3Д модель детали: скачать онлайн бесплатно готовые 3д модели для печати в формате stl или g-code

3D модели деталей

Сейчас, когда наука и техника развиваются очень стремительными темпами, намного быстрее, чем когда бы то ни было ранее, разработчики различных машин, механизмов, устройств и агрегатов уже просто не могут представить свою профессиональную деятельность без использования САПР (систем автоматизированного проектирования). Многие современные промышленные изделия настолько сложны, что конструкторам при их разработке совершенно необходимо сочетать реальные прототипы с использованием эффективных методик изучения тех особенностей поведения, которые наиболее характерны для этих моделей.

Практически все машиностроительные детали сейчас проектируются с обязательным применением достижений современных компьютерных технологий, в том числе и такого из них, как 3D-графика. Такая технология, как трехмерное моделирование, дает возможность создавать изображения практически любых деталей таким образом, чтобы они получались максимально реалистичными. 3D-моделирование дает возможность визуализировать те детали, которых еще в действительности не существует и которые еще только находятся в разработке.

Рукоятка

Держатель

Направляющая

Фланец

Звездочка

Пружина

Ключ гаечный

Коробка

Радиатор

Вентилятор

Кружка

Стол установочный

Подшипник

Штуцер

Для того чтобы зрительно воссоздавать трехмерные модели различных деталей, на основе которых производятся различные математические расчеты и делается визуальная оценка, используются специализированные пакеты прикладного программного обеспечения. Их создатели сумели добиться того, чтобы любое изменение хотя бы одной из трех координат 3D-модели, автоматическим образом приводило к соответствующим изменениям во всей остальной конструкторской и проектной документации.

Как показывает практика, сейчас трехмерное моделирование успешно используется во многих областях современной техники, однако наилучшие результаты оно дает тогда, когда производится проектирование размещения разнообразного заводского оборудования, создаются чертежи высокой сложности, проектируются различные строительные конструкции, трубопроводные системы. Кроме того, 3D-моделирование практически незаменимо тогда, когда требуется обеспечение наиболее точного (то есть с минимальными зазорами) сопряжения разнообразных деталей и компонентов, а также необходимо гарантированно соблюсти наиболее жесткие технические требования.

Современные компьютерные технологии располагают таким инструментарием трехмерного моделирования, который позволяет производить имитацию функционирования роботов и генерировать траектории движения инструмента. Благодаря этому трехмерное моделирование уже стало одной из неотъемлемых частей современного производства.

Следует отметить, что подавляющее большинство современных систем трехмерного моделирования располагают средствами автоматического анализа таких физических характеристик, как моменты инерции и вес, располагают разнообразными средствами, позволяющими решать геометрические проблемы, возникающие при создании сложных сопряжений, а также при различных интерпретациях.

3D-моделирование особенно полезно в тех случаях, когда требуется многократно редактировать трехмерный объект практически на всех этапах его проектирования. Дело в том, что в системах трехмерного моделирования имеется автоматическая связь между теми данными, которые имеют различные геометрические виды изображений.

Типы трёхмерных моделей

Трёхмерные модели подразделяются на три типа по функциональному назначению:

• Каркасные;
• Поверхностные;
• Твердотельные.

Наиболее простыми из них являются каркасные модели, которые, по сути дела, являются наборами соединенных между собой в трехмерном пространстве линий и сегментов дуг. Между ними не существует никакой зависимости, они описывают только кромки объектов и их использование весьма ограничено.

Под поверхностными моделями понимаются наборы поверхностей, соединенные в пространстве таким образом, что образуют трехмерный объект. В отличие от каркасных моделей они несут в себе информацию о силуэте и контурах поверхностей. Поверхностные модели достаточно широко используются в компьютеризованных производственных системах.

Твердотельные модели являются наиболее совершенными, поскольку несут в себе информацию не только о кромках и плоскостях, но и о внутреннем объеме. Их можно использовать не только для визуализации, но и для проведения различных вычислений.

Создание 3D-модели детали на основе чертежа в формате PDF / Хабр

Здравствуйте, дорогие читатели! В этой статье, открывающей цикл материалов, посвященных возможностям программного решения nanoCAD Механика с модулем «3D и зависимости», мы рассмотрим создание 3D-модели детали на основе чертежа в формате PDF.

Распознавание PDF-файла

Запустите программу nanoCAD Механика. Создайте новый файл, для чего вызовите команду НОВЫЙ (new): либо нажмите в левом верхнем углу экрана на логотип nanoCAD и в открывшемся выпадающем меню укажите Файл → Создать,либо используйте соответствующую кнопку на главной панели (рис. 1).

Рис. 1. Главная панель

Для создания эскиза необходимо загрузить PDF-файл Ложемент.pdf, расположенный в папке с архивом. Для загрузки следует вызвать команду ПДФИМПОРТ (pdfimport) либо в классическом интерфейсе(Файл → Импорт pdf), либо в ленточном (Вставка → Импорт → Импорт PDF) и выбрать файл Ложемент.pdf. В диалоговом окне Импорт PDF выберите всё, что показано на рис. 2, и нажмите ОК. В командной строке ввести координаты 0,0,0 и нажать Enter.

Рис. 2. Диалоговое окно Импорт PDF

 

После этого файл Ложемент. pdf загрузится в чертеж.

Добавление плоского эскиза и блокирование слоя

Чтобы приступить к отрисовке контура, необходимо сначала заблокировать слой и добавить плоский эскиз. Для блокирования слоя следует вызвать команду СЛОЙ (layers) либо в классическом интерфейсе(Формат → Слой), либо в ленточном(Главная → Слои) (рис. 3).

Рис. 3. Вызов команды СЛОЙ в ленточном интерфейсе(Главная → Слои)

После вызова команды СЛОЙ откроется диалоговое окно Слои, в котором есть слой PDF_Геометрия (рис. 4). Его нужно заблокировать, щелкнув левой кнопкой мыши (ЛКМ) на пиктограмме, изображающей замочек. После этого слой заблокируется, а пиктограмма изменит цвет на серый (рис. 5).

Рис. 4. Слой PDF_Геометрия

Рис. 5. Заблокированный слой

Когда слой заблокирован, можно приступать к добавлению плоского эскиза. Создайте новый эскиз, для чего вызовите команду НАЧАТЬЭСКИЗ (psadd) либо в классическом интерфейсе (3D → 2D эскиз → Добавить плоский эскиз), либо в ленточном (3D-инструменты → 2D эскиз → Добавить эскиз) (рис. 6).

Рис. 6. Панель Вкладка 3D. Кнопка Добавить эскиз. Неактивный режим эскиза

После этого в командной строке появится возможность выбора плоскости мировой системы координат, в которой будет происходить черчение. Выберите плоскость XY (рис. 7).

 

Рис. 7. Выбор плоскости эскиза

Дальнейшее черчение выполняется в режиме эскиза.

Черчение контура с использованием привязок

Для более удобной отрисовки контура следует включить привязки с помощью горячей клавиши F3. Выбор необходимых привязок, показанных синей рамкой (рис. 8), осуществляется щелчком правой кнопкой мыши (ПКМ) по кнопке оПРИВЯЗКА в нижней панели.

Рис. 8. Всплывающее меню кнопки оПривязка

После того как все привязки выбраны, можно переходить к отрисовке эскиза по контуру ложемента. Отрисовка эскиза будет происходить при помощи отрезков, дуг и окружностей. Для данной модели планируется  отрисовать один целостный контур – это делается для простоты и удобства, так как при последующем преобразовании контура в 3D-модель потребуется выполнить всего лишь одну операцию. Также отметим, что существует возможность создания нескольких эскизов, которые могут быть удобны при создании более сложных 3D-моделей. Эскиз ложемента должен выглядеть так, как показано на рис. 9.

Рис. 9. Эскиз ложемента

Проектируете в nanoCAD Механика? Примите участие в конкурсе проектов — www.nanocad.ru/information/events/21362426.

После создания эскиза необходимо сделать контур замкнутым, для чего следует выделить весь эскиз секущей рамкой (нажать ЛКМ в свободном месте пространства модели → вести курсор справа налево → снова нажать ЛКМ в свободном месте пространства модели) и вызвать команду СОЕДИНЕНИЕ либо в классическом интерфейсе (Редактирование → Соединение), либо в ленточном (Построение → Соединение) (рис. 10). После этого нужно щелкнуть ЛКМ по контуру и проверить замкнутость контура в свойствах.

Рис. 10. Соединение контура и проверка его замкнутости

Для редактирования эскиза необходимо открыть панель История 3D Построений и дважды щелкнуть ЛКМ по созданному эскизу либо нажать ПКМ и выбрать в открывшемся меню команду Редактировать. Открыть панель История 3D Построений можно с помощью команды ВКЛАДКА_ИСТОРИЯ_3D_ПОСТРОЕНИЙ (showtab3dhistorynet) в классическом интерфейсе(3D → История 3D Построений)или в ленточном (3D-инструменты → Моделирование → История построений)(рис. 11).

Рис. 11. Открытие панели История 3D Построений

После отрисовки контура следует зайти в диалоговое окно Слои и отключить слой PDF_Геометрия, нажав ЛКМ на пиктограмме горящей лампочки. Лампочка погаснет и слой будет отключен (рис. 12).

Рис. 12. Отключение слоя

Масштабирование отрисованных эскизов к исходному масштабу

Для ложемента на чертеже указан масштаб 1:5, масштаб эскиза пока что этому соответствует. Для приведения масштаба эскиза к необходимому (1:1) его нужно увеличить в пять раз при помощи команды МАСШТАБ. Чтобы обеспечить корректность масштабирования, заходим в редактирование эскиза через панель История 3D Построений, выделяем контур и вызываем команду МАСШТАБ (scale) либо в классическом интерфейсе (Редактирование → Масштаб), либо в ленточном(Построение → Масштаб). В командной строке будет предложено выбрать базовую точку (вводим 0,0,0 и нажимаем Enter), а затем масштаб (вводим цифру 5 и снова нажимаем Enter). В результате относительно координат 0,0,0 эскиз увеличится в пять раз (рис. 13).

Рис. 13. Масштабирование

Результат проделанных действий можно видеть на рис. 14, а в интернете еще и при открытии прилагаемого к данному материалу файла Создание эскиза.dwg.

Рис. 14. Эскиз ложемента в масштабе

Создание 3D-модели детали

После приведения эскиза к исходному масштабу можно перейти к созданию 3D-модели. Для этого мы воспользуемся командой Выдавливание (3dextrude), вызвав ее либо в классическом интерфейсе(3D → 3D элементы → 3D Выдавливание), либо в ленточном (3D-инструменты → Выдавливание) (рис. 15).

Рис. 15. Вызов команды Выдавливание

После вызова функции будет предложено выбрать эскиз (рис. 16). Выбираем эскиз и проставляем значения согласно рис. 17.

Рис. 16. Выбор эскиза

Рис. 17. Диалоговое окно 3D Выдавливание

Проставив все значения, нажимаем ОК. 3D-модель создана, теперь нужно ее переименовать и преобразовать в деталь. Для этого заходим в панель История 3D Построений, щелкаем ПКМ по объекту Тело(1) и выбираем Переименовать. Вводим слово «Ложемент» и нажимаем Enter. Снова щелкаем ПКМ по объекту «Ложемент» и выбираем Создать деталь. После выполнения этой операции тело преобразуется в деталь (рис. 18). Создание именованной детали выполнено.

Рис. 18. Деталь «Ложемент» в панели История 3D Построений

Во избежание проблем, связанных с некорректной привязкой при дальнейшем создании сборки 3D-модели, деталь «Ложемент» необходимо зафиксировать. Для этого в панели История 3D Построений щелкаем ПКМ по детали «Ложемент» и в открывшемся меню выбираем Фиксация. В правом нижнем углу иконки детали появляется значок якоря (рис. 19).

Рис. 19. Фиксация детали

После фиксации детали необходимо создать новую пользовательскую систему координат (ПСК) с началом в нижнем левом углу относительно детали «Ложемент». Это можно сделать с помощью команды ПСКНАЧАЛО (SetUCSByPoint). Вызываем ее либо в классическом интерфейсе(Сервис → Новая ПСК → Начало), либо в ленточном(Вид → Координаты → ПСК, Начало)(рис. 20).

Рис. 20. Вызов команды ПСК, Начало в ленточном интерфейсе

После вызова команды выбираем точку в левом нижнем углу детали «Ложемент» (рис. 21) и нажимаем ЛКМ. Таким образом создается новая система координат, связанная с деталью.

Рис. 21. Новая ПСК

Для удобства дальнейшей работы можно изменить цвет детали. В панели История 3D Построений дважды щелкаем ЛКМ по детали «Ложемент», в открывшейся вкладке Редактор блоков с помощью ЛКМ выбираем «Ложемент» в пространстве модели, переходим в панель Свойства и в выпадающем списке выбираем опцию Цвет → Выбор цвета (рис. 22). В диалоговом окне Выбор цвета определяем цвет с помощью палитры или номера цвета (рис. 23) после чего нажимаем ОК, Сохранить блок и Закрыть редактор блоков (рис. 24). Подобные действия можно выполнять и с другими деталями.

Рис. 22. Выбор цвета в панели Свойства

Рис. 23. Диалоговое окно Выбор цвета

Рис. 24. Сохранение и закрытие редактора блоков

Результат выполнения действий, представленных в этой главе, можно видеть на рис. 25, а в интернете еще и при открытии прилагаемого к данному материалу файла Создание 3D модели детали.dwg.

Рис. 25. Деталь «Ложемент»

В следующей статье мы рассмотрим создание 3D-модели сборки на основе созданной 3D-модели детали.

Георгий Глазков,

Константин Минаев

АО «СиСофт»

E-mail: [email protected],

minaev.konstantin@csoft. ru

Что такое 3D-моделирование и для чего оно используется?

Источник изображения

Tips3D
Автор Джош Петти
Раскрытие информации: этот пост может содержать партнерские ссылки. Это означает, что если вы покупаете что-либо, мы получаем небольшую комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас (узнать больше)

3D-моделирование — это метод компьютерной графики для создания трехмерного цифрового представления любого объекта или поверхности.

Художник использует специальное программное обеспечение для манипулирования точками в виртуальном пространстве (называемыми вершинами) для формирования сетки: набора вершин, образующих объект.

Эти 3D-объекты могут генерироваться автоматически или создаваться вручную путем деформации сетки или других манипуляций с вершинами.

3D-модели используются для различных сред, включая видеоигры, фильмы, архитектуру, иллюстрацию, проектирование и коммерческую рекламу.

В процессе 3D-моделирования создается цифровой объект, способный к полной анимации, что делает его важным процессом для анимации персонажей и специальных эффектов.

Ядром модели является сетка, которую лучше всего описать как набор точек в пространстве.

Источник изображения

Эти точки отображаются в трехмерной сетке и соединяются вместе в виде многоугольников, обычно треугольников или четырехугольников. Каждая точка или вершина имеет свое положение на сетке, и путем объединения этих точек в формы создается поверхность объекта.

Модели часто экспортируются в другое программное обеспечение для использования в играх или фильмах. Но некоторые программы 3D-моделирования позволяют создавать 2D-изображения с использованием процесса, называемого 3D-рендерингом. Эта техника идеально подходит для создания гиперреалистичных сцен с использованием сложных алгоритмов освещения.

3D-моделирование в действии

3D-моделирование является неотъемлемой частью многих творческих профессий.

Инженеры и архитекторы используют его для планирования своей работы. Аниматоры и дизайнеры игр полагаются на 3D-моделирование, чтобы воплотить свои идеи в жизнь.

И почти каждый голливудский блокбастер использует 3D-моделирование для создания спецэффектов, сокращения затрат и ускорения производства.

Например, сериал HBO Game of Thrones использует 3D-моделирование + анимацию для макетирования каждого эпизода перед съемкой.

Из-за их стоимости в Интернете существует обширный рынок 3D-моделей.

Источник изображения

Такие веб-сайты, как TurboSquid и CGTrader, предлагают отдельные 3D-модели и пакеты. Художники могут работать индивидуально или в команде, чтобы создавать эти активы и распространять их для использования в различных проектах.

3D-печать — еще одно популярное приложение для 3D-моделирования, поскольку оно позволяет точно контролировать дизайн сетки.

Объекты также можно создавать с помощью 3D-сканирования или скульптинга, но эти методы имеют ограничения по точности конечной модели. Но выигрыш в точности теряется в скорости, поскольку 3D-моделирование может быть утомительным процессом.

Обучение 3D-моделированию может быть довольно сложной задачей. Многие программы сложны, а хорошие принципы моделирования основаны на фундаментальных художественных навыках.

Тем, у кого есть опыт рисования и скульптуры , будет легче научиться моделировать. Но на самом деле любой, у кого есть время и терпение, может освоить эти навыки.

Как работает 3D-моделирование?

Художник обычно начинает с создания некоторого типа примитива , такого как куб, сфера или плоскость. Примитив — это всего лишь начальная форма для начала моделирования.

Художник будет опираться на эту базовую форму и манипулировать ею, используя различные инструменты моделирования. Для 3D-моделирования почти всегда полезно начинать с простого и постепенно усложняться.

Источник изображения

3D-моделирование — это точный рабочий процесс, часто включающий кропотливое размещение отдельных вершин для получения правильных контуров желаемого объекта.

Внешний вид сетки состоит из полигонов, которые можно разделить на более мелкие формы для создания большего количества деталей. Эти подразделения особенно необходимы, если 3D-модель должна быть анимирована.

Любые суставы, которые должны сгибаться, например колено или локоть персонажа, потребуют этих дополнительных полигонов для обеспечения плавного движения.

Существует несколько инструментов для ускорения процесса моделирования. Большинство программ включают технику зеркального отображения, которая позволяет художнику построить симметричную модель, работая только с одной половиной или даже четвертью объекта.

Это особенно полезно в дизайне персонажей, так как художнику нужно смоделировать только одну сторону персонажа, а программа отразит его работу вдоль нужной оси, создав идеально симметричный объект.

Другие инструменты позволяют быстро деформировать поверхность модели.

Например, текстуру шума можно использовать для смещения сетки, чтобы получить более органичную поверхность.

Или можно использовать инструмент разделения поверхности для имитации большего количества полигонов. Таким образом, художник может работать «неразрушая» в процессе, который сохраняет его оригинальную работу. Это особенно важно для более сложных моделей, которые требуют экспериментов для правильной работы.

Источник изображения

После того, как модель готова, поверхность можно покрасить и текстурировать.

Текстурирование моделей выходит за рамки этой статьи, но важно отметить, что текстуры можно использовать для подделки деталей поверхности.

Таким образом, художник может сделать модель более сложной, чем она есть на самом деле. Этот метод особенно полезен в видеоиграх, где сложные сетки могут сильно нагружать ЦП и прерывать игровой процесс.

Знакомство с программным обеспечением для 3D-моделирования

Существует множество программ для 3D-моделирования.

Если вы хотите создать анимированных персонажей, игровые модели или спроектировать дом, у нас есть программа на любой бюджет.

Maya от Autodesk — это отраслевой стандарт в области 3D-моделирования и анимации.

Если бы вы проходили курс 3D-моделирования в университете, вероятно, вы бы использовали это программное обеспечение. Большинство профессиональных студий ищут опыт работы с Maya при найме новых талантов, поэтому любой художник, желающий пробиться в индустрию, должен серьезно подумать об изучении Maya.

Cinema4D — еще один очень популярный выбор.

Кривая обучения не такая крутая, как у Maya, и она поддерживает более простую интеграцию с такими инструментами, как Adobe After Effects, что делает ее отличным выбором для тех, кто интересуется анимированной графикой.

Blender — бесплатная программа 3D-моделирования и анимации с открытым исходным кодом.

Он поставляется с надежным набором инструментов, позволяющим создавать активы и анимацию профессионального качества. Нет ценника.

Однако кривая обучения Blender довольно крутая, и программное обеспечение считается нестандартным в отрасли.

SketchUp — инструмент, популярный среди архитекторов и ландшафтных дизайнеров.

Он может похвастаться простым в использовании интерфейсом, что делает его идеальным для начинающих, желающих начать работу с 3D-моделированием для архитектурных работ.

Но существует множество других программ для моделирования, так что загляните в Google, если вам интересно найти больше.

Источник изображения

В любом случае 3D-моделирование является неотъемлемой частью современного цифрового медиа-ландшафта.

Это также увлекательное и полезное средство художественного самовыражения. Несмотря на то, что новички часто пугаются, растущее количество учебных пособий и учебных ресурсов означает, что изучение 3D-моделирования с нуля никогда не было таким простым.

Сейчас самое подходящее время, чтобы начать собственное путешествие в модельном бизнесе и воплотить в жизнь свои уникальные идеи.

Автор: Джош Петти

Джош — художник и разработчик игр, специализирующийся на научной фантастике, фэнтези и абстрактном искусстве. В его работах используются яркие цвета и сочетаются элементы глитч-арта, аутрана, ретро-игр, нео-гео и концептуального искусства. Он обучался живописи маслом, прежде чем заняться 3D-моделированием, анимацией и программированием. Сейчас он руководит Brain Jar, небольшой студией разработки игр, которая специализируется на экспериментальном контенте, основанном на повествовании. Вы можете узнать больше на веб-сайте или в Twitter @brainjargames.

Что такое 3D-моделирование? | Как 3D-моделирование используется сегодня

Технологии трансформируют почти все отрасли, и строительство не является исключением. Одной из технологий, которая в последнее время оказала существенное влияние на строительную отрасль, является трехмерное (3D) моделирование. 3D-модели играют важную роль в современных строительных проектах, поскольку они могут повысить производительность и облегчить работу.

3D-моделирование для земляных работ и управления машинами, помимо прочих преимуществ, может повысить точность работы оборудования, повысить эффективность работы и снизить затраты. Итак, как же работает эта технология и как вы можете применить ее к своему следующему проекту?

Что такое 3D-моделирование?

Термин «3D-моделирование» относится к процессу создания трехмерного представления объекта с использованием специализированного программного обеспечения. Это представление, называемое 3D-моделью, может передавать размер, форму и текстуру объекта. Вы можете создавать 3D-модели существующих предметов, а также конструкции, которые еще не были созданы в реальной жизни.

В строительстве 3D-модели рабочей площадки могут использоваться для управления машинами. Эти копии включают в себя точки, линии и поверхности, составляющие физическую среду. Они используют данные координат, которые определяют положение горизонтальных и вертикальных точек относительно контрольной точки. Благодаря этим пространственным отношениям вы можете рассматривать представление под разными углами.

Система управления машиной использует различные датчики положения, чтобы операторы машины могли получать обратную связь о таких вещах, как заданный уклон и положение ковша или отвала. Операторы станков могут ссылаться на 3D-модель, чтобы убедиться, что они выполняют работу точно. Технология GPS позволяет рабочим находить точки реплики в поле, а датчики на машинах сообщают им, где они находятся относительно точек модели.

Эти процессы управления помогают бригадам воплотить трехмерную модель в реальность, направляя оборудование для построения линий, точек и поверхностей точно так, как описано в представлении. Команды также могут использовать 3D-модели для проверки проекта, дизайна и соблюдения экологических требований. Эти модели также помогают во время предварительных торгов, позволяя подрядчикам тестировать различные проекты и обмениваться идеями.

История 3D-моделирования

Методы и технологии, используемые сегодня для 3D-моделирования земляных работ, не могли бы существовать без развитий в области гражданской съемки и различных видов 3D-моделирования.

Вы можете проследить историю трехмерного моделирования земляных работ с древних времен. Древние египтяне построили пирамиды с использованием ранних методов съемки и использовали геометрию для восстановления границ сельскохозяйственных угодий после наводнения вдоль реки Нил. В Древнем Риме гражданская геодезия стала признанной профессией, и геодезисты создали системы измерения для оценки и создания записей о завоеванных землях.

Евклид, известный как основатель геометрии и живший в Древней Греции, разработал идеи, которые вдохновили многие современные методы съемки и трехмерного моделирования. Много лет спустя, в 1600-х годах, французский математик Рене Декарт изобрел аналитическую геометрию, также называемую координатной геометрией, которая лежит в основе трехмерного моделирования земляных работ.

В 18 веке европейские геодезисты обнаружили, что могут использовать различные измерения углов, взятые из разных областей, для определения точного местоположения — метод, известный как триангуляция. Стали набирать популярность новые геодезические инструменты, такие как измерительные колеса, окружности, компасы Катера и цепи Гюнтера. Тем временем английские математики Джеймс Джозеф Сильвестр и Артур Кейли разработали матричную математику, которая позволяет сегодняшним компьютерным изображениям отображать отражения или световые искажения.

Позже геодезисты стали использовать стальные ленты и ленты из инвара. Эти инструменты в конечном итоге уступили место таким технологиям, как электромагнитное измерение расстояния (EDM) и оборудование для спутников глобального позиционирования (GPS). Геодезисты перешли от компасов к теодолитам, которые измеряли горизонтальные и вертикальные углы с помощью вращающегося телескопа. Затем они перешли на использование тахеометров, которые представляют собой электронные транзитные теодолиты, оснащенные технологией EDM. Эти достижения позволяют им измерять как углы, так и расстояния.

Затем были выпущены первые коммерчески доступные системы автоматизированного проектирования (САПР), которые превращают данные опроса в визуальные представления. Evans & Sutherland, первая компания, занимающаяся 3D-графикой, появилась в 1968 году. В течение следующих нескольких десятилетий программы САПР стали более совершенными и доступными.

В области управления машинами пользователи начали переходить от использования геодезических вех, которые геодезисты устанавливают вручную, а операторы машин читают визуально, к 3D-моделированию. Для создания 3D-моделирования земляных работ объединились различные технологии, в том числе:

• CAD, который преобразует данные съемки в 3D-модель.
• GPS, который позволяет инженерам определять точное местоположение.
• Light Detection and Ranging (LiDAR), технология дистанционного зондирования, использующая импульсный лазер для измерения переменных расстояний.
• Аэрофотограмметрия, которая позволяет инженерам извлекать топографические данные из аэрофотоснимков, сделанных дронами.
• Моделирование облака точек, которое включает использование технологии лазерного сканирования для создания набора трехмерных точек данных, используемых для создания модели.

Для чего используются 3D-модели?

3D-репликации являются распространенной формой технологии, но в каких отраслях используется 3D-моделирование? Многие отрасли используют 3D-моделирование для самых разных целей. Некоторые концепции включают:

• Планирование зданий с использованием архитектурной визуализации.
• Проведение 3D-туров в сфере недвижимости.
• Создание видеоигр и фильмов.
• Проведение научных исследований.

Модели также используются в строительстве, и постоянно появляются новые технологии. Вот несколько способов использования 3D-моделей в строительстве:

1. Управление машиной

3D-моделирование обеспечивает более точное, эффективное и экономичное управление машиной. Вместо использования традиционных геодезических вех операторы машин могут видеть рабочую площадку на экране, находясь в кабине. Система датчиков направляет машину на основе измерений 3D-модели.

Такое оборудование, как экскаваторы, экскаваторы-погрузчики и бульдозеры, оснащено бортовыми компьютерами, а отвалы и ковши снабжены устройствами GPS. Вы можете установить базовую станцию ​​GPS на рабочем месте или подписаться на услугу GPS. Какой бы тип системы вы ни выбрали, он будет связываться с приемниками на ваших машинах.

3D-модель привязана к координатам GPS и загружена в бортовые компьютеры вашего оборудования. Затем эти компьютеры могут связываться с приемниками GPS и средствами управления оборудованием. Когда устройство перемещается по участку, GPS постоянно записывает, где оно находится. Когда лезвия и ковши вашего оборудования перемещаются, GPS точно определяет их положение.

Компьютер может автоматически регулировать отвалы или ковши в соответствии с требуемой глубиной копания или высотой поверхности. Эта возможность обеспечивает плавную и точную планировку дорог, тротуаров, парковок и т. д.

2. План участка

3D-модели также могут быть полезны для сообщения плана участка, включая расположение инженерного оборудования и элементов ландшафта.

Например, вы можете нанести на карту расположение электрооборудования. Это могут быть электрические сервисные плиты, фонарные столбы и соединения для вывесок, киосков, украшений и других элементов с электропитанием. 3D-модель помогает электрикам быстро и точно установить эти соединения.

Вы также можете использовать технологию 3D-картографирования для отображения других коммуникаций, включая водосточные желоба, водопроводные и канализационные трубы, газопроводы и многое другое. Схема расположения инженерных коммуникаций дает бригадам больше уверенности в их размещении и предоставляет им информацию, необходимую для размещения этого оборудования в любое время.

3D-модель также может включать в себя такие элементы, как озеленение, бордюры, скамейки и почти любые другие элементы участка. Для таких аксессуаров, как скамейки и оборудование для игровых площадок, требуется основание и подключение. Знание того, куда пойдут эти элементы, может позволить бригадам подготовить их раньше в процессе и избежать повторных копаний позже.

3. Отчеты о ходе работ и исполнительные листы

3D-модели также могут быть полезны для информирования о ходе проекта и создания исполнительных материалов, которые представляют собой пересмотренные чертежи, представляемые по завершении проекта. Вы можете собирать новые данные во время выполнения задания для создания обновленных 3D-моделей, показывающих, как сейчас выглядит сайт. 3D-модель, созданная после завершения проекта, может использоваться на протяжении всего жизненного цикла объекта для таких целей, как техническое обслуживание, эксплуатация и управление активами.

Преимущества использования 3D-моделей для земляных работ

Использование 3D-моделей для земляных работ и управления машинами может дать многочисленные преимущества, в том числе:

• Повышенная точность плана: начинается строительство, что сокращает переделок и затраты.
• Повышенная точность в полевых условиях:  Поскольку машины имеют те же данные, что и геодезист, операторам машин легче следовать планам проекта. Работникам не придется полагаться исключительно на контуры при навигации по рабочей площадке. Поверхность 3D-реплики также построена в соответствии с фактической вертикальной и горизонтальной геометрией ландшафта.
• Снижение затрат на геодезию:  Использование 3D-моделирования устраняет необходимость постоянной проверки уклона, что снижает затраты на геодезию. Более низкие затраты на опросы могут помочь вам получить больше рабочих мест и увеличить доход с течением времени. Дополнительные деньги также могут позволить вам модернизировать оборудование и нанимать сотрудников по мере расширения вашей компании.
• Более эффективная работа машины: Машина работает более эффективно, потому что   она движется точно в соответствии с измерениями 3D-модели. 3D-моделирование поможет вам достичь большего с вашим оборудованием за меньшее время. Повышенная эффективность также снижает затраты на топливо, ремонт и техническое обслуживание.
• Снижение затрат на сырье:  Методы 3D-моделирования помогут вам с первого раза достичь цели и более эффективно использовать материалы. Эта повышенная производительность снижает затраты на сырье, поскольку вам потребуется меньше расходных материалов для каждой работы. Это преимущество является устойчивым и рентабельным.
• Снижение трудозатрат:  Благодаря 3D-моделированию управления станком многие обязанности оператора станка автоматизированы, что помогает ему работать быстрее и совершать меньше ошибок – это качество повышает эффективность отдельных работников и снижает трудозатраты.
• Улучшенная коммуникация:  Вы можете использовать 3D-модели для передачи информации о проекте в доступной визуальной форме различным заинтересованным сторонам. Если у всех будет общее понимание материала, им будет легче делиться идеями и предложениями.
• Увеличенное количество применений : Вы можете настроить данные один раз, а затем использовать их для различных целей, включая оценку, утилиты и хардскейпинг. Вы также можете внести коррективы в информацию по мере необходимости для последующих назначений.
• Снижение затрат на проект:  Согласно отчету Федерального управления автомобильных дорог Министерства транспорта США, использование 3D-модели может снизить стоимость проекта в общей сложности на четыре-шесть процентов. Только при земляных работах 3D-модели могут повысить эффективность на 15–25 процентов.

Запросить бесплатное предложение

Как создаются 3D-модели?

Для создания 3D-модели необходимо сначала собрать данные съемки. Вы можете сделать это, используя различные технологии, в том числе LiDAR и аэрофотограмметрию. Первоначальная съемка фиксирует расположение физических особенностей и ключевых точек, которые служат базой. Затем вы можете сканировать область с помощью технологии LiDAR для создания облаков точек данных, представляющих физические компоненты сайта. Эти облака точек объединяются с программным обеспечением для 3D-моделирования для создания 3D-представления.

Когда Take-Off Professionals получает файлы данных обследования для проекта, мы сначала проверяем, что у нас есть вся необходимая информация о требованиях к работе и объеме работ, за которые отвечает наш клиент. Затем мы строим 3D-модель на основе полученных планов. В ходе этого процесса мы исправляем ошибки в проектах и ​​делаем заметки о возможных изменениях.

После завершения создания 3D-модели для планирования мы сообщаем инженерам о проблемах и предлагаем необходимые исправления. Мы продолжаем пересматривать модель и предлагать изменения до тех пор, пока каждая деталь не станет правильной.

Чтобы начать проект 3D-моделирования, нам нужны три вещи:

1. Файлы САПР:  Вы можете отправить нам свои файлы САПР или загрузить их на наш сайт. Мы можем использовать различные форматы файлов, в том числе стандартные отраслевые форматы, такие как .DWG и .DXF, в AutoCAD, а также множество проприетарных форматов. Мы можем обрабатывать любой пакет САПР от Carlson Construction, AutoCAD, Micro Station и других.
2. Бумажные планы:  Нам также нужны бумажные планы или сканы бумажных планов. Вы можете загрузить отсканированные файлы или отправить их нам на компакт-диске. Имейте в виду, что часто дешевле отправить, чем сканировать.
3. Заказ на работу:  Вам также необходимо заполнить заказ на работу, в котором будут указаны сведения об объеме проекта. Вы можете отправить заказ на работу через наш сайт.

Некоторые из элементов, которые могут быть включены в 3D-модель для управления машиной, в зависимости от проекта, включают:

• Поверхность парковки
• Дороги с информацией о выравнивании по вертикали и горизонтали
• Модель грунтового основания, выходящая за заднюю часть бордюра
• Большие островки и бордюры
• Островные бордюры с уклоном
• Строительные подушки, включая надувные по запросу
• Зоны удержания и сортировки листов
• 2D-линии инженерных коммуникаций или полная 3D-схема инженерных коммуникаций
• Существующие условия
• Точки для размещения объектов, построенных на поверхности, таких как здания и бордюры

Работа с экспертом по 3D-моделированию

Компания Take-Off Professionals ежегодно создает для наших клиентов около 1000 моделей управления машинами. У нас работает команда инженеров и технических специалистов, которые являются экспертами в создании 3D-моделей для строительной отрасли, и мы не используем субподрядчиков, как это делают многие наши конкуренты.