ПРИМЕНЕНИЕ СКВОЗНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ НОВЫХ РЫНКОВ НТИ
3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ РЫНКОВ НТИ
НАТАЛИЯ ТЕРЯЕВА
КАНДИДАТ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ НАУК, КОНСУЛЬТАНТ ПРИ ДИРЕКЦИИ ОИЯИ, РУКОВОДИТЕЛЬ ШКОЛЫ ЮНОГО ИНЖЕНЕРА «ВЕКТОР NICA»
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ: применение
Компьютерное 3D-моделирование — способ создания моделей объемных объектов с помощью компьютерной программы. Компьютерные модели объемных объектов создают для двух видов применения.
Изготовление реальных объектов
Ими могут быть цельные предметы, устройства, механизмы или их отдельные элементы
Виртуальная или дополненная реальность
Примерами могут служить компьютерные игры или тренажеры, компьютерная графика в фильмах или медицине
Трехмерное моделирование бывает не только компьютерным. Архитекторы традиционно прорабатывают композицию проекта, изготавливая макет из бумаги. Скульпторы проверяют пластическую идею своей скульптуры из металла или бетона в ее уменьшенной модели из гипса. И форму для отливки готовой скульптуры делают по ее полноразмерной гипсовой модели.
Инженеры создают упрощенную модель небольшого размера для испытания работоспособности изобретенной конструкции и отрабатывают на ней принципиальные механизмы ее работы. Стоматологи-ортопеды по гипсовым слепкам зуба создают его протез из пластмассы, керамики или фарфора. И это только некоторые из примеров.
Преимущества компьютерного 3D-моделирования
Экономит время на изготовление реальной модели
Экономит материал для изготовления реальной модели
Позволяет создавать модель с любой точностью
Позволяет легко исправлять недостатки модели
В наше время существует много компьютерных программ для 3D-моделирования. Они отличаются точностью создаваемых моделей, возможностями анимации и визуализации. Самые точные и сложные программные комплексы 3D-моделирования применяются для промышленного и машиностроительного проектирования. Обычно такие комплексы называют системами автоматизированного проектирования (САПР).
САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ САПР ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ
Все перечисленные системы автоматизированного проектирования (САПР), кроме SolidWorks, имеют бесплатную академическую версию для обучения школьников или студентов. Зарубежные:
SolidWorks
Франция, Dassault Systemes
Fusion 360
США, Autodesk
Inventor
США, Autodesk
Solid Edge
Германия, Siemens PLM Software
Российские:
компас
ADEM
Алгоритм работы с ADEM CAD
Академическая версия отличается от коммерческой ограниченным количеством лицензированных форматов готовых файлов с построенными 3D-моделями. Но лицензированных форматов вполне достаточно, чтобы научиться строить и редактировать 3D-модели и печатать их на 3D-принтере или вырезать на станке ЧПУ лазерной резки. Формат файла для печати на 3D-принтере у всех перечисленных программ одинаков и не зависит от типа 3D-принтера. Формат файлов с 3D-моделями, которые можно редактировать, у всех САПР разный. И, как правило, эти форматы несовместимы друг с другом.
Все лицензионные коммерческие версии САПР — и зарубежные, и российские — предназначены как для работы на индивидуальном, домашнем компьютере, так и для коллективной работы в сети компьютеров. Зарубежные САПР даже при работе на индивидуальном компьютере требуют интернет-соединения с облачным сервером компании-производителя. Разработчики САПР сделали специализированные версии программных комплексов по профилям их применения:
Машиностроение
Строительство
Приборостроение
Электрические схемы
Дизайн
Специализированные программные комплексы позволяют создавать детали сложной конструкции, собирать их в единый механизм и проверять их взаимное расположение с помощью анимации. Они могут даже рассчитывать механические и тепловые нагрузки.
Анимированная 3D-модель детектора MPD для строящегося в подмосковной Дубне коллайдера NICA. Ее создали конструкторы Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ

NICA MPD
Борясь за клиента, производители САПР для промышленного проектирования предлагают решения специально для малого бизнеса, рассчитанные на конкретные потребности и бюджет покупателя. Дизайнеры интерьеров, разработчики компьютерных игр и спецэффектов не нуждаются в машиностроительной точности. Зато им нужен богатый выбор цвета, текстуры, простота в работе с пластичностью формы, световые эффекты и расширенные возможности анимации. Профессионалы для этого используют:
3Ds Max
США, Autodesk
Maya
США, Autodesk
Специальные приложения компании Autodesk
Для визуализации и анимации кинематографического уровня
Есть масса более простых программ для любителей, которые с легкостью используют даже школьники младших классов: к примеру, гугловская SketchUp, предназначенная для моделирования простых трехмерных объектов — строений, мебели, интерьера. Все компьютерные программы для создания виртуальных 3D-моделей не предназначены для печати разработанных моделей на 3D-принтере.
Анимация программного комплекса Maya
Больше лонгридов и заданий доступны при записи на курс