引言

　　TD產(chǎn)品是國內(nèi)領(lǐng)先PLM供就商艾克斯特與歐洲著名PLM供應(yīng)think3公司合資后，推出的全新系列產(chǎn)品，它繼承了艾克斯特多年的本土實施經(jīng)驗，并結(jié)合了世界頂級的高端三維技術(shù)，易學(xué)易用，功能強大，為中國用戶帶來了全新的設(shè)計體驗。

　　Extech公司(北京艾克斯特信息技術(shù)有限公司)對TD產(chǎn)品三維內(nèi)核技術(shù)的完全自主知識產(chǎn)權(quán)。TD全球領(lǐng)先的曲面與實體混合建模核心技術(shù)和獨有的全局形狀建模技術(shù)(Global Shape Modeling，簡稱GSM)是該產(chǎn)品的一大亮點，筆者就針對該技術(shù)向大家做一個介紹。

　　GSM為工程師提供了一種簡單易用、極具創(chuàng)新的高級建模方式，它是目前世界上唯一的快速創(chuàng)建和修改工具，用戶在設(shè)計的任何階段都可以迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行設(shè)計修改，而不必重新建模。我們可以在局部或者全局應(yīng)用該技術(shù)，從而擺脫了傳統(tǒng)設(shè)計中的局限性，給設(shè)計帶來無限的創(chuàng)新能力。

　　圖1-1為GSM的工具欄，其功能強大，由于篇幅有限，下面僅用三個具體的實例來介紹GSM的功能，以拋磚引玉。

　　隨著生活水平的不斷提高，消費者越來越關(guān)注產(chǎn)品的外觀。在一個新產(chǎn)品的設(shè)計階段，3D模型工程師往往需要提供多種設(shè)計方案供設(shè)計師或客戶選擇。傳統(tǒng)的設(shè)計方式是：每種方案都需要3D模型工程師一個一個去繪制，這樣的設(shè)計方式周期長，修改不方便。GSM提供了柔性創(chuàng)造性的設(shè)計修改能力，實現(xiàn)了用戶自定義目標(biāo)驅(qū)動的確精控制，自動維持設(shè)計與所有其他相關(guān)產(chǎn)品零件的集成，讓設(shè)計師和客戶輕松評估多種設(shè)計方案。

圖2-1手機(jī)多方案設(shè)計

　　在圖2-1中，3D模型工程師只需繪制出一種方案的3D模型或采用已有的3D模型，其他方案的3D模型根據(jù)給出的輪廓線，應(yīng)用GSM功能就可以輕松實現(xiàn)。圖2-2為Advanced GSM的操作過程，圖2-3為設(shè)計好的手機(jī)多方案3D模型。

圖2-2 Advanced GSM的操作過程

圖2-3 手機(jī)多方案3D模型

　　自由修改，創(chuàng)意無限

　　新產(chǎn)品的設(shè)計過程中外形的修改是少不了的，采用傳統(tǒng)的修改方式，曲面外觀的修改需要從曲面的構(gòu)架線起修改，這樣的過程使修改變得困難，修改周期也很長。如圖3-1中，汽車外觀已設(shè)計完畢，經(jīng)設(shè)計評估后需要把汽車行李箱蓋的外形向上微微調(diào)整。

圖3-1 需要修改的外形

　　TD拋棄了傳統(tǒng)的修改方法，研發(fā)出了世界上獨一無二的GSM技術(shù)，不但對曲面的修改非常容易，而且保留了原有曲面的拓?fù)潢P(guān)系，即使是A級曲面也能輕松應(yīng)對。圖3-2為GSM Blend的操作過程，在圖中的對話框中我們可以精確的輸入控制數(shù)據(jù)來達(dá)到我們想要的外形。

圖3-2為GSM Blend的操作過程

　　攻克鈑金回彈難題

　　長期以來，困擾廣大模具設(shè)計人員的主要問題就是較長的模具開發(fā)設(shè)計周期，特別是對于復(fù)雜的板料成形零件無法準(zhǔn)確預(yù)測成形的結(jié)果，難以預(yù)防缺陷的產(chǎn)生，只能通過經(jīng)驗或類似零件的現(xiàn)有工藝資料，通過不斷的試模、修模才能成功。如圖4-1所示，鈑金回彈一直是沖壓成型的難題，目前情況下，模具工程師通過使用FEA(有限元分析) 工具來分析回彈。但是FEA工作和設(shè)計工作是獨立的，需要模具工程師花費大量的時間和精力把分析結(jié)果應(yīng)用到模具設(shè)計的修改中去。

如圖4-1 鈑金回彈

　　TD在FEA和優(yōu)化模具設(shè)計之間搭建了溝通的橋梁——TD Compensator，它通過GSM功能實現(xiàn)了過程的自動化，提高了效率。

　　配合FEA的數(shù)據(jù)，工程師再也不必花費大量時間來重建回彈補償曲面，TD Compensator讓工程師做出更好的用于加工的模具型面。圖4-2為GSM在回彈補償解決過程中的作用。

圖4-2 GSM在回彈補償解決過程中的作用

　　下面將TD Compensator如何應(yīng)用GSM功能，結(jié)合FEA分析的補償數(shù)據(jù)來重建模具型面的過程做一個說明。

　　第一步：輸入幾何體可直接讀取的數(shù)據(jù)格式有:

　　– Catia (V4/V5)

　　– Parasolid (UG, SolidWorks …)

　　– Pro-E

　　– IGES

　　– STEP

　　…

圖4-3 輸入幾何對象

　　第二步：讀取mesh數(shù)據(jù)，檢測數(shù)據(jù)是否正確

　　分別從原始mesh和compensated mesh文件中讀取節(jié)點信息。

　　要求：兩種mesh的節(jié)點數(shù)量必須一致，而且一一對應(yīng)。

　　第三步： 計算分析，得出3D變化數(shù)據(jù)

　　設(shè)定相關(guān)參數(shù)后計算GSM變化

　　變化結(jié)果保存到新的參考曲面中

圖4-5 生成3D變形數(shù)據(jù)

　　第四步：Global Replicate運算得出回彈補償后的模具型面

圖4-6 得出回彈補償后的模具型面

　　結(jié)論

　　GSM這一TD所獨有的建模技術(shù)，為工程師提供了前所未有的創(chuàng)建和修改能力，從而擺脫了傳統(tǒng)設(shè)計中模型修改不便的局限性，也可以讓工程師快速創(chuàng)建模型的多種樣式，從中挑選出最合適的外形，極大的提高了設(shè)計的創(chuàng)新水平和效率，讓設(shè)計插上了自由飛翔的翅膀。