Сразу к делу. Цель: смоделировать и изготовить низкополигональную собаку (рис. 1). Результат на рис. 2.
![Рис. 1. Рендер модели собаки Рис. 1. Рендер модели собаки](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/8ee/c15/08c/8eec1508c4090de5dcfd407100c2c6f4.png)
![Рис. 2. Готовое изделие. Рис. 2. Готовое изделие.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/994/e77/469/994e774696a48f7be79bce9684721e56.jpeg)
Этапы:
Blender. Создать базовую модель животного;
SolidWorks. Преобразовать базовую модель в сборку из листовых деталей;
Подготовить конструкторскую документацию;
Изготовить детали: собрать, сварить, покрасить готовое изделие.
А теперь подробнее:
1. Создание базовой модели
Вариантов программ для создания сетки модели множество: Blender, ZBrush, Cinema 4D, Maya и пр. Я остановился на Blender, так как программа бесплатна и имеет большое комьюнити. Начинаем с эскиза (рис. 3)
![Рис. 3. Фронтальный и боковой эскизы Рис. 3. Фронтальный и боковой эскизы](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d82/623/0a5/d826230a50201f367ffec0dd4180e12c.jpg)
Создаём новый проект Blender и используем оба эскиза в качестве фона (рис. 4)
![Рис. 4. Объекты в виде изображений эскизов. Рис. 4. Объекты в виде изображений эскизов.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/20f/f86/e4e/20ff86e4ef853ba75dc0b8f5e4db9384.png)
Создаём новый объект "поверхность", переключаемся на вид сбоку и прорабатываем тело, создавая новые поверхности и перетаскивая вершины по контуру (рис. 5)
![Рис. 5. Поверхности в рамках контура тела и головы. Рис. 5. Поверхности в рамках контура тела и головы.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/468/826/02e/46882602eb409dceb0c03860d573c48d.png)
Вытягиваем эти поверхности по оси X на половину ширины тела собаки (рис. 6).
![Рис. 6. Вытянутое тело Рис. 6. Вытянутое тело](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/3b3/bc4/7b6/3b3bc47b68cbfc9aadda80eec3c6bff3.png)
Через shift выбираем и удаляем поверхности, которые совпадают с осью OY. Добавляем модификатор "зеркало" (рис. 7).
![Рис. 7. Процесс отражения. Рис. 7. Процесс отражения.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/b49/b53/c1a/b49b53c1a778ef982baea090e5690d8b.png)
Используя Loop Cut, разрезаем получившееся тело на 4 части. Вытягиваем поверхности ног, ушей и хвоста животного в соответствии с контуром. Мне удобнее всего выбирать поверхность, входить в режим полупрозрачности (alt+Z), переключаться на вид сбоку (numpad 3), выделять прямоугольником вершину и перетаскивать её в нужное место (G). Результат на рис. 8.
![Рис. 8. Добавление ног, хвоста и ушей Рис. 8. Добавление ног, хвоста и ушей](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/b2b/774/593/b2b77459385b194bbec729f97cd99b57.png)
Теперь остаётся самое интересное - придать собаке форму. Для этого переходим в режим выбора вершин и перемещаем их, придавая объемы в необходимых местах. Советую просмотреть изображения собак и обратить внимание на особенности строения тела. Также пригодится использование инструмента Loop Cut для дополнительной детализации.
Необходимо помнить, что с увеличением числа поверхностей растёт сложность изделия. Советую не использовать более 200 полигонов для изделия высотой 700мм.
Если у вас возникают проблемы с интерфейсом программы или сложности в управлении элементами модели, то советую обратить внимание на эти видео:
![Рис. 9. Готовая модель. Рис. 9. Готовая модель.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d57/0e3/a3a/d570e3a3a1435754116455dd69a51237.png)
Теперь сохраняем в формате STL (тело сетки) и переходим ко второму этапу.
2. Преобразование базовой модели в сборку листовых деталей
Есть два пути преобразовать абстрактную модель в список деталей.
Первый заключается в использовании программ, автоматически создающих развёртки STL моделей. Например, PepaCura. Интересно в ней то, что можно достаточно быстро получить все детали в формате векторной графики DXF. В этом же файле будут отображаться линии и углы гибов.
На рис. 10. изображена раскладка собаки. Такая развёртка требует доработки (как минимум нужно разделить самую большую деталь на множество мелких).
![Рис. 10. Развёртка модели в PepaCura. Рис. 10. Развёртка модели в PepaCura.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/fe7/77f/175/fe777f1754f0bb2ee2dfb3a78b400311.png)
Второй подход основан на использовании систем проектирования. Я использую SolidWorks 2022. Уверен, что для выполнения поставленной задачи подойдёт любая 3D CAD система. Я знаком с Компас-3D, Inventor, AutoCad, Casia, но только SolidWorks предложил мне наиболее эффективные и простые инструменты.
При реализации этого решения необходимо вручную последовательно создавать детали, подгоняя их друг к другу. Это решение потребует больше времени, но специфика предприятия-производителя не позволяет использовать один лишь файл развёртки. Производственным рабочим необходимы сборочные чертежи, чертежи деталей, пояснительные записки, спецификации и прочее. Таким образом, продолжим работу по этому пути.
Импортируем STL модель в SolidWorks. Создаём новую сборку, добавляем в неё импортированную модель. Приступаем к созданию деталей. Этот процесс цикличен, опишу его списком:
Создаём в импортированной модели новую поверхность из сетки (рис. 11)
![Рис. 11. Создание поверхности из сетки. Рис. 11. Создание поверхности из сетки.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/cee/607/ede/cee607ede8008f8767e658483f90500e.png)
Создаём деталь в контексте сборки, выбираем созданную поверхность в качестве плоскости эскиза. После выбора инструмента "преобразование объектов" нажимаем на поверхность. Получившийся контур преобразовываем в листовой металл (рис 12).
![Рис. 12. Создание контура поверхности и листовой детали. Рис. 12. Создание контура поверхности и листовой детали.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d83/963/9fb/d839639fbde4bb7beca6ab36b44ecced.png)
Добавляем гибы, опираясь на технологические возможности оборудования. Если гибочное оборудование отсутствует, то приступаем к созданию следующей детали.
Также я использовал инструмент "зеркальное отражение" для некоторых деталей. Это значительно ускорило процесс проектирования.
Теперь необходимо присвоить каждой детали свой идентификатор. Я советую нумеровать детали, начиная с 1 с шагом в 1. Таким образом номер позиции в спецификации будет совпадать с названием файла. Этот идентификатор мы будет гравировать на самой детали во время резки лазером. Для этого создаем эскиз, вписываем номер и создаём бобышку толщиной 0,5 мм (рис 13). Обращаю внимание на то, что файл назван в соответствием с идентификатором.
![Рис. 13. Нанесение идентификатора на деталь. Рис. 13. Нанесение идентификатора на деталь.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/549/f60/81c/549f6081c955932a5a0026c279175841.png)
Ещё один нюанс. Для облегчения работы гибщикам нужно предусмотреть треугольные засечки на линиях гибов (рис. 14). По таким засечкам проще производить установ заготовки на станке.
![Рис. 14. Создание треугольных засечек. Рис. 14. Создание треугольных засечек.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/2fa/743/33b/2fa74333b628dafa10eb49f09b5fcbdb.png)
По окончанию работ получаем результат, изображенный на рис. 15. Теперь это готовая сборка, состоящая из отдельных, подготовленных к производству, деталей. Между некоторыми деталями видны зазоры. Это нормально, они будут заварены и зачищены.
3. Подготовка чертежей, спецификации и развёрток
Начинаем с деталей. Для этого создаём новый чертеж, в нем создаём новый лист, добавляем вид развёртки в масштабе 1:1, расставляем габаритные размеры. Затем нажимаем ЛКМ по виду, листаем окно PropertyManager вниз и выбираем "сохранить вид как" (рис. 16). И так с каждой деталью.
ВАЖНО! Добавлять вид на чертеж необходимо в масштабе 1:1, иначе выводимая развертка не будет соответствовать необходимым размерам.
![Рис. 16. Создание чертежа детали и вывод развёртки. Рис. 16. Создание чертежа детали и вывод развёртки.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/92c/d10/a24/92cd10a241ddb2d80e7d219f5acc7849.png)
По окончанию этой части работ, создаём сборочные чертежи. Автоматическая простановка позиций существенно облегчит нам работу (рис. 17).
![Рис. 17. Сборочный чертеж. Рис. 17. Сборочный чертеж.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/2af/091/50e/2af09150ed0aee1120452484fbeb1789.png)
![Рис. 18. Спецификация. Рис. 18. Спецификация.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/83c/bf8/789/83cbf878953c1fd417c89b8a87f877d2.png)
Заключение - оформление спецификации (рис. 18). Тут выручает инструмент компании ITools - спецификация для SolidWorks. Это просто, быстро и удобно (но интерфейс так себе). Тут мы видим, что обозначение деталей, имена файлов и номера позиций идентичны. Всего получилось 68 деталей.
4. Изготовление
Маршрут производства следующий:
Резка контуров на лазерном станке
Гибка деталей на гибочном станке
Предварительная сварка на точки
Полная обварка всех стыков
Зачистка
Шпатлёвка, высушивание, выравнивание поверхностей
Порошковая окраска в цвет "хром"
Далее приложу фотографии этапов сварки и финальный результат:
![Рис. 19. Процесс сборки на прихватки. Рис. 19. Процесс сборки на прихватки.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/668/4b5/973/6684b597369fb0dcbb427e3a06554e7f.png)
![Рис. 20. Обваривание и грубая зачистка. Рис. 20. Обваривание и грубая зачистка.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/309/a19/f09/309a19f0994635afb147bc9e11db3d87.png)
![Рис. 21. Готовое к продаже изделие. Рис. 21. Готовое к продаже изделие.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/391/c54/75d/391c5475d7cbcc81c6a411f6e1afdec1.png)
Итоги.
Хочу осветить финансовый аспект изготовления такого рода изделий. Расчет себестоимости на текущий момент:
Металл и необходимые расходники (проволока для сварки, шпатля, краска, зачистные круги и пр.) - 15 000руб.
Трудозатраты конструктора. Я потратил около 25 часов на весь процесс создания и оформления КД. Себестоимость часа работы инженера на предприятии-изготовителе оценивается в 350руб., что в сумме даёт 8750руб.
Трудозатраты сварщика. Квалифицированный специалист собирал, заваривал и зачищал данное изделие 30 часов. Себестоимость часа работы 260руб., что в сумме выражается в 7800руб.
Трудозатраты покрасчика. На этом этапе было потрачено 15 часов. Стоимость часа 250руб., сумма - 3750руб.
Итого: 35 300руб. И это только себестоимость. Как правило, стоимость часа инженера "на продажу" - 1500руб, сварщика - 1100руб, покрасчика - 1000руб.
Таким образом, мы спроектировали, подготовили к производству и изготовили низкополигональную собаку из листового металла. Спасибо за внимание.
Комментарии (8)
engine9
02.01.2022 15:20+4Если вдруг кто-то заинтересуется темой, можно обойтись без пепакуры, экспортируя модель через плагин.
Так же еще хочется упомянуть про коварство четырёхвершинных полигонов (квадов) они могут выглядеть совершенно плоскими в блендере, но их вершины могут лежать не в одной плоскости и бумага (или сталь) будет нуждаться в перегибе. Будьте внимательны!Ну и еще совет из личного опыта создания разверток для пэйперкрафта, лучше избегать длинных и узких граней, разбивать форму так, чтобы треугольники по пропорциям были ближе к равнобедренному.
PostP Автор
04.01.2022 10:44За плагин спасибо, попробую.
Точно отмечено и про квады. Как правило существенное искривление поверхности сразу заметно, а остальные не создают больших проблем при стыковке деталей. Вот погрешности при гибке некоторых деталей во время сборки оставляли зазоры по 3-4мм. В любом случае, в следующий раз буду разбивать всё на треугольники.
DmitryOlkhovoi
03.01.2022 11:12К затратам стоит отнести амортизацию? И если не секрет, продали?
PostP Автор
04.01.2022 10:33В моём случае тяжело рассчитать амортизацию, т.к. я не в курсе о стоимостях оборудования, степени его износа, срока службы и пр.
Продать такую продукцию наверное сложнее, чем изготовить) Целью продать не задавался, это был эксперимент с целью "попробовать" новых тех. процесс. Сабаку подарили одному из сотрудников.
vbifkol
А засунуть модель в солид и прям в солиде на гранях нарисовать листовой металл не проще бы было?
PostP Автор
Для рисования на гранях должна быть именно твёрдотельная модель. Её конечно можно создать и средствами самого солида, но в блендере это сделать проще, быстрее и качественнее.
Если же мы закидываем модель, созданную в блендере, в солид, то она заливается как модель сетки. А в модели сетки нет граней и приходится строить по поверхностям. А именно эта технология проектирования и описана в статье.