Apuntes sobre modeladores en 3D

En el ámbito del diseño, los modeladores 3D cada vez adquieren mayor relevancia y son más utilizados. A continuación veremos su funcionamiento de forma esquemática, así como las ventajas que conlleva su utilización.

Los modeladores en 3D se han convertido en una herramienta indispensable para el diseñador industrial. Es necesario conocerlas, comprender su funcionamiento, y saber ponerlas a disposición del proceso de diseño

Ventajas de los modeladores 3D

Los sistemas de diseño en 3 dimensiones suponen una herramienta de gran ayuda no solo en la fase de diseño, si no también en el análisis y estudio de las fases posteriores. Gracias a ellos podemos comprobar su fabricabilidad, montaje, interferencias,...

Además de poder generar programas de fabricación para máquinas, como los programas CNC, de forma casi directa.

Los sistemas 3D poseen la ventaja principal de que podemos observar los cambios y repercusiones de los mismos sobre el resto de componentes o pieza de forma instantánea. De hecho, permiten realizar planos de forma semiautomática, y la acotación se actualiza de forma autónoma con cada cambio.

Ayuda a su vez a reducir los costes ya que constituye una maqueta virtual, lo que posee varias utilidades:

- Podemos generar imágenes más o menos realistas para comprobar la aceptación de clientes, valorar cambios, etc, mucho más rápido.

- Al ser una maqueta numérica muchos programas integran ya funciones que permiten realizar cálculos estructuras comprobando así la idoneidad del producto. Todo ello sin necesidad de construir un prototipo físico con la ventaja económica y de tiempo que ello supone.

- Permite simular su fabricación

Cómo funcionan

Existen diferentes formas de representar sólidos:

• Mediante modelado alámbrico. Éste sistema está prácticamente en desuso, pues solo quedaban representados las aristas y vértices. Dicha representación, además de generar confusión y ambigüedades en las vistas no permitía realizar ningún cálculo o comprobación sobre el diseño
• Mediante representación de superficies de frontera. Generadas a partir de funciones paramétricas (cruvas Bézier, Splines o NURBS) o discretizadas (conjunto de polígonos, normalmente mallas planas). Estos sistemas como puede intuirse permiten generar formas orgánicas y ofrecen mayor libertad y flexibilidad en éste sentido. Aunque son difíciles de manejar. Las modificaciones en éstos sistemas son directas sobre el diseño, sin poder remitirse a un registro histórico. Si bien ofrece mayor agilidad.
• Mediante la combinación de primitivas sólidas. que van modificándose como veremos más adelante. De lo visto anteriormente, son los que poseen menos ambigüedades y los que ofrecen mayores funciones de cálculo, pues entienden el diseño como algo sólido y por tanto pueden definirse sus parámetros físicos. Generalmente dichos programas crean un árbol histórico con todos los croquis y operaciones realizados. Para modificarlos será necesario buscar en dicho árbol lo que necesitamos.

A grandes rasgos podemos decir que los sistemas de modelado sólido parten de:

- Superficies

- Croquis en 2D (contornos, perfiles planos...)

(que se transforman mediante operadores geométricos (extrusión, solevado...) en sólidos)

- Formas primitivas en 3D

(el programa posee "asistentes" o funciones para generar automáticamente un cubo, paralelepípedo, esferas... donde el diseñador define los parámetros)

Una vez hemos generados sólidos podemos ir modificando éstos con:

- Operadores topológicos

- Operaciones booleanas (unir, intersecar, restar)

- Simetrías

- Matrices (lineales o circulares, en las que podemos definir numerosos parámetros)

-...

Hasta conseguir el diseño final.