Традиционный способ создания чертежа объемной модели состоит из выполнения двухмерных видов этой модели. При создании плоского чертежа, есть вероятность ошибки выполняя проекции, так как друг от друга создаются они независимо и состоят из нескольких изображений. По плоскому чертежу достаточно сложно представить предмет в пространстве. В настоящее время современные программные графические редакторы направлены на создание трехмерных моделей, позволяющих создавать реалистичные модели и на их основе получать двухмерные проекции. Графический редактор AutoCad позволяет создавать трехмерные объекты на основе стандартных команд, в виде цилиндра, конуса, ящика, тора и т.д., при редактировании которых можно получать нужные формы.
Метод трехмерного моделирования позволяет создавать комплексный чертеж с любым количеством изображений на основе трехмерной модели [1–4].
Цель исследования
Необходимо рассмотреть методы использования графического редактора AutoCad для создания трехмерных объектов. Учитывая первоначальную подготовку студентов, знания инженерной графики, умение ее применять на практике, тем самым обеспечивая быструю работу, гибкость и адаптивность к различным методам моделирования, развить матевацию к самостоятельной и познавательной деятельности студента.
Материалы и методы исследования
Для построения трехмерных объектов мы применяем графический редактор AutoCad.
AutoCad поддерживает три способа построения трехмерных объектов: твердотельные, каркасные и поверхностные. Каждый из них обладает своими особенностями. Для каждого типа моделей существует своя политра команд рисования и редактирования. Поскольку существует несколько видов моделирования и редактирования, то не стоит их смешивать. Рационально использовать какой-то один способ, как было указано выше, создание трехмерных моделей может осуществляться в наборе форм модели из графических примитивов, таких как, цилиндров, конусов, ящиков, сфер, торов и т.д. и применении команд редактирования таких как, вычитание, объединение и пересечение. Так же есть и альтернативные команды для создания моделей это «вращение» и «выдавливание».
Результаты исследования и их обсуждения
На рис. 1 показано применение команд «вращение» и «выдавливание», применение этих команд намного ускоряет создание твердотельных моделей, для этого необходимо создать профиль модели, но надо учесть, что создавать плоский профиль необходимо только командой, которая называется «полилиния» которая позволяет нам создать замкнутый контур, иначе команда работать не будет. Также соответствует соблюдать отсутствие пересечений линий контура или профиля- при наличии таких пересечений команда выдаст сбой. Затем чертим ось вращения и выбираем команду «вращение» для создания модели:
1) выбираем объект для вращения;
2) выбираем ось вращения и для получения полной модели выбираем угол вращения 360;
3) получаем результат.
Рис. 1. Построение модели с применением команды «вращение»
Рис. 2. Построение по базовой модели необходимых видов
Рис. 3. Проекции без редактирования
Рис. 4. Результат редактирования
Получив трехмерную модель корпуса нам нужно в этой модели сделать шесть отверстий, для этого воспользуемся примитивом цилиндр, построим его так, чтобы он пересекал нашу модель в определенном месте, дальше командой «массив», выбирая круговой, получаем шесть нужных нам цилиндров. Используя команду «вычитание» получаем отверстия.
4) выбираем саму модель, нажимаем «Enter», затем выбираем цилиндры, нажимаем «Enter»;
Рис. 5. Автоматическое преобразование видов
5) получаем результат.
Рассмотрев пример построения трехмерной модели, нужно отметить, что созданная модель дает полное представление о ее геометрической форме. Следующим этапом будет оформление комплексного чертежа по трехмерной модели. Для этого выбираем уже готовый формат А3, и используя вкладку «лист» в ленте, затем берем команду «создание базовой модели из пространства модели» на основе которого формируются все остальные виды чертежа, с помощью проекционной связи строятся два вида, и по необходимости, добавляется четвертый (изометрический) вид. Что очень ярко отображается на рис. 2.
После построения необходимых видов переходим к дальнейшему оформлению чертежа. Полученные виды отображают все видимые и невидимые линии и требуют редактирования, для этого выбираем вид на чертеже и используем команду «редактировать вид», здесь мы можем изменить масштаб, скрыть невидимые линии, тонировать с видимыми линиями и т.д. Проекции без редактирования показаны на рис. 3. Результат редактирования показан на рис. 4.
Основным и самым большим плюсом данного способа переноса, является то, что, механизм изменения какого-либо элемента в пространстве модели на объекте, влечет за собой автоматическое преобразования всех видов на чертеже. Этот способ показан на рис. 5.
Выводы
Исследуя и анализируя способы и варианты используемых команд при создании трехмерных моделей и плоских чертежей, приходим к выводу, что выбирая самый простой и быстрый вариант, в результате получаем оптимизацию учебного процесса. Выполняя индивидуальное задание, у студентов появляется возможность вносить поправки в уже готовый плоский, комплексный чертеж. На стадии проектирования, работая с трехмерной моделью, внося поправки и получая изменения в автоматическом режиме на видовых проекциях, мы получаем: во-первых, экономию времени на исправление ошибок, во-вторых, возможность использовать несколько вариантов моделирования, в-третьих, создавать неограниченное количество видов из одной трехмерной модели.