3d моделирование автомобилей — этапы проктирования

Ведущие разработчики в автомобильной промышленности используют качественное программное обеспечение, соответствующее международным стандартам. Это тяжелая работа, в которой участвуют несколько специалистов, каждый из которых отвечает за свою область — интерьер, детали, кузов и дизайн. В этой статье мы расскажем, как создать 3D-модель автомобиля и какое программное обеспечение для проектирования следует использовать.

Рекомендуем ресурс 3d-load.ru — бесплатный каталог 3d-моделей, с удобным поиском по категориям форматам.

Этапы моделирования автомобиля с нуля

При правильной работе автомобильной компании весь процесс от задумки и создания модели до окончательного тестирования всех механизмов и схода первого автомобиля с конвейера может занять около 72 месяцев. Корректировки возможны, но они во многом зависят от того, какие новые технологии были разработаны, основаны ли они на предыдущих моделях и какие производственные мощности предлагает производитель. Конечно, редизайн, т.е. переделка существующего автомобиля, занимает гораздо меньше времени — до одного года.

 

Предпроектная подготовка, сбор исходных материалов – этап первый

Было проведено исследование международного автомобильного рынка. Анализируется заполняемость автосалонов марки, потребительский спрос, средняя сумма, которую готовы заплатить покупатели, и, соответственно, рейтинг автомобилей. Затем создается УТП, или уникальное торговое предложение. Это особенность, которая отличает новый продукт от аналогов и других продуктов, предлагаемых производителем. Это может быть повышенная безопасность, простота управления, повышенный комфорт и т.д. На этом подготовительном этапе также оцениваются следующие решения

• Весовая категория транспортного средства.
• Расчет расхода топлива, способы экономии ресурсов.
• Выбор двигателя, мощность новой модели, количество лошадиных сил.
• Выбор инвестиций и экономики, максимальные затраты на единицу продукции
• Заключение договоров с поставщиками на поставку материалов, запчастей, расходных материалов.
• Реклама.

 

Дизайн корпуса машины на 3D модели – этап второй

Именно этим в первую очередь занимаются дизайнеры: они готовят эскизы, решения и цветовые схемы, изучают отзывы реальных покупателей и определяют их предпочтения в плане внешнего вида. Затем инженер вмешивается, чтобы адаптировать выбранную конструкцию к возможностям реальной конструкции. Создается 3D-модель сборки и определяется выбор материалов, в основном касающийся интерьера — какая ткань будет выбрана для обивки, сидений, приборной панели и т.д. На этом этапе с помощью 3D-модели оценивается аэродинамика — как воздух будет обтекать автомобиль во время движения — и как дополнительные элементы будут способствовать достижению максимальной скорости.

На этом этапе работы команды продвижения они создают первую тестовую демонстрацию продукта, показывая его лучшие стороны. В случае неудачи у них еще будет время переделать некоторые детали. На данном этапе на заводе уже работают пробные версии — прототип должен быть максимально приближен к реальному дизайну, так как его будут оценивать и экспериментировать с ним.

 

Инжиниринг при создании 3Д модели автомобиля – этап третий

Эта деятельность ведется параллельно с работой конструкторов, и детали могут незначительно меняться до момента их выпуска на конвейер. Именно здесь решаются вопросы внутреннего проектирования.

• Передовые инновации в разработке и производстве двигателей.
• Развитие трансмиссий, выбор между автоматикой и механикой.
• Моделирование схем — мозг автомобиля, органы управления.
• Производство компонентов корпуса и обшивки — стальной прокат требуемой формы и т.д.

По мере продвижения исследований происходит процесс получения патента на изобретение, если создано нечто уникальное.

Выполняется следующая работа.

• Кузов был подвергнут ударным испытаниям, после чего были выбраны альтернативные решения — как снизить общий вес автомобиля и сделать металл более прочным.
• Аэродинамика была пересмотрена, и была выдвинута идея увеличения аэродинамики.
• Вопрос оснащения новейшими развлекательными системами, а также дополнительными функциями, такими как системы автоматической парковки и другие.
• Анализ поведения компонентов в различных климатических условиях — жара, мороз, высокая влажность. Если обнаружены проблемы, определяются пути их решения.
• После того как испытательный автомобиль построен, он подвергается краш-тестам.
• 3D-модель автомобиля подвергается испытаниям на эффективность использования бензина или альтернативных видов топлива.
• Составляется экономический и производственный план для массового запуска марки, место сборки и выбор партнеров по сбыту.
• Анализ цены, которую необходимо заплатить за все работы, и расчет себестоимости.
• Получение сертификатов — безопасности, экологических категорий и т.д.

 

Производство – этап четвертый

Все производственные мощности перестраиваются под новую продукцию, закупаются и настраиваются новые машины. Программное обеспечение запрограммировано для работы с ЧПУ. Программное обеспечение ZW3D компании ZVSOFT идеально совместимо со станками с ЧПУ. В этом программном обеспечении создание 3D-модели, 3D-визуализация и моделирование деталей, а также все этапы производственной работы могут выполняться одновременно. На этом этапе выполняются все элементы кузова, внутреннее техническое оснащение, установка компонентов и проверка на совместимость. Когда все отлажено, подбирается рабочая сила, подписываются контракты с поставщиками и оптовиками расходных материалов, и серия ставится на постоянную линию сборки. Теперь давайте подробнее рассмотрим этап проектирования в автоматизированном проектировании. Большинство САПР применимо в автомобильной промышленности. Используйте ZW3D, ZWCAD, FormZ Pro, 3ds Max. Давайте рассмотрим пример создания макета в одной из этих программ.

 

Общие принципы 3Д моделирования машины в специализированных программах

Сначала создайте несколько рисунков в разных проекциях — сверху и снизу, со всех сторон. Эти данные лягут в основу дизайна. Для корпуса используются полигональные сетки. Если вам нужно изменить параметры плоскостей, сделать закругленные углы или выпуклость/кривизну (что легко сделать в FormZ Pro), установите необходимые параметры и текстуру, с ней легко работать. Вы можете работать над одной стороной автомобиля, а затем использовать функцию отображения симметрии или копировать элементы и использовать их снова.

Чтобы создать колесную арку, сориентируйте ее в соответствии с осью, диаметром и положением колеса. Между этими двумя элементами нужно провести линию сетки, которая заложит основу для тела. Помимо прямых линий многоугольника, можно также создать бампер, двери, капот и крышу автомобиля. Те же инструменты используются для создания окон и пластиковых деталей, и весь автомобиль приобретает объем.

 

Фары

Работа над светильниками выполняется в три этапа в следующем порядке

• Положение и форма.
• Внутреннее содержание.
• Стеклянная поверхность.

 

Колеса в программе для 3D моделирования автомобилей

Колесо создается на основе цилиндра, и для работы с ним также создается полигональная сетка. Очерчиваются линии спиц, точки крепления и внешние стороны. После того, как объем шины завершен, можно поработать над такими деталями, как тормозная система. Затем можно перейти к интерьеру, рулю, панели управления, если все это видно через окно. Однако она может быть бесформенной и непрозрачной.

 

Поверхности A класса

Эти объекты состоят из сплайнов произвольного порядка с сопряженными кривыми и поверхностями (с использованием непрерывности G2 или выше) и отвечают определенным аэродинамическим и эргономическим требованиям. После создания эти поверхности имеют тенденцию отражать свет и приближаться к объектам. Ранее были доступны только матовые покрытия без бликов, но все кривые более реалистичны и выглядят более заметными на блестящих поверхностях. инструмент NURBS-анализа, доступный как в FormZ, так и в ZW3D (стандартная и профессиональная версии), особенно подходит для получения информации о качестве поверхности. С помощью этого программного обеспечения для 3D-проектирования машин вы можете достичь наивысшей степени разумности. Если ваши модели не имеют этой технологии, вы не сможете делать эффективные рендеры, не говоря уже об анимации с освещением — тени будут постоянно выходить волнами ошибок. Для сложных деталей и поверхностей это даже невозможно — одна вершина не на своем месте может привести к глобальному изменению общего рисунка. Если вы используете только полигональное моделирование, то именно такого искажения можно добиться на корпусе корабля.

 

Полигональное моделирование

Используя технику NURBS в FormZ и ZW3D, можно добиться непрерывного представления света, который на самом деле не преломляется из-за смещенных линий, вершин, колец или узлов. Вот несколько советов по моделированию автомобилей в программах для 3D-проектирования, которые поддерживают как полигоны, так и NURBS-разбиение.

 

Расстояние между сегментами ребер

Это должно быть как можно более равномерно — между каждой точкой. Даже если геометрия вашего рисунка сложна, работайте с инструментом кривых. Это поможет вам добиться минимально возможного отклонения от непрерывного движения бликов.

 

Ребра жесткости

В ZW3D и FormZ рекомендуется сначала создать ребра жесткости, а затем преобразовать их в поверхности класса А. Для облегчения создания ребер в ZW3D есть инструменты «Ребро» и «Сеть ребер», а в FormZ Pro для добавления гладкости используется набор инструментов «Подразделение». В FormZ используйте инструмент N-reconstruct для редактирования объекта без разбиения его на полигоны. Это позволяет работать непосредственно на поверхности NURBS, как если бы это была сетка. Вы можете использовать инструменты для соединения, наложения, расширения, разделения, редактирования каждой контрольной точки, вставки узловой точки и многого другого.

 

Подразбиение

На этом этапе вся поверхность отлаживается для правильного и непрерывного отображения. Все элементы и острые углы этой крошечной сети необходимо перемещать вручную и возвращать на место в случае ошибки. Однако этого этапа можно избежать, применяя NURBS-анализ и рендеринг.