TERMINOLOGIA

Se refiere a el tipo de modelado de sólidos 3D donde cada tarea u operación que es ejecutada es colocada en un contenedor para ser editada más adelante. El modelado por historia implica el uso de este contenedor o árbol topológico y estos vienen de dos tipos, por caracterización o features (modelado tradicional) o caracterización por procedimiento (modelado sincrono) este tipo de modelado por historia puede ser paramétrico, un programa representativo de esta tecnología es Solid Edge. Definición proporcionada por el Blog Solid DNA  http://soliddna.wordpress.com/ en colaboración con 3DCadPortal

El término de Nesting o Anidado (acomodo) en manufactura, esta referido al proceso de corte por maquinado de varias piezas en una lámina,  donde estas están distribuidas y/o configuradas de una manera óptima con un gran ahorro de espacio en una sola mesa de trabajo.

El acomodo por Nesting nos dará un ahorro considerable tanto en costos de material, como en tiempo de corte de la lámina. Generalmente el Nesting, lo podemos ver en el proceso de corte con máquinas tipo ruteadores, cortadoras por golpe o punching, máquinas de corte por agua, oxicorte, etc.

En estos procesos es necesario aprovechar al máximo el material para optimizar costos, y buscar ejecutar un solo montaje, para una sola lámina para que se ejecute el programa de CNC o CAM. Existen una cantidad de programas de software orientados a esta aplicación los cuales pueden ser encontrados en el menú de software de chapa metálica en 3DCadPortal.

Posterior al nesting vendría el proceso de doblado de chapa metálica, para doblar las piezas a su forma final en máquinas automáticas y luego entregar el producto terminado

Es una colección de puntos en el espacio 3D resultado de lo que un escáner captura al digitalizar un objeto físico. Los puntos representan la lectura X, Y, Z de la superficie del objeto, en el escaneo 3d el siguiente paso después de finalizar la captura de la nube de puntos es convertir estos a una malla (mesh) o una serie de curvas, esto puede ser en procedimientos manuales o automáticos.Hay diversos formatos de point cloud data en estándar ascii que contienen coordenadas normalmente con extensión .XYZ. Nube de puntos en un término usado en escaneo 3D.

Las NURBS, B-splines racionales no uniformes (Non Uniform Rational BSplines), son representaciones matemáticas de geometría en 3D capaces de describir cualquier forma con precisión, desde simples líneas en 2D, círculos, arcos o curvas, hasta los más complejos sólidos o superficies orgánicas de forma libre en 3D. Gracias a su flexibilidad y precisión, se pueden utilizar modelos NURBS en cualquier proceso, desde la ilustración y animación hasta la fabricación. Un ejemplo de programa que utiliza NURBS es RhinoCeros, definición por McNeel NorthAmerica.

Open Graphics Library, interfase de programación API para aplicaciones de rendering, muy usada por los programas de CADCAMCAE , originalmente desarrollado por Silicon Graphics para crear objetos gráficos 2 y 3D con resultados de alta calidad en color independiente de la plataforma donde el sistema opera. Las funciones que incluye son modelado 3D, transformaciones, manejo de color, iluminación, sombreado, mapas de textura, etc.

Proceso de creación de un objeto creado mediante la combinación de dos a través de una operación matemática. Los dos objetos se pueden restar, unirse o intersectarse para formar el nuevo objeto. En el ambiente CAD es una técnica utilizada en 3D (planos, superficies o solidos) para obtener volúmenes desde la suma, resta o intersección de otros volúmenes. En los programas normalmente estas operaciones aparecen con nombres como Unión, Diferencia, Intersección.

Cuando un objeto en un ambiente CAD puede ser modificado usando parámetros, a través de sus cotas o restricciones de diseño como paralelismo, tangencias, su inclinación, etc.

Parasolid es un motor o algoritmo de modelado geométrico 3D de sólidos y superficies de forma libre orientado a objetos, fue desarrollado por ShapeData y hoy es mantenido por Siemens PLM Software, su especificación es abierta y puede ser usada por programas basados en CAD 3D. Sus capacidades son extensas y cubre lo que un modelador de sólidos puede hacer entre ellas operaciones booleanas, modelado basado en caracterización (features), etc.

La extensión de su formato puede ser (.xt_b) o (.xt_s) según si es binario o ascii. Es usado por muchos programas CAD y es un excelente formato neutro para ir de un sistema CAD de sólidos a otro, ya que conserva íntegros los datos geométricos.

Por: Staff de 3DCadPortal

Product Data Management, Manejo de datos de producto.

Product Life Cycle Management

PLM es una plataforma de software para la administración de los datos y del ciclo de vida del producto en toda la empresa, que junto al CRM (customer relationship management) y SCM (supply chain management) forman el ERP corporativo.

Un plotter o graficador es un equipo de impresión para un formato grande de papel conocido en inglés como Wide format. Cuando requieras imprimir un dibujo más grande de tabloide esta es la mejor opción.

La tecnología del plotter varía dependiendo de la empresa que lo fabrique, podemos encontrar entre inyección de tinta, láser, etc. Al momento de adquirir debes decidir en base al volumen de impresión que manejaras y el presupuesto con el que cuentes. La comunicación con el programa CAD es a través de un lenguaje como HPGL o Postscript entre otros, la comunicación con el equipo de cómputo es a través de interfases seriales USB,  ethernet o inalámbricas. La aplicación del plotter es para imprimir dibujos y planos CAD en 2D , también imágenes raster, foto realismos o renders.

Es muy usado en aplicaciones de arquitectura para todo tipo de impresión y en artes gráficas. El plotter puede ser adquirido como para impresión en bicolor y múltiples colores, con accesorios como, cortador automático de papel, cubiertas, recogedor de papel de desperdicio y software que administra las colas de impresión de la empresa u hogar. Los consumibles como los diferentes tipos de papel y las tintas deben ser evaluadas cuando decidas la compra del equipo.

Como muchas empresas no tienen un plotter,  se ha creado una industria de servicios de impresión en plotter, servicio conocido como ploteo de planos. La compañía líder del segmento es HP seguida por OCE y Epson.

El proceso Polyjet es una tecnología de impresión 3D para fabricar prototipos rápidos, el proceso usa un material de resinas de foto polímeros con remoción de soportes en base a agua, las piezas que se fabrican en esta técnica son de mucha precisión. Las máquinas de prototipos rápidos donde se usa el proceso Polyjet son de Objet Geometries y son los modelos de máquinas son Eden y Alaris y Connex. El proceso fue patentado en el 2000 por Objet Geometries creador de la tecnología de impresión.

EL proceso Polyjet de Objet es creado en base a capaz inyectadas de material muy delgadas de hasta 16 micras, lo que lo hace ser uno de los procesos para fabricar piezas de más alta precisión.

El proceso Polyjet usa un cabezal de inyección llamado jet para inyectar el material sobre una superficie, cada layer es curado por rayos UV inmediatamente después de ser inyectado , produciendo así material totalmente curados y que, a diferencia de otros procesos,  en Polyjet las piezas pueden ser usados y manipulados de inmediato.

Polyjet usa material de soporte, el material de soporte es inyectado para las zonas donde no va parte de la pieza, es un gel que puede ser removido fácilmente usando por inyección de agua.

Dependiendo del diseño la precisión permite detalles ultrafinos de hasta 600micras en ciertas paredes delgadas. El proceso es muy limpio y permite operar dentro de la oficina y como no se requiere un post proceso se acorta el tiempo considerablemente.

Los materiales que pueden curarse en el proceso Polyjet son variados, se conocen como Full cure, Vero, Tango y Durus y también pertenecen a Objet Geometries, tienen diferentes propiedades, colores y son durables con el tiempo. El proceso Polyjet permite que diferentes materiales se mezclen haciendo de este uno de los procesos de fabricación de prototipos rápidos. más versátiles y de multimateriales. El material viene empacado en cartuchos.

Dentro de las aplicaciones y usos de los prototipos rápidos fabricados mediante polyjet tenemos: prototipos funcionales y de ensamble, masters para rtv, elastómeros, vaciados de aluminio y procesos de cera perdida.

Leica Geosystems

Rapid Prototyping o prototipado rápido ,es una técnica de manufactura aditiva para construcción de un modelo físico a partir de un modelo por computadora CAD 3D , también conocida como impresión 3D.

El diseño hecho en la computadora debe estar definido como modelo sólido y el formato que la máquina de prototipos lee es STL. Hay varias técnicas y procesos de prototipado rápido, las más populares son deposición de alambre , estereolitografía y sinterizado por láser. Un ejemplo de este proceso como flujo de trabajo es, diseñar le pieza en SolidWorks, exportar el formato STL, se prepara la impresión 3D en Magics y enviarlo a fabricar en una máquina aditiva. La aplicación de Rapid Prototyping es en ingeniería , diseño industrial, arquitectura, médica, etc.

En las áreas de ingeniería y manufactura, Rapid Tooling se refiere a la fabricación rápida de los moldes, dados , troqueles y otros dispositivos, el herramental rápido es para aplicaciones como, moldeado de plásticos, termoformado, estampado, fundición, etc.

El rapid tooling es el herramental o tooling producido por procesos de prototipado rápido como sinterizado por láser, estereolitografía, fdm , etc.  y puede ser usado en procesos como inyección de plástico, estampados, fundición.

El rapid tooling puede producirse directamente en acero desde datos 3D en ciertos procesos como el sinterizado por láser.

La realidad aumentada (RA) es una tecnología que combina la realidad física con elementos virtuales para crear una realidad mixta, donde los objetos virtuales son superpuestos en un entorno real.

A diferencia de la realidad virtual, la RA no sustituye la realidad física, sino que mezcla los elementos reales y virtuales como el 3D, la Realidad Aumentada se vuelve una herramienta interactiva en tiempo real la cual tiene un sin fin de aplicaciones.

Es una tecnología que permite interactuar a un usuario con un ambiente controlado por computadora. El ambiente creado por computadora es una recreación del ambiente real o de uno imaginario.

Normalmente la realidad virtual se vive de manera visual y es desplegada en computadoras o pantallas estereoscópicas que pueden incluir para el usuario artefactos como sensores táctiles con retroalimentación de fuerzas, audífonos, guantes y lentes donde las sensaciones vienen en todas direcciones.

Se aplica realidad virtual en entrenamientos, video juegos, simuladores de manejo de equipo y últimamente en aplicaciones de mercadotecnia.

Una de las aplicaciones que se usa en Computer Graphics o animación es el usar trajes con sensores en diferentes partes del cuerpo y transducir datos a la computadora de manera que se repliquen los movimientos de estos, quedando capturado el movimiento tridimensional en la pantalla, esta aplicación conocida como motion capture es un ejemplo de realidad virtual.

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RepRap es un proyecto para crear impresoras 3D de código abierto y de bajo costo. RepRap inicio en 2004 y es dirigido a crear modelos de impresoras 3D que imprimen en plástico y que puedan replicarse a sí mismas. El proyecto lo inicia el Prof. Adrian Bowyer, Ingeniero y matemático de formación, el profesor Bowyer ha permanecido 22 años como académico en la Universidad de Bath en Reino Unido. Hoy en día reprap es un proyecto comunitario que puede verse en https://reprap.org/wiki/RepRap

Cuando se aplica calor a un material termo plástico para fundirlo, se dice que se plastifica. El material ya fundido o plastificado por calor puede hacerse fluir mediante la aplicación de presión y llenar un molde donde el material solidifica y toma la forma del molde. Este proceso se conoce como moldeo por inyección

El proceso de inyección de piezas de plástico es útil para piezas de gran demanda. Se realiza en una máquina de inyección de plástico, este es un proceso en donde se funde por calor la materia prima llamada polímero, el plástico se inyecta a las cavidades huecas de un molde dando forma así a la pieza a fabricar.

Los materiales típicos usados en este proceso son ABS, PVC, Nylon, Polipropileno, etc.

El proceso de obtención de una pieza por inyección de plástico sigue un orden de operaciones repetitivo en etapas como:

• Cierre del molde
• Inyección: fase de llenado y de mantenimiento.
• Plastificación y enfriamiento
• Apertura del molde y expulsión de la pieza.

El software de simulación de inyección de plástico busca reproducir de forma gráfica y numérica todo este proceso mediante algoritmos basados en el modelo de elementos finitos, desde el diseño de la pieza 3D, identificación de los puntos de inyección, hasta la simulación de inyección incluyendo su enfriamiento.

Algunos ejemplos de software CAE para estas actividades son:

• Cadmould
• Moldex3d
• Autodesk Moldflow
• SolidWorks Plastics

Fuentes: Tecnologia de plasticos y Catarina Universidad de las Americas

Estereolitografía

Iniciales de la palabra en ingles Stereolithography, proceso de fabricación de prototipos rápidos que usa un láser para solidificar plástico en estado líquido mediante rayos UV , capa por capa, para las zonas donde no hay material se usa un soporte que se remueve en el postproceso. Los materiales que se producen son en su mayoría resinas epoxicas. La compañía que produce las máquinas de fabricación de prototipos para este proceso son de 3DSystems.

Sinterizado por Láser

Iniciales del proceso Selective Laser Sintering SLS,  proceso de fabricación de prototipos rápidos donde un láser solidifica material en estado de polvo capa por capa y lo une mediante un aglutinante. En sinterizado por láser no se usan soportes lo que lo pone en ventaja contra sus procesos competidores. Las empresas que producen máquinas de fabricación de prototipos SLS son 3Dsystems y EOS , entre los materiales que pueden ser hechos están, nylon o poliamidas, elastómeros, ceras, acero. Los prototipos fabricados mediante SLS don durables , cumplen con la forma y funcionalidad.

En el contexto de modelado 3D, el modelo sólido es una figura o cuerpo matemático tridimensional que define una forma y un volumen, está compuesto por fronteras , generalmente definidas como caras (faces), por sus orillas (edges) y por sus vértices (vertex).

Los modelos sólidos tienen masa y por tanto propiedades, puede aplicarse en ellos fácilmente operaciones booleanas como unión, intersección o diferencias.

Las operaciones básicas de sólidos son revolución, extrusión, barrido, redondeado, y las operaciones locales pueden ser extraer caras, generar ángulos de salida, relieves y cortes.

Un ejemplo de programa que usan sólidos en sus operaciones es SolidWorks, en el , podemos preguntarle las propiedades a un objeto sólido, lo que nos arrojara como datos el volumen, masa, momentos de inercia y centros de gravedad. Con esto , al diseñar productos o piezas , será fácil hacer cálculos sobre cómo se comportarán en la vida real.

Educación STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas por sus iniciales en inglés). La educación STEM es un enfoque interdisciplinario para el aprendizaje, donde los conceptos académicos rigurosos se combinan con lecciones del mundo real a medida que los estudiantes aplican ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas en contextos que establecen conexiones entre la escuela, la comunidad, trabajo y la empresa global que permite el desarrollo de STEM y con ella la capacidad de competir en la nueva economía. (Tsupros, 2009)

STEP viene de Standard for the Exchange of Product Model Data, estándar de intercambio de datos de digitales de modelado de producto, basado en el estándar ISO 10303 es un formato neutral para intercambio de datos técnicos entre programas CAD/CAM, actualmente existen protocolos americanos de aplicación donde el más común es el AP203 el cual es usado para intercambio de modelos sólidos y ensambles en Europa se usa el AP214 que ejecuta la misma función.

STL es un formato de archivo creado desde aplicaciones CAD que contiene información de las geometrías en forma de malla, viene de la abreviación de estereolitografía, es un formato de archivo usado para convertir modelos 3D a piezas físicas usando el proceso de impresión 3D.

El STL puede ser binario o ascii y es una malla poligonal creada desde información de superficies 3D, es formada por triángulos unidos por vértices que asemejan la forma de un objeto, STL se convirtió en el formato estándar para las máquinas de impresión 3D y prototipos rápidos.

El archivo creado como STL puede tener cierto grado de precisión o tolerancia dependiendo de los parámetros usados en su generación, esto es importante porque impacta directamente a el prototipo creado en la impresión 3D.

Para ver archivos STL pueden usarse visualizadores de STL como 3D-TOOL y si el archivo viene con problemas es posible repararlo usando aplicaciones de corrección como Magics de Materialise. El formato STL también tiene usos en aplicaciones de control numérico.

Las superficies son generadas por funciones de dos variables U y V. Las superficies son conectadas por spans o segmentos entre dos puntos en dos direcciones, así como las curvas son conectadas por spans o segmentos en una dirección. Su particularidad a diferencia de los sólidos, es que las superficies son laminas que tienen espesor cero.

La mayoría de los métodos de manipulación de superficies es una extensión del control de curvas. EL parche o patch es un área o tramo de la superficie, un área definida por un span UV, las líneas que separan los parches o patches son llamadas curvas iso paramétricas o isoparms en inglés. Las operaciones de superficies incluyen normalmente revolución, extrusión, barrido, etc.

El modelado con superficies es más complejo , pero resultan modelos 3D de alto grado de dificultad ,en un momento dado las superficies pueden convertirse a solidos mediante operaciones de coser (healing) correspondiente,  el modelado de superficies suele aplicarse a la industria automotriz , aeroespacial, fundición, plásticos, etc.

Es un término usado en la industria automotriz para distinguir las formas complejas que se ven del auto, en diseño industrial se aplica también a los estilizados de formas en productos. Son superficies de forma libre estética optima con gran calidad sin hundimientos o torceduras, con curvatura continua y tangente, con una representación de curvas iso paramétricas U y V, y una  matemática simple de su forma.

También llamadas Subdivison Surfaces , es una superficie que resulta del refinamiento constante de una malla poligonal, con el objetivo de crear mallas más finas y con continuidad. La operación de subdivisión es agregar más vértices a la malla, las nuevas posiciones de los vértices se interpolan desde la posición de la malla original , con este cálculo el resultado es un modelo más denso. 

Los métodos o algoritmos para resolverlas subdivisiones son variados. Un ejemplo de programa donde se aplica este procedimiento es 3Dsmax, donde la malla poligonal es suavizada obtenido un modelo más detallado y la subdivisión obtenida es usada para generar renders de mejor resolución.

Syncrhonous Technology es una técnica de modelado geométrico 2D/3D creado por Siemens PLM Software, es usado en sus programas de diseño y desarrollo de producto como Solid Edge.

Synchronous Technology permite el modelado 3D basado en operaciones ,en una combinación de lo mejor de modelado directo e historial de operaciones, donde estas se sincronizan para ser más efectivas sin necesidad de un historial, sirve como herramienta fundamental para ayudar a los usuarios a reaccionar con mayor rapidez a los cambios .

Synchronous Technology puede verse como una manera de interactuar con el modelo solido sin el historial de operaciones de los modelos paramétricos, los diseñadores toman ventaja para mejorar la migración de datos de 2D a 3D, Solid Edge convierte las dimensiones 2D de planos importados en las dimensiones de conducción 3D durante la creación del modelo, por lo que los usuarios pueden editar diseños 3D basados en datos importados desde 2D.

El escaneo por tomografía CT eindstrial es un método de captura o escaneo interno y externo de objetos y materiales. El escaneo CT es el resultado de imágenes en dos dimensiones en escala de grises.

En cuestiones medicas la tomografía computada (TC o TAC) es un procedimiento de diagnóstico por imágenes que utiliza una combinación de radiografías y tecnología computarizada para obtener imágenes de cortes transversales del cuerpo, tanto horizontales como verticales.

La tomografía muestra imágenes detalladas de cualquier parte del cuerpo, incluidos los huesos, músculos, grasa, órganos, y vasos sanguíneos. Las tomografías computarizadas de alta resolución muestran más detalles que las radiografías estándar.

Torno es una máquina herramienta controlada por computadora que permite maquinar piezas que tienen forma cilíndrica.

Estas máquinas-herramientas operan haciendo girar la pieza a mecanizar, esta pieza se sujeta en el cabezal y contrapunto, mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado perpendicular de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones de mecanizado adecuadas.

Los materiales que se pueden maquinar son madera, metal, vidrio, cerámica, cera, etc. El torno es una máquina que trabaja en un plano porque solo tiene dos ejes de trabajo, normalmente denominados Z y X. Cada eje es programado por la interfase de control numérico permitiendo a los carros horizontal y transversal trabajar de forma independiente.

Las partes que se mecanizan con esta máquina son de forma cilíndrica, puede llevar taladros en sus caras, ranuras en el cuerpo y roscado. Las herramientas de corte en el torno son intercambiables según el material a cortar. La programación del torno puede ser manual, con la interfase de control numérico o mediante un programa de manufactura CAM, segun el tipo de controlador numérico de la máquina, el código generado programa CAM se debe postprocesar a el lenguaje que entiende el controlador, por ello se habla comúnmente de postprocesadores.

Lenguaje de programación que significa, Modelado de Realidad Virtual o Virtual Reality Modeling Language, también usado como formato para intercambio de datos 3D. Crea contenido de modelos de malla poligonal o de triángulos 3D para uso de multimedia y visualizació , el formato puede contener información geométrica, 3D texturas, iluminación y animación para navegación en browsers.

Fue uno de los primeros lenguajees de programación para OPENGL para crear mundos virtuales, posteriormente mejorado por Java3D y hoy en día por X3D y 3DXML. VRML aún permanece como opción de intercambio de datos en los principales programas CAD.

Mas información sobre formatos 3D para interactividad en el consorcio http://www.web3d.org/

Extensión de nombre de archivo con el que se reconoce al formato Parasolid

Citrix