Використання комп’ютерно-орієнтованих технологій з метою проектування, виготовлення та оздоблення виробів із деревини
Сучасний рівень розвитку виробництва називають комп'ютерно-інтегрованим виробництвом, у якому практично всі функції виробництва взяв на себе комп'ютер.
Комп'ютерно-інтегроване виробництво передбачає, що дизайнер (проектувальник, конструктор) переносить з підсвідомості образ (віртуальну модель) майбутнього виробу до 3D CAD (СотриtеrАіded Dеsіgn) – системи комп'ютерної підтримки проектування. Основним призначенням цих систем на початку їхнього розвитку було лише оформлення конструкторської документації. Далі за допомогою системи комп'ютерної підтримки інженерних рішень (САЕ – СотриtеrАіded Епgineering) можна отримати конструктивне рішення, яке буде одним з найкращих. Реалізувати один з кращих варіантів технології може допомогти комп'ютерна система підтримки виробництва (САМ – СотриtеrАіded Мапиfасtиrіпg). Керувати інформацією щодо виробу на всіх етапах проектування і виробництва можна за допомогою системи управління даними про виріб (РОМ – Рrоdисt Dаtа Мапаgетепt). Для моделювання деталей, їх зображень, створення креслень, можна використовувати програмні оболонки, наприклад, 3D КОМПАС, 3D MAX редактор Microsoft Vision, що є програмою для розробки дизайну приміщення, графічний редактор Photoshop, Gorel Draw, тощо.
На нашу думку до алгоритмічних методів проектування виробів можна віднести й якісні методи системного аналізу, оскільки вони, як і алгоритм, передбачають певну послідовність дій. Проте суттєва різниця полягає в тому, що ці методи спрямовані на генерування ідей, які можуть підштовхнути проектувальника до найкращого рішення у прийнятний час.
Проте й це не завжди допомагає, оскільки всі методи активізації пошуку проектного рішення мають такі недоліки:
1) немає механізму для створення списку всіх можливих варіантів;
2) немає об'єктивних критеріїв відбору кращих варіантів;
3) немає механізму швидкого перебору всіх можливих варіантів тощо .
На подолання цих недоліків спрямовані алгоритмічні методи, які дозволяють отримати мінімальну кількість (одне-два-три) рішень, які максимально наближені до найкращого.
Останнім часом у галузі моделювання застосовують віртуальне моделювання.
Віртуальне (або твердотільне) моделювання – один з аспектів використання Систем Автоматизованого Проектування (САПР, англ. САD –СотриtеrАіded Dеsіgn) [2, c.2].
Цей метод усе більше використовується як основний метод моделювання у проектуванні, й для того є кілька важливих причин:
- віртуальна модель здатна відтворити практично всі значущі властивості реального об'єкта, зокрема форму і фізико-механічні властивості матеріалу деталі та взаємодію з іншими деталями та навколишнім середовищем, причому все це можна легко змінювати;
- під час моделювання можна аналізувати модель з усіх боків та змінювати її масштаб, наприклад, щоб краще роздивитися дрібні елементи;
- існує можливість моделювати роботу механічної системи, зокрема такі елементи, як важелі, кулачки, зубчасті колеса, пружини, гідравлічні передачі тощо;
- існує можливість «зазирнути всередину моделі» або «пролетіти через» елементи моделі, чого часто неможливо зробити ані з моделлю, ані з реальним виробом;
- модель може бути швидко передана через комп'ютерні мережі, представлена на веб-сайтах, тощо.
Системи автоматизованого проектування допомагають проектувальнику на різних стадіях процесу проектування. Сучасне програмне забезпечення для автоматизації проектування надає набагато більше можливостей, ніж просте креслення за допомогою комп'ютера.
Процес проектування є процесом передачі ідей, їх візуалізації та прийняття рішень. Якщо проект не є принципово новим, то розпочинати проектування від самого початку буде економічно невиправданим. САD-системи дозволяють проектувальнику швидко і легко модифікувати проект, переробляти і доопрацьовувати його.
Переваги застосування САD-систем для проектування:
- креслення може бути створене набагато швидше, ніж будь-якими іншими засобами;
- кількість варіантів виконання проекту збільшується через покращення можливості робити зміни;
- стандарти, існуючі та бажані компоненти можна бути підібрати зі спеціальних бібліотек;
- підвищення якості і точності виконання проекту, при цьому додається можливість проводити детальний аналіз віртуальної моделі, створюючи з неї прототип. Все це скорочує загальний час розробки проекту та зменшує кількість помилок;
- віртуальна тривимірна модель може інтегруватися з системами аналізу, планування, виробництва, маркетингу тощо;
- можливість швидкого отримання креслень і фотографічних зображень дозволяє швидше передати пропозиції проекту клієнтам.
- зручне збереження й відновлення завершеного проекту [2, с.3].
Останнім часом широкого розповсюдження набуло тривимірне моделювання або протипування. Суть тривимірного моделювання полягає в створенні в натуральну величину або в зменшеному вигляді моделі об'єкта, що відтворює його форму і реалізує основні його функції (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Ламаний розріз
Застосування віртуального моделювання дозволяє відтворити практично всі значущі властивості реального об'єкту, зокрема форму і фізико-механічні властивості матеріалу деталі та взаємодію з іншими деталями та навколишнім середовищем, причому всі ці показники можна легко змінювати. Під час моделювання можна одержати вигляд об’єкта в різних проекціях, змінюючи її масштаб. Віртуальне (або твердотільне) моделювання – один з шляхів використання Систем Автоматизованого Проектування (САПР, англ. САD – СотриtеrАіded Dеsіgn).
Таким чином, сучасне програмне забезпечення для автоматизації проектування забезпечує значно більше можливостей, ніж просте креслення за допомогою комп'ютера. САD – системи дозволяють проектувальнику швидко і легко модифікувати проект, переробляти і доопрацьовувати його. Саме ці властивості САD – систем приваблюють сьогодні вчителя трудового навчання під час здійснення урочної та позаурочної роботи.
Так, тривимірна графіка все ширше використовується під час різних видів діяльності людини. Так, наприклад, виконання наглядової частини під час створення дизайну будь-якого інтер’єру, виробу, деталі практично завжди виконується із застосуванням тривимірної графіки.
Отже, використання комп’ютерних програм для проектування і моделювання виробів із деревини підвищує швидкість його виконання, забезпечує якість й тривимірний вигляд виробу. Значний час приділити роботі з CAD – системами на уроці вчитель не може. Тому, на нашу думку, відпрацьовувати навички тривимірного моделювання раціонально під час позаурочної роботи з ТН.