikler yapılırken teknik resimler yardımıyla katalog oluşturmaya temel oluşturabilecek görseller elde edilir. Modellemesi tamamlanan sistemlerin dayanıklılık testleri ve analizleri yapılırken mekanik sistemlerin de çalışma örneklemeleri ve animasyonları ortaya çıkarılır.
Makine imalatı endüstrisinde kullanımı da yaygındır. Makine parçalarının ve montajın ortaya çıkarılmasını, testlerin gözlenmesini kolaylaştırır. Tasarım aşamasında parçaların boyutları, şekilleri, malzeme özellikleri ayrıntılı hale getirilir. Üretim öncesi yapılan prototip imalatında da tasarımın test edilmesini sağlar. Bu sayede imalat esnasında CNC (bilgisayarlı sayısal kontrol) makinelerin ve tasarımı tamamlanan CAD çizimlerinin yardımıyla hatasız ve hızlı işlemler gerçekleştirir.
CAD yazılımları ürünün modellemesini tamamlayan bir mühendislik süreci yaratır. Üç boyutlu baskı uygulamalarındaki modelleme süreçlerinde 3D katı modelleme programları kullanılır. Elde edilen data ve görseller, imajlar ve analizler sayesinde; uzay ve havacılık sektöründen sinema endüstrisine, savunma teknolojilerinde mimariye, otomotiv sektöründen bilgisayar oyunu endüstrisine kadar birçok alanda uygulama örnekleri sunar. CATIA Türkiye distribütörü Cadem Digital ise bu süreçte sunduğu mühendislik çözümlerinde 3DEXPERIENCE CATIA yardımıyla; tasarım aşamasını kolaylaştırır. Böylece 3 boyutlu görsel oluşturulması için optimize edilmiş modelleme örnekleri ortaya çıkarır. Siz de üretim süreçlerinizde inovatif çözümler arıyorsanız, bizimle iletişime geçebilirsiniz.
Önceki yazımıza https://cademdigital.com.tr/cfd-hesaplamali-akiskanlar-dinamigi-analizi-nedir/ linkinden ulaşabilirsiniz.