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C3D Labs C3D Toolkit 2020曲面建模钣金B-rep转换功能更新

C3D Labs C3D Toolkit 2020发布时间2020-08-01所属栏目文章资讯浏览次数

在这个时代,有些CAD供应商真的只是想用你的更多的钱换来并不多的版本的更新,最近看到C3D Toolkit 2020的更新是感到非常惊讶的。2020年7月份在俄罗斯莫斯科,C3D Labs很高兴地宣布了C3D Toolkit 2020发布的消息,这是对工程软件开发人员使用的软件开发套件(SDK)的重大更新。 此版本的重点是高级曲面建模,并对工具包中的所有五个模块进行了重大改进:

  • 几何内核— C3D Modeler;
  • 约束管理器— C3D Solver;
  • 多边形网格到B-rep Converter— C3D B-Shaper;
  • 可视化引擎— C3D Vision;
  • 数据交换— C3D Converter;

这五个模块彼此紧密集成,因此一起代表了当今市场上为3D建模构建桌面、移动和基于云的应用程序中最完整和一体式的解决方案。

在评估了许多不同行业的软件需求之后,C3D Labs增强了C3D Toolkit 2020的功能,使其具有强大的能力来开发建筑信息模型(BIM)、虚拟现实(VR)、3D扫描和数字制造领域的创新软件产品。这相当于与传统的CAD,CAM和CAE系统一样。

2020版本具有用于3D表面和实体建模、3D钣金设计、直接2D编辑、3D可视化和互操作性的新功能和改进的工具。

曲面建模中的新增功能和改进功能

在准备2020年发布的C3D Modeler几何内核时,C3D Labs专注于复杂的曲面建模。这被认为是CAD的高端功能,为解决航空航天和造船业的设计任务铺平了道路。因此,官方在新版本中添加了以下对曲面建模非常重要的功能。

新增功能:平滑曲线构造–“平滑”表示曲率变化是平滑的。可以在顶点或参考多段线的切线上建立平滑曲线。使用几何行列式编辑平滑曲线,该行列式包含有关曲线上各个点的导数的信息。你可以通过更改几何行列式来获得所需的曲线形状。如图1所示

图1、平滑曲线新功能

新增:圆锥截面表面构造。圆锥形截面表面是通过沿脊柱曲线移动平坦的母线而获得的。随着母线的移动,母线会根据控制功能改变其形状。 可以使圆锥形截面表面平滑地连接两个指定的表面。该功能允许你用五种类型的截面来构建曲面:圆锥截面曲线、NURBS形式的截面、任意花键形式的截面、圆形截面和直纹截面。如图2所示

图2、圆锥截面新功能示意图

新增:管理偏移曲线和曲面距离。现在,偏移曲线的距离可以在曲线的两端不同,并且可以基于曲线参数的线性或三次函数进行更改,或者保持不变(与以前的版本相同)。

改进功能:同时扩展多个边界面。改进了边界面扩展功能,可以同时处理多个面。新增功能:合并多个面。 现在你可以用一个面替换实体的两个平滑连接面。如图3所示

图3、将多个平滑连接面合并成一个面

改进功能:从曲线网格构造曲面。从曲线网格构造曲面时,可以使用多段轮廓来定义曲线网络。这扩展了在此表面上构建的能力。内部表面的参数化已得到改善,从而在某些情况下可以改善表面单元之间接合处的平滑度。

壳体扫描操作。如果确定可以将曲面用作引导曲线,则新版本将具有根据引导曲线所在的表面的法线显式控制生成元素运动的功能。此选项生成不同形状的扫掠体。此外,现在可以将简单的凸形体设置为母线,而不仅仅是像早期版本中那样设置曲线或面。这允许创建更复杂的实体而无需其他构造。

放样球体曲面操作。 当将末端截面设置为点时,截面(或放样)曲面具有控制曲面形状的功能。将此选项称为“圆顶”。 通过设置矢量和系数,可以在接近点截面时控制曲面的形状。

可扩展曲面壳体切割。现在,当使用表面切割实体时,你可以控制以下表面组的扩展:平面、旋转表面和拉伸表面。

中部壳体功能已得到改进,使你可以设置一定范围的厚度,而不必使用单个值。断开的面现在彼此延伸直到相交。圆角操作得到改善。

这些新功能被认为是CAD功能的高端,为解决航空航天领域的设计任务铺平了道路。因此官方似乎瞄准的是达索斯和西门子公司目前所处的崇高境界。实际上,Dassault(通过Spatial)和Siemens(通过Parasolid)解决的唯一新问题是结合了实体和网格物体的3D模型,以及如何像将两种表示形式一样编辑它们。所认C3D Labs有一个“多边形网格到B-rep转换器”,在将来的发行版中很可能会变成“多边形网格到B-rep编辑器”。

钣金方面的改进

C3D Modeler带来了钣金建模功能,这对于几何内核来说是独一无二的。

任意车身冲压。冲压金属板的一种新方法是使用任意实体,就像使用冲模和冲头来物理地进行冲压一样。压印部分的厚度可以与片材的厚度不同。如图4所示

图4、任意车身冲压

沿弯曲边缘的法兰。可以将法兰添加到单个弯曲边缘,甚至添加到几个切线边缘的链中。当然,可以使用展开工具和折叠工具将弯曲边缘的法兰弄平并再次弯曲。

网格到B-rep Conversion的改进功能

C3D B-Shaper于2019年首次发布,并且备受关注。这个新模块将重的多边形网格转换为最佳的B-rep实体,以便在3D软件中进行编辑和可视化。B-Shaper在逆向工程、BIM、VR和拓扑优化领域非常有用。 在过去的一年中,官方一直在用数千种输入模型测试其算法,以改善高质量的转换结果。在B-Shaper 2020中,简化了B-rep构建的模式。 如果曲面与曲面的交点失败,则会构建边界边缘,这对于可视化是可以接受的。

直接2D图形编辑方面的改进

动态转换。在以前的版本中,C3D Solver的光标拖动功能使你可以移动几何对象。 在C3D Solver 2020中,将拖动扩展到了转换,例如平移(移动)、旋转和缩放,并实现了拖动最佳实践。例如,在尝试进行转换之前,规划求解会找到并修复可能的最大数量的几何对象。它以相同的方式和相同的效率适用于单个转换和串行转换(动画模式)。

改进的互操作功能

JT格式是市场上目前最现代化的格式,因此3D工程应用程序开发人员非常重视它。现在,C3D Converter 2020通过访问文件的元数据从JT读取零件的属性,然后将模型的整体属性(体积、表面积、密度、质量)转换为STEP和JT格式。

在C3D和JT中,网格的排列彼此不同,因此早期版本中的C3D Converter可以快速地仅编写那些缺少拓扑的网格 在对网格转换算法进行了深入的重写之后,2020版本迅速将具有拓扑结构的网格导出到JT。

C3D Converter 2020现在可以读取JT中的嵌入字体以正确显示完整的PMI(产品制造信息)。由于C3D格式本身不支持字体,因此通过C3D格式传输PMI数据是通过使用特殊属性标记PMI几何对象然后提供用字体替代STEP格式的能力来执行的。将来的版本中将增强此功能。

3D Visualization中新的及增强的功能

C3D Vision旨在在处理大型模型时精确显示几何构造和高性能,因此专门针对3D工程应用而开发。2020版引入了一组称为“操纵器”的互动工具。 基本的操纵器是SceneWidget,它用作对象编辑过程的一部分。

在官方开发的其他操纵器中,有以下这些:带有特定表示和行为的热点小部件;沿指定轴移动机械手;绕轴旋转的旋转机械手。

对象选择方面。通过让用户选择统一框架或剪切框架以及它们的组合(通过从左到右或从右到左指定框架来设置),改进了用于选择带有框架(窗口)的几何对象的工具。另外C3D Vision 2020中可用的新缩放功能是按帧缩放的。