مدلسازی جامد

--- این مقاله در دست ترجمه است لطفاً پاک نشود! ---

هندسه مدلسازی جامد به صورت کامل در فضای 3-بعدی ترسیم شده است; شکل از هر زاویه ای قابل مشاهده است.

مدلسازی جامد (یا مدلسازی ) مجموعه ای ثابت از اصول برای مدل سازی ریاضی و رایانه ای جامدات سه بعدی است. مدل سازی جامد با تأکید بر وفاداری فیزیکی از مناطق مرتبط مدل سازی هندسی و گرافیک رایانه ای متمایز می شود. اصول مدل سازی هندسی و جامد ، پایه و اساس طراحی سه بعدی - رایانه ای را تشکیل می دهد و به طور کلی از ایجاد ، تبادل ، تجسم ، انیمیشن ، بازجویی و حاشیه نویسی از مدل های دیجیتالی اشیا physical فیزیکی پشتیبانی می کند.

بررسی اجمالی

مبانی ریاضیاتی

 
تنظیم یک مجموعه 2 بعدی با بسته شدن فضای داخلی آن

مدل سازی پارامتری

مدل سازی پارامتری از پارامترها برای تعریف یک مدل استفاده می کند (به عنوان مثال ابعاد). نمونه هایی از پارامترها عبارتند از: ابعادی که برای ایجاد ویژگی های مدل ، تراکم مواد ، فرمول هایی برای توصیف ویژگی های پاک شده ، داده های وارد شده ( که به عنوان مثال یک سطح مرجع را توصیف می کنند) استفاده می شود. پارامتر ممکن است بعداً اصلاح شود و مدل برای بازتاب این تغییرات اصلاح می شود. به طور معمول رابطه ای بین قطعات ، مجموعه ها و نقاشی ها وجود دارد. یک قسمت از چندین ویژگی تشکیل شده است و یک مجموعه از چندین قسمت تشکیل شده است. نقشه ها را می توان از قسمت ها و یا مجموعه ها تهیه کرد.

مثال: یک شفت با اکسترود کردن یک دایره به عرض ۲ میلیمتر ایجاد می‌شود. توپی به انتهای شفت جمع می‌شود. سپس شفت به طول 200 میلی متر تبدیل می شود (بر روی شفت کلیک کنید ، اندازه طول را انتخاب کنید ، تا 200 تغییر دهید). وقتی مدل به روز شود شفت به طول 200 میلی متر در می آید ، توپی به انتهای شافت که در آن مونتاژ شده است منتقل می شود و نقشه های مهندسی و خصوصیات جرم به طور خودکار تمام تغییرات را منعکس می کنند.

در ارتباط با پارامترها ، اما کمی متفاوت ، محدودیت ها هستند. محدودیت ها روابط بین موجودات هستند که شکل خاصی را تشکیل می دهند. برای یک پنجره ، اضلاع ممکن است به صورت موازی و با طول یکسان تعریف شوند. مدل سازی پارامتری واضح و شهودی است. اما در سه دهه اول CAD اینگونه نبود. اصلاح به معنی کشیدن مجدد ، یا افزودن برش یا برآمدگی جدید بر روی برش های قدیمی است. ابعاد نقشه های مهندسی به جای نشان داده شدن ایجاد شده است . مدل سازی پارامتری بسیار قدرتمند است ، اما در مدل سازی به مهارت بیشتری نیاز دارد. یک مدل پیچیده برای یک قطعه قالب تزریق ممکن است هزار ویژگی داشته باشد ، و تغییر یک ویژگی اولیه ممکن است باعث از بین رفتن ویژگی های بعدی شود. مدلهای پارامتری ای که ماهرانه ایجاد شده اند، برای نگهداری و اصلاح آسان ترند. مدل سازی پارامتری نیز به استفاده مجدد از داده ها کمک می کند. به عنوان مثال می توان یک خانواده کامل از پیچ ها را در یک مدل قرار داد.

مدل سازی جامد پزشکی

از توموگرافی محوری محوری و اسکنرهای تصویربرداری تشدید مغناطیسی می توان برای ایجاد مدلهای جامد از ویژگیهای داخلی بدن، اصطلاحاً رندر حجمی، استفاده کرد. از اسکنرهای نوری سه بعدی می توان برای ایجاد ابرهای نقطه ای یا مدل های مش چند ضلعی از ویژگی های بدنه خارجی استفاده کرد.

موارد استفاده از مدل سازی جامد پزشکی ؛

  • تجسم
  • تجسم بافتهای خاص بدن (به عنوان مثال فقط رگهای خونی و تومور)
  • طراحی پروتز ، ارتز و سایر وسایل پزشکی و دندانپزشکی (که این کار را بعضی اوقات سفارشی سازی گسترده می نامند)
  • ایجاد مدل های شبکه های چند ضلعی برای نمونه سازی سریع (به عنوان مثال برای کمک به جراحانی که برای جراحی های دشوار آماده می شوند)
  • ترکیب مدل های شبکه چند ضلعی با مدل جامد CAD (به عنوان مثال طراحی قطعات تعویض مفصل ران)
  • تجزیه و تحلیل محاسباتی از فرایندهای پیچیده بیولوژیکی ، مانند جریان هوا ، جریان خون
  • شبیه سازی محاسباتی از دستگاه های پزشکی جدید و کاشت در داخل بدن

اگر استفاده، فراتر از تجسم داده های اسکن شده باشد ، فرایندهایی مانند تقسیم تصویر و شبکه بندی مبتنی بر تصویر، برای توصیف هندسی دقیق و واقعی از داده های اسکن شده لازم است.

مهندسی

 
پنجره ویژگیهای جرم یک مدل در کبالت