Artículos Técnicos
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¿Qué modelado 3D es el mejor?

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El post de esta semana va orientado a nuestros alumnos, los cuales siempre realizan la misma pregunta ¿Qué diferencia existe entre superficies y sólidos?

Bien, la técnica CAD no es un concepto fácil de manipular, pues una cosa es manejarla y otra conocerla y realizar las cosas correctamente; evidentemente hay un gran salto cualitativo entre ambas. Ambas tipologías son válidas pero cuando nos decidimos por una, tenemos que olvidar la otra por completo pues son completamente diferentes y uno de los grandes problemas que tienen los usuarios BEGINNER es intentar modelar las superficies como sólidos.

Un buen ejemplo para explicar estas tipologías seria fijarnos en un balón relleno de agua, el agua interna podría ser modelada como sólido pero la cubierta del balón si que debería ser modelada como una superficie.

  1. Modelado Solido “SOLID MODELING”

Para modelar una geometría como sólido tenemos que aplicarle una masa, esto se realiza mediante una base sólida a la que se le sigue sumando o substrayendo pequeñas geometrías hasta conseguir la geometría final deseada. Las operaciones más utilizadas son el redondeo, chaflanado, creación de agujeros etc… Este modelado nació para el diseño mecánico y sigue muy implantado en la industria sobre todo para temas de cinemática y Prototipado.

Tiene muchas ventajas entre ellas la información que posee sobre el interior del modelo es algo muy valioso para temas de simulación CAE. Nos permite crear muchas alternativas del diseño mediante la parametrización pues es muy robusta y también la creación de simulaciones dinámicas, planimetrías etc… permiten que sea un modelado muy válido aunque básico.

Las desventajas vienen asociadas a tanta información, el hecho de tener todos los parámetros del modelo físico ralentiza el pc y por ello necesitaremos máquinas muy poderosas o bien cambiarnos al modelado superficial que tiene un coste menor.

Dentro del modelado sólido existen varios tipos de software:

  1. Representación contorno ampliamente usada para la construcción de modelos en software de elementos finitos.
  2. Geometría solida constructiva (CSF) se basa en el trabajo con las primitivas por ejemplo AutoCAD
  3. Modelado Paramétrico se emplean paquetes CAD pero que permiten interactuar al usuario con el modelo muy fácilmente, por ejemplo CATIA.
  1. Modelado Superficial “SURFACE MODELING”

El modelado superficial define un objeto exterior con un espesor infinitamente pequeño. El espesor puede ser creado por un amplio repertorio de operaciones como son el recubrimiento, revolución, etc… que también se pueden usar en el modelado solido pero no de relleno sino utilizando la envoltura externa del modelo. La afirmación anterior nos permite obtener una conclusión,  el modelado sólido se apoya en el modelo completo mientras que el modelado superficial se apoya en caras individuales que poco a poco se unirán formando el conjunto completo.

Este tipo de modelado se creó para ayudar a la industria aeroespacial y la automoción, y efectivamente es un modelado mucho más complejo que el sólido ya que las geometrías son más complejas y además el modelado no se apoya en operaciones sino en caras que van anexionándose y terminan creando una geometría compleja.

Tiene muchas ventajas como por ejemplo eliminar la ambigüedad entre determinadas vistas, se puede usar para el modelado de moldes y nos permite un análisis exhaustivo de su geometría.

Sus desventajas vienen asociadas a la vista pues no podemos ver la superficie interna del modelo y el coste computacional que es muy alto.

¿Se puede considerar una superficie como un sólido?

Únicamente se puede considerar cuando está completamente cerrada

  1. Modelado híbrido “HYBRID DESIGN”

Es la mezcla de ambos y por ello el más complejo, muchos programas del ámbito CAD nos incorporan la posibilidad de modelar las superficies pero con ciertos “tintes sólidos”. El ejemplo del balón relleno de agua si lo realizamos en el diseño hibrido la parte interna sería solida mientras que la parte externa sería una superficie; ambas deben de estar correctamente relacionadas e incluso deben ser capaces de interactuar entre ellas y con esto se hace referencia a introducir una parametrización de un modelado en función del otro.

Podemos afirmar que el modelado superficial es un modelado altamente sensible a los cambios por lo cual al realizar estos siempre nos dará más problemas e incluso nos impedirán actualizar el modelo.

  1. Modelado alámbrico “WIREFRAME MODELING”

Este modelado define el esqueleto del objeto 3D, por ello no hay superficies en él; esto es muy importante pues hay personas que lo tienden a confundir.

Esta metodología solo abarca en puntos, líneas y curvas que describen el contorno del objeto, y por supuesto este modelado puede ser planar (2D), espacial (3D) y lineal (1D). Se puede afirmar que contiene la información de todos los componentes en cuanto a localización tanto de los vértices como de los bordes.

Tiene muchas ventajas entre ellas poder ser interpretada rápidamente en la multi-vista del dibujo, además las únicas líneas que se ven son la intersección entre superficies (las costuras).

Las desventajas están íntimamente relacionadas con la representación pues no podemos ver sólidos, ni superficies y las vistas en algunos modelos pueden ser ambiguas, a esto habría que unirle la imposibilidad de realizar análisis dinámicos

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