Использование САD/CAM-технологий проектирования художественного и ювелирного литья

Т.В. Лысенко, зав. кафедрой «Технологии и управление литейными процессами» Одесского национального политехнического университета;
Е.Г. Молчан, О.В. Цибенко, аспиранты


Т.В. Лысенко

В современном производстве для проектирования художественного и ювелирного литья активно используют новейшие информационные САD/CAM-технологии. Например, комплексы программ SolidWorks и Delcam ArtCAM JewelSmith позволяют значительно снизить издержки на производство художественных и ювелирных изделий, а также специальной оснастки, что особенно важно для работы в условиях динамично изменяющегося рынка. Современные CAD/CAM-системы не только дают возможность сократить срок внедрения новых изделий, но и оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции, а, следовательно, и ее конкурентоспособность.
CAD-системы (computer-aided design - компьютерная поддержка проектирования) предназначены для конструирования литых изделий и оформления конструкторской документации. Обычно их принято называть системами автоматизированного проектирования (САПР). Как правило, в состав современных CAD-систем входят модули моделирования объемной трехмерной конструкции (детали), оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.). Ведущие трехмерные CAD-системы, например SolidWorks, реализуют сквозной цикл подготовки и производства сложных промышленных изделий. В свою очередь, CAM-системы (computer-aided manufacturing - компьютерная поддержка изготовления) предназначены для проектирования обработки изделий непосредственно на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и генерации программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, эрозионных, пробивных, токарных, шлифовальных и др.). CAM-системы являются системами технологической подготовки производства. В настоящее время они - практически основной способ для изготовления сложнопрофильных деталей и сокращения цикла их производства. В CAM-системах используют трехмерную модель детали, созданную в CAD-системе.

В соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов выпускники технических вузов и высококвалифицированные инженеры-литейщики владеют навыками работы в различных САПР (Delcam ArtCAM JewelSmith, SolidWorks и др.) и широко применяют их в производстве.

Программный комплекс Delcam ArtCAM JewelSmith - специализированная CAD/CAM система для моделирования и изготовления всех типов ювелирных изделий, выпускаемых как серийно, так и штучно по индивидуальным заказам. Он предлагает мощный, легкий в использовании набор средств моделирования, который предоставляет дизайнеру полную свободу при создании сложных пространственных рельефов.

Дополнительные модули, входящие в состав ArtCAM JewelSmith, позволяют:

  •     импортировать математические модели, созданные в различных программных средствах;
  •     импортировать и использовать модели, полученные на лазерных и традиционных сканирующих устройствах;
  •     использовать уникальную библиотеку пространственных элементов;
  •     создавать 3D рельефы по плоской геометрии;
  •     наносить объемную текстуру на детали;
  •     создавать модели из полутоновых изображений;
  •     создавать сборки, состоящие из различных моделей;
  •     контролировать массу и объем изделия, что особенно важно для ювелирных изделий из драгоценных металлов.

На кафедре «Технологии и управления литейными процессами» Одесского национального политехнического университета студентов уже несколько лет с успехом обучают практическому использованию различных CAD/CAM-систем. Одним из удачных примеров использования САПР на практике является реализация создания оригинального дизайна браслета «Сова». Работа была выполнена в САПР ArtCAM JewelSmith пошагово:

  •     создание проекта;
  •     создание модели с указанием значений ее размеров;
  •     в пункте меню «Новый проект» кнопкой «Создать новый компонент» создание новой заготовки 4-х осевого корпуса (shank) браслета (рис. 1);
  •     с помощью меню и инструментов вкладки «Помощник» создание 3-х мерной модели и проекта изделия;
  •     создание рисунка сов (рис. 3), которому впоследствии будет придан объём и украшение камнями;
  •     заливка цветом отдельных элементов рисунка и в окне «Редактора формы» установка необходимых значений параметров;
  •     в меню «Операции с рельефом» создание рельефа (рис. 4);
  •     на панели «Инструментов создания вставок» кнопкой «Создать вектор вставки», определение необходимых параметров и размещение их в местах, где в дальнейшем будут располагаться камни;
  •     создание вставки кнопкой «Создать вставки»;
  •     на панели «Инструментов общего редактирования» кнопкой «Добавить в Мастер» включение видимости Мастера;
  •     в меню «Модель» кнопкой «Освещение и Материал» выбор нужного материала и установка параметров освещения;
  •     загрузка рельефа ранее созданной заготовки сов (рис. 4) и размещение на браслете (рис. 2).

 

Рис. 1. Создание 4-х осевого корпуса с вставками

Рис. 2. Готовая модель браслета

Рис. 3. Создание контура рисунка совы

Рис. 4. Готовый рельеф

Таким образом, используя несколько простых шагов, можно в системе ArtCAM JewelSmith создавать сложные ювелирные изделия самого современного дизайна.