05 — Rūpnieciskais un Produktu Dizains
Ierīces, mašīnas, rūpnīcas
Es projektēju to, ko būvēju — no vienas ierīces līdz veselai rūpnieciskai rūpnīcai.
Rūpnieciskais un produktu dizains trīs mērogos, modelēts SolidWorks un Fusion 360 inženierijai un Blender un Maya formai, ar katru modeli aiznestu no CAD uz CAM līdz izgatavošanai.
Dizains man nav atsevišķa nodaļa — tas ir nešķirams no progresīvo tehnoloģiju darba. Es zīmēju to, ko plānoju izgatavot.
Es esmu rūpnieciskais un produktu dizainers. Darbs aptver trīs mērogus vienā darbplūsmā: vienu aparatūras ierīci, mašīnu un veselu rūpniecisko rūpnīcu. Tās nav atsevišķas prakses — ierīce sēž mašīnā, mašīna sēž rūpnīcā, un projektēt visus trīs uztur godīgas saskarnes starp tiem.
Rīki sadalās pēc tā, ko dara vislabāk. SolidWorks un Fusion 360 (Autodesk) nes inženieriju — parametriskas detaļas, mezglus, pielaides un CAD-uz-CAM tiltu uz ražošanu. Blender un Maya nes formu un kustību — korpusu veidošanu, virsmas, attēlojumus un eksplodētos skatus, kas izskaidro mašīnu pirms tās pastāvēšanas.
Kas to visu sasaista, ir atteikšanās šķirt modeli no tās lietas, par ko tas kļūst. Dizaina prasme šeit ir neatņemama aparatūras, automatizācijas un mašīnu darba daļa citviet šajā vietnē: tās pašas rokas, kas zīmē detaļu, to būvē, tāpēc dizaina nodoms nekad netiek nodots starp diviem cilvēkiem un pazaudēts tulkojumā.
mērogi, ko modelēju vienā darbplūsmā: viena ierīce, mašīna un vesela rūpnieciskā rūpnīca
galvenie rīki — SolidWorks un Fusion 360 inženierijai, Blender un Maya formai un vizualizācijai
katrs modelis tiek aiznests līdz ražošanai: detaļa, ko zīmēju, ir detaļa, kuru griež, drukā vai apstrādā
projektēšana un izgatavošana tajās pašās rokās — es zīmēju to, ko plānoju izgatavot
Četri rīki, izvēlēti pēc tā, ko katrs dara vislabāk.
SolidWorks un Fusion 360 nes pielaides vadītu inženieriju; Blender un Maya nes formu, virsmu un kustību. Katra cilne ir rīks, ko izmantoju ikdienā, nevis rindiņa sarakstā.
Parametriskā mehāniskā projektēšana un mezgli
SolidWorks ir vieta, kur dzīvo lielākā daļa mehāniskā darba. Es veidoju detaļas no operāciju koka — skice, izvirzīšana, rotācija, noapaļojums, raksts — lai dizains paliktu rediģējams pēc nodoma, nevis iesaldēts kā ģeometrija. Maini vadošo izmēru, un atkarīgās operācijas pārveidojas.
Mezglu līmenī es savienoju komponentus ar saitēm, pārbaudu pārklāšanos un vadu kustību caur saitēm, lai mehānismu varētu pārbaudīt pirms jebkā izgatavošanas. Tas pats modelis rada rasējumus, kas vajadzīgi darbnīcai.
- Operāciju koka detaļas, ko vada izmēri un attiecības
- Saistīti mezgli ar pārklāšanās un atstatuma pārbaudi
- Kustība pārbaudīta caur saitēm pirms izgatavošanas
- Detalizēti rasējumi, ģenerēti no tā paša modeļa
Integrēts CAD un CAM vienā Autodesk failā
Fusion 360 (Autodesk) ir rīks, pie kura ķeros, kad projektēšanai un ražošanai jādzīvo vienā failā. Modelis, instrumentu ceļi un simulācija dala vienu laika līniju, tāpēc izmaiņas augšpusē plūst CAM iestatījumā bez atsevišķa eksporta.
Es izmantoju tā CAM darbvietu, lai definētu sagatavi, instrumentus un instrumentu ceļus frēzēšanai un virpošanai, tad ģenerēju G-kodu, kas vada mašīnu. CAD-uz-CAM tilts ir tā jēga — detaļa, ko zīmēju, ir detaļa, ko griež vadības iekārta.
- Parametriskā laika līnija, ko dala CAD un CAM
- Sagatave, instrumentu bibliotēka un ceļi definēti vienuviet
- G-kods ģenerēts frēzēšanai un virpošanai
- Dizaina izmaiņas izplatās ražošanas iestatījumos
Forma, organiskā ģeometrija un vizualizācija
Blender risina darbu, kas vairāk attiecas uz formu nekā uz pielaidi — korpusu veidošanu, organiskās virsmas un augstas precizitātes attēlojumus, kas izskaidro ierīci pirms tās pastāvēšanas. Tīkla modelēšana, modifikatori un uz mezgliem balstīta materiālu sistēma aiznes koncepciju no sākotnējā bloka līdz prezentējamam attēlam.
Tā ir arī vieta, kur sagatavoju eksplodētus skatus un animētas montāžas secības, lai sarežģītu mašīnu varētu nolasīt vienā kadrā, nevis lappusē teksta.
- Tīkla modelēšana un modifikatoru vadīta forma
- Uz mezgliem balstīti materiāli un fizikāli balstīts attēlojums
- Eksplodēti skati un montāžas animācijas
- Koncepcijas vizualizācija pirms detalizēta CAD
Virsma, riggings un kustība sarežģītiem mehānismiem
Maya aptver gadījumus, kam vajadzīga kontrolēta kustība un tīras virsmas — mehānisma riggošanu, lai tā brīvības pakāpes varētu izvingrināt, un NURBS un poligonu virsmu veidošanu, kur pāreja starp skaldnēm jābūt precīzai.
Tur, kur Blender ir mans ātrākais ceļš uz attēlojumu, Maya ir ceļš uz rigu un atkārtojamu animāciju par to, kā mašīna patiešām kustas.
- NURBS un poligonu virsmu modelēšana
- Riggošana mehānisma brīvības pakāpju izvingrināšanai
- Atkārtojama kustība mašīnu secībām
- Tīras virsmu pārejas vizualizācijai
Rīku komplekts — kam katrs rīks paredzēts
- SolidWorks
- Parametriskas detaļas, mezgli, rasējumi
- Fusion 360 (Autodesk)
- Integrēts CAD + CAM, G-kods
- Blender
- Forma, organiskas virsmas, attēlojums
- Maya
- Virsmas, riggings, mašīnu kustība
- Modeļa nodoms
- Operāciju koki un ierobežojumi, nevis iesaldēta ģeometrija
- Nodošana
- CAD modelis tiek aiznests līdz CAM un ražošanai
- Mērogi
- Ierīce · mašīna · vesela rūpnieciskā rūpnīca
Ceļš no skices līdz pabeigtai detaļai.
Modelis ir pabeigts tikai tad, kad tas rada to, kas darbnīcai vajadzīgs — nezaudējot nodomu pa ceļam.
Darbplūsma rit vienā virzienā, no ierobežotas skices līdz detaļai darbnīcā. Dizaina nodoms vispirms tiek tverts kā izmēri un attiecības; cietķermenis tiek veidots no operācijām, lai tas paliktu rediģējams; mezgls tiek pārbaudīts kustībai un pārklāšanai; un tad tas pats modelis kļūst par CAM iestatījumu, kas vada ražošanu.
CAD-uz-CAM tilts ir tā jēga. Fusion 360 modelis, ceļi un simulācija dala vienu failu, tāpēc izmaiņas augšpusē plūst ražošanā, nevis prasa atkārtotu eksportu. Detaļa, ko zīmēju, ir detaļa, ko griež vadības iekārta.
No CAD uz CAM — no skices līdz pabeigtai detaļai
- 01 Skicēt un ierobežot Definēt detaļu kā ierobežotu 2D skici — izmērus un attiecības, kas tver dizaina nodomu, ne tikai koordinātas.
- 02 Parametriskais modelis Veidot cietķermeni no operācijām (izvirzīšana, rotācija, noapaļojums, raksts), lai modelis paliktu rediģējams pēc nodoma.
- 03 Montēt un pārbaudīt Savienot komponentus, pārbaudīt atstatumus un pārklāšanos un izvingrināt kustību pirms jebkā griešanas.
- 04 CAM iestatīšana Definēt sagatavi, instrumentus un ceļus Fusion 360; modelis un ražošana dzīvo vienā failā.
- 05 Simulēt Pārbaudīt instrumentu ceļus un kustību programmatūrā, lai noķertu sadursmes un iegriezumus pirms vārpsta kustas.
- 06 G-kods un izgatavošana Pārveidot ceļus G-kodā un apstrādāt, 3D-drukāt vai izgatavot detaļu, ko zīmēju.
Viens virziens, bez zaudēta nodoma
Modelis, kas tiek pārbaudīts, ir modelis, kas tiek griezts.
Katrs posms baro nākamo bez nodošanas, kas zaudē informāciju. Ierobežojumi, kas definē skici, vada operācijas; operācijas definē mezglu; mezgls definē CAM iestatījumu; CAM iestatījums pārveido G-kodu. Nav punkta, kur rasējumu pārinterpretē otrs roku pāris.
Šī nepārtrauktība ir iemesls, kāpēc dizaina darbs ir nešķirams no izgatavošanas darba. Zemāk redzamā diagramma ir burtiskā plūsma — no parametriskā modeļa kreisajā pusē līdz mašīnai un detaļai labajā.
- Ierobežojumi vada operācijas; operācijas vada mezglu
- Mezgls vada CAM iestatījumu
- Ceļi simulēti, tad pārveidoti G-kodā
- Bez pārinterpretācijas starp dizainu un izgatavošanu
Ierīce, mašīna, rūpnīca — viena darbplūsma.
Tā pati modelēšanas disciplīna attiecas neatkarīgi no tā, vai objekts ir detaļa, ko vari turēt rokā, vai ēka, pilna ar iekārtām. Mainās detalizācijas līmenis fokusā: ierīce attiecas uz platēm un savienotājiem, ko tā izmitina; mašīna attiecas uz rāmjiem, piedziņām un kustīgiem apakšmezgliem; rūpnīca attiecas uz iekārtu izvietojumu un materiāla plūsmu.
Projektēt visus trīs mērogus vienā darbplūsmā ir apzināti. Ierīce, kas ignorē mašīnu, kurā tā sēž, vai mašīna, kas ignorē rūpnīcu, kurā tā stāv, rada saskarni, kas kādam citam vēlāk jālabo. Turēt mērogus kopā uztur šīs saskarnes godīgas.
Aparatūras ierīces
Korpusi, stiprinājumi, kronšteini un mehānismi elektroniskām ierīcēm — projektēti ap platēm, savienotājiem un termiskajiem ceļiem, kas tiem jāizmitina, tad aiznesti līdz izgatavojamam modelim.
Mašīnas
Ražošanas un procesa mašīnas kā pilni mezgli: rāmji, piedziņas, aizsargi un kustīgie apakšmezgli, modelēti tā, lai kustība un atstatums būtu pārbaudīti pirms tērauda griešanas.
Rūpnieciskās rūpnīcas
Visas rūpnīcas izkārtojums — iekārtu izvietojums, materiāla plūsma un nospiedums, kas sasaista mašīnas darbojošās līnijā, zīmēts mērogā, kur process un ēka satiekas.
Stiprinājumi un instrumenti
Šabloni, stiprinājumi un instrumenti, kas tur detaļu izgatavošanas vai montāžas laikā, projektēti tajā pašā CAD vidē kā detaļa, kurai tie kalpo.
Ražošanai gatavs rezultāts
Rasējumi, instrumentu ceļi un drukājama ģeometrija, ģenerēti no dizaina modeļa, lai nodoms pārdzīvotu ceļu uz darbnīcu.
Vizualizācija
Attēlojumi, eksplodēti skati un montāžas secības, kas izskaidro ierīci vai mašīnu pirms tās pastāvēšanas, veidoti Blender un Maya.
Modelis, būvēts, lai paliktu rediģējams.
Operāciju koki un ierobežojumi
Kāpēc es veidoju detaļas no koka, nevis no iesaldētas ģeometrijas.
Parametrisks modelis ir nodoma ieraksts. Fiksētu koordinātu vietā detaļa ir operāciju koks — pamatskice, izvirzīšana, noapaļojums, raksts — katra atsaucas uz iepriekšējām. Maini vadošo izmēru, un atkarīgās operācijas pārveidojas, nevis salūst.
Mezglu līmenī tā pati ideja pieaug: komponenti tiek savienoti ar ierobežojumiem, un ierobežojumi tur dizainu kopā, kad kaut kas augšpusē mainās. Zemāk redzamais koks parāda, kā augšējā līmeņa mezgls atrisinās apakšmezglos un atsevišķās detaļās.
- Operācijas atsaucas viena uz otru, ne uz fiksētām koordinātām
- Vadošā izmēra izmaiņa pārveido atkarīgos
- Mezgli, kurus kopā tur saišu ierobežojumi
- Dizaina nodoms pārdzīvo pārskatīšanu
Korpuss, uzzīmēts ap platēm, kuras tam jāizmitina.
Eksplodēts skats
Ierīce, nolasīta kā tās daļas — korpuss, plate, stiprinājumi, porti.
Aparatūras ierīce tiek projektēta no iekšpuses uz āru. Plates, savienotāji un termiskie ceļi nāk pirmie; korpuss, stiprinājumi un kronšteini tiek modelēti ap tiem, lai daļas saderētu, siltumam būtu kur iet un savienotāji sasniegtu paneli.
Eksplodēts skats ir tas, kā pārbaudu un izskaidroju šo saderību. Mezgla sadalīšana pa tā asīm parāda kaudzi — vāks, plate, distancers, pamatne — un padara nesaderību acīmredzamu pirms jebkuras detaļas izgatavošanas. Tā ir tā pati dizaina prasme, kas iet cauri aparatūras un elektronikas darbam citviet šajā vietnē.
- Projektēts ap platēm un savienotājiem, ko tas izmitina
- Stiprinājumi, distanceri un termiskie ceļi iemodelēti
- Eksplodēts skats atklāj kaudzi un saderību
- Nesaderības noķertas pirms izgatavošanas
Eksplodēts skats nav dekorācija — tas ir lētākais veids, kā uzzināt, ka divas detaļas nesaderēs, pirms kāda no tām tiek griezta.
Mašīnas, pārbaudītas programmatūrā, pirms tērauds tiek griezts.
Mašīna ir pilns mezgls — rāmis, piedziņa, aizsargi un kustīgie apakšmezgli — un katra saskarne ir vieta, kur kaut kas var noiet greizi.
Mašīnas ir tur, kur mezglu disciplīna pierāda savu vērtību. Ražošanas vai procesa mašīna tiek modelēta kā pilns mezgls, lai kustību, atstatumu un pārklāšanos varētu izvingrināt ekrānā: kustīgs apakšmezgls tiek vadīts cauri savam diapazonam un novērots, vai nav sadursmes pret rāmi un aizsargu ap to.
Tā ir mašīnu un automatizācijas darba dizaina puse citviet šajā vietnē — mašīnas, ko projektēju, ir mašīnas, ko būvēju un vadu. Tās modelēt parametriski nozīmē, ka izmaiņa vienā komponentā izplatās caur mezglu, nevis klusi salauž saiti, un pārbaudītais modelis ir tas, kas kļūst par izgatavošanas rasējumiem.
Kustība un atstatums
Kustīgās daļas tiek izvingrinātas, pirms tās pastāv.
Mašīnas modelēšanas kā ierobežota mezgla vērtība ir tā, ka kustība nav cerība — tā ir kaut kas, ko vadi un vēro. Sviru sistēma, ratiņi, rotējošs apakšmezgls: katrs ir savienots tā, lai tā brīvības pakāpes atbilstu reālajam mehānismam, tad izslaucīts cauri savai gaitai, lai apstiprinātu, ka tas atbrīvo visu sev apkārt.
Kad kustība ir tīra un pārklāšanās pārbaudes ir izturētas, tas pats modelis ģenerē rasējumus un, kur detaļa tiek apstrādāta, CAM ceļus. Dizains un būve paliek viena nepārtraukta problēma.
- Mašīna modelēta kā pilns ierobežots mezgls
- Kustīgie apakšmezgli izslaucīti cauri savai gaitai
- Pārklāšanās pārbaudīta pret rāmi un aizsargu
- Pārbaudītais modelis kļūst par rasējumiem un ceļiem
Mērogs, kur process satiekas ar ēku.
Rūpnīcas izkārtojums
Iekārtu izvietojums un materiāla plūsma, zīmēti kā nospiedums.
Rūpnīca ir lielākais mērogs, kurā projektēju, un jautājumi atkal mainās. Tagad runa ir par to, kur iekārtas stāv, kā materiāls kustas starp stacijām un kā līnija iederas ēkas nospiedumā. Atsevišķās mašīnas ir zināmi lielumi; dizaina problēma ir izkārtojums, kas tās pārvērš darbojošā procesā.
Es zīmēju izkārtojumu tā, lai plūsma būtu nolasāma — padeve vienā galā, produkts otrā, ar reaktoriem, mašīnām un krātuvi izvietotiem tā, lai materiāls virzās uz priekšu, nevis krustojas pats ar sevi. Tā ir dizaina kārta zem procesa un automatizācijas darba: tās pašas rūpnīcas, ko izkārtoju, ir tās, kurās darbojas ķīmija un mašīnas.
- Iekārtu izvietojums pa ēkas nospiedumu
- Materiāla plūsma no padeves uz produktu, uz priekšu, nekrustojoties
- Stacijas izmērotas un izvietotas piekļuvei un apkopei
- Izkārtojums, kurā darbojas process un automatizācija
Rūpnīcas mērogā mašīnas ir zināmie lielumi. Dizaina problēma ir izkārtojums, kas pārvērš telpu, pilnu ar iekārtām, līnijā, kas plūst vienā virzienā.
Kāpēc dizains ir nešķirams no visa pārējā.
Dizains šeit nav patstāvīgs pakalpojums — tas ir saistaudi starp disciplīnām. Aparatūras ierīcēm vajadzīgi korpusi un mehānismi; automatizācijai vajadzīgas mašīnas, ko vadīt; ķīmijai vajadzīgi reaktori, kolonnas un rūpnīcas, kurās tie stāv. Katrs no tiem vispirms ir dizaina problēma, un es to modelēju, pirms to būvēju.
Tā kā tās pašas rokas zīmē un izgatavo, dizains paliek godīgs pret to, kas ir izbūvējams. Modelis, ko nevar apstrādāt, savienot vai izkārtot reālā nospiedumā, nav pabeigts dizains — un to uzzināt notiek ekrānā, SolidWorks, Fusion 360, Blender vai Maya, nevis darbnīcas grīdā.
Tas ir tas, ko šajā kontekstā nozīmē dizaina prasme: nevis atsevišķs attēlojumu portfelis, bet spēja aiznest jebkuru no pārējiem darbiem no nodoma līdz izgatavojamam modelim un līdz detaļai, mašīnai vai rūpnīcai. Es projektēju to, ko būvēju, un būvēju to, ko projektēju.
Projektēt to, ko būvēju
Modelis nav atsevišķs artefakts, kas nodots kādam citam — tas ir tas pats nodoms, kas kļūst par ierīci, mašīnu vai rūpnīcu. Es zīmēju to, ko plānoju izgatavot.
Parametrisks, nevis iesaldēts
Detaļas tiek veidotas no operāciju kokiem un ierobežojumiem, lai dizains paliktu rediģējams pēc nodoma. Maini vadošo izmēru, un atkarīgie pārveidojas, nevis salūst.
Pārbaudīt pirms griešanas
Pārklāšanās, atstatums un kustība tiek pārbaudīti programmatūrā, un instrumentu ceļi simulēti, lai sadursmes atrastu ekrānā, nevis uz mašīnas.
Aiznest nodomu līdz darbnīcai
Modelis ir pabeigts tikai tad, kad tas rada to, kas darbnīcai vajadzīgs — rasējumus, ceļus, drukājamu ģeometriju — nezaudējot nodomu pa ceļam.
Pareizais rīks virsmai
Pielaides vadīta ģeometrija nonāk SolidWorks un Fusion 360; forma un kustība nonāk Blender un Maya. Katrs rīks nopelna savu vietu ar to, ko dara vislabāk.
Viens mērogs nākamajā
Ierīce sēž mašīnā; mašīna sēž rūpnīcā. Projektēt visus trīs vienā darbplūsmā uztur godīgas saskarnes starp tiem.
No brīfinga līdz detaļai — ceļš, kam seko dizains.
Brīfings, modelēt, pārbaudīt, vizualizēt, izgatavot — tas pats ceļš neatkarīgi no tā, vai objekts ir ierīce, mašīna vai rūpnīca.
Lasīts secībā, darbs ir viena nepārtraukta metode, nevis atsevišķu soļu kopums. Dizains sākas no ierobežojumiem, kļūst par parametrisku modeli, tiek pārbaudīts kustībai un pārklāšanai, tiek vizualizēts, lai citi to varētu nolasīt, un beidzas kā ceļi un izgatavota detaļa.
Pavediens cauri visam tam ir tas, ka modelis nekad nepamet manas rokas, kamēr nav radījis to lietu, ko apraksta. Tāpēc dizains un būve ir nešķirami: tā ir viena un tā pati problēma, sekota no viena gala līdz otram.
- Brīfings Ierobežojumi pirms ģeometrijas Dizains sākas no tā, kas tam jāapmierina — plates, ko tas izmitina, slodzes, ko tas nes, process, kam tas kalpo — tverts kā ierobežojumi pirms jebkura cietķermeņa zīmēšanas.
- Modelēt Parametriskā uzbūve Detaļa vai mezgls tiek veidots operācija pa operācijai SolidWorks vai Fusion 360, turēts rediģējams pēc nodoma, lai uzņemtu izmaiņas, neuzzīmējot no jauna.
- Pārbaudīt Kustība, atstatums, pārklāšanās Mezgli tiek savienoti un izvingrināti, atstatumi un pārklāšanās pārbaudīti, un CAM ceļi simulēti pirms jebkā izgatavošanas.
- Vizualizēt Attēlojumi un eksplodēti skati Blender un Maya pārvērš modeli attēlojumos, eksplodētos skatos un montāžas secībās, kas izskaidro dizainu pirms tā uzbūves.
- Izgatavot No CAD uz CAM uz detaļu Ceļi tiek pārveidoti G-kodā; detaļas tiek apstrādātas, drukātas vai izgatavotas. Detaļa, kas nāk no darbnīcas, ir detaļa, kas tika uzzīmēta.
Definē ierobežojumus, veido modeli parametriski, pārbaudi to pirms griešanas un aiznes nodomu līdz pat detaļai — viss pārējais ir detaļas.
Open to the right work
Ja jūsu problēma ir ierīce, mašīna vai rūpnīca, kas jāprojektē un patiešām jāuzbūvē, tas ir darbs, ko es vēlos.
If you are holding a problem that doesn't fit inside one field, that is the conversation I want.