3D Nesting – optimalizácia 3D tlače z Autodesk Fusion

Metódy 3D skládania v programe Fusion

Pokiaľ ide o proces skládania dielov, známy aj ako 3D nesting, výber rôznych metód vkladania môže výrazne ovplyvniť efektívnosť a výsledky, pretože každá variácia má svoje vlastné metodiky a výkonnostné charakteristiky.

Autodesk Fusion ponúka tri rôzne metódy 3D nestingu: Bounding Box, Monte Carlo a True Shape. Dôvodom, prečo aplikácia ponúka tri rôzne možnosti, je to, že každá metóda má svoje vlastné relatívne výhody a používatelia môžu zistiť, že určité metódy sú výhodnejšie v určitých aplikáciách.

Aké sú teda výhody a obmedzenia každej metódy?

Nesting pomocou ohraničujúcich kvádrov

Skladanie pomocou ohraničujúcich kvádrov je najjednoduchšia z týchto troch metód a je najlepšou voľbou pre tých, ktorí sú v oblasti vkladania dielov nováčikmi. Táto metóda používa ohraničujúci kváder objektu na výpočet optimálneho vloženia dielov do 3D priestoru. Hlavnou výhodou vkladania pomocou metódy ohraničujúcich kvádrov je jej jednoduchosť a ľahké použitie.

Avšak práve jednoduchosť vkladania pomocou ohraničujúcich kvádrov má svoje obmedzenia. Neumožňuje otáčať diely, čo môže viesť k neefektívnemu využitiu priestoru. Okrem toho nedokáže duplikovať diely počas procesu skladania. Diely je preto nutné pred skladaním duplikovať ručne. Napriek týmto nevýhodám vkladanie pomocou ohraničujúceho kvádru zaručuje, že sa diely neprekrývajú a že je možné skladať diely okolo netlačiteľných zón, ako aj predpolohované diely. Nesting pomocou ohraničujúceho kvádru je preto najvhodnejšie pre jednoduché blokové diely.

Kľúčové vlastnosti:

• Závislosť od ohraničujúceho bloku môže viesť k nižšej hustote skladania

• Zabezpečuje, že sa diely navzájom neprekrývajú (nezamykajú)

• Dokáže spracovať nepotlačiteľné, nepostaviteľné zóny a uzamknuté diely

• Počas skladania neotáča diely

• Počas skladania neduplikuje diely

Nesting Monte Carlo

Skladanie Monte Carlo je pokročilejšie ako metóda ohraničujúceho kvádru. Ide o algoritmus vkladania založený na preklade, ktorý používa náhodné počiatočné usporiadanie dielov pred ich presunutím do dostupného priestoru počas procesu skladania. Usporiadanie dielov pomocou nesting algoritmu Monte Carlo zabraňuje ich vzájomnému zablokovaniu tým, že sa pri presúvaní neprekrývajú. Vzhľadom na náhodné počiatočné usporiadanie dielov však nie sú výsledky opakovateľné, čo môže byť nevýhodou v scenároch vyžadujúcich konzistentnosť.

Na rozdiel od metódy ohraničujúceho rámčeka, skladanie Monte Carlo obsahuje predspracovávací krok, ktorý umožňuje otáčať diely pred skladaním. Tento predspracovávací krok zvyšuje efektívnosť využitia priestoru. Dokáže tiež spracovať nepotlačiteľné zóny. Celkovo je vďaka schopnosti otáčať diely pred nestingom a algoritmu vnošenia založenému na voxeloch lepšou voľbou v porovnaní s nesting algoritmom ohraničujúceho rámčeka pre používateľov, ktorí hľadajú vyššiu efektívnosť, najmä pri zložitejších dieloch.

Kľúčové vlastnosti:

• Voxelový prístup

• Preklad/posun na základe vloženia s náhodným počiatočným usporiadaním

• Zabezpečuje, že sa diely navzájom neprekrývajú

• Dokáže spracovať nepotlačiteľné zóny a uzamknuté diely

• Schopnosť otáčať diely pred skladaním

• Neotáča diely počas skladania

• Závislosť od dráhy podávania môže viesť k nižšej hustote skladania

• Nevytvára opakované výsledky kvôli náhodnému počiatočnému umiestneniu dielov

• Nezdvojuje diely počas skladania

Nesting True Shape

True Shape je nová metóda skladania, ktorá je nástupcom metódy Monte Carlo a poskytuje používateľom ďalšiu vysokovýkonnú variantu 3D vkladania. Používa tiež voxelový prístup, ktorý pred umiestnením dielov skontroluje voxelové zobrazenie dostupného tlačového objemu. Táto metóda ponúka tiež plnú kontrolu otáčania počas skladania. To znamená, že pre každý diel môžete pred umiestnením dielu do stavebného objemu kontrolovať, aké otáčanie je možné zohľadniť. Možnosti kontroly otáčania, ktoré sú k dispozícii s týmto nesting algoritmom, výrazne zvyšujú využitie priestoru a efektivitu.

Jednou z hlavných výhod skladania True Shape je schopnosť vytvárať duplikáty počas procesu skladania. Tento prístup je oveľa rýchlejší a efektívnejší ako ručné vytváranie duplikátov pred skladaním. Nesting True Shape eliminuje potrebu opätovného spracovania každého duplikátu po voxelizácii dielu, čím sa šetrí čas a výpočtové zdroje. Vďaka tomu je nesting algoritmus True Shape najrýchlejšou metódou vkladania viacerých kópií dielu.

Kľúčové vlastnosti:

• Voxelový prístup

• Zabezpečuje, že sa časti neprekrývajú

• Dokáže pracovať s netlačiteľnými zónami a uzamknutými časťami

• Možnosť otáčať časti počas skladania

• Možnosť duplikovať časti počas skladania

• Generuje opakovatelné výsledky

Záver

Záverom možno konštatovať, že všetky tri metódy usporiadania umožňujú používateľom prioritizovať vkladanie dielov podľa ich objemu alebo poradia výberu, čím ponúkajú flexibilitu stratégií vkladania. Algoritmus skladania Bounding Box je vďaka svojej jednoduchosti a ľahkej použiteľnosti skvelou voľbou pre začiatočníkov, ale chýba mu efektívnosť a flexibilita.

Algoritmy skladania Monte Carlo a True Shape ponúkajú významné vylepšenia tým, že umožňujú otáčanie dielov pred a počas procesu skladania a používajú algoritmy skladania založené na voxeloch. Pri porovnaní celkového výkonu skladania je však jasným víťazom balenie True Shape.

Hoci je metóda Monte Carlo skvelou voľbou, nesting True Shape vyniká ako lepší algoritmus. Poskytuje plnú kontrolu nad otáčaním, plynule sa prispôsobuje zložitým geometriám, podporuje duplikáciu dielov počas skladania a zaručuje opakovatelné výsledky. Pre používateľov s komerčnou licenciou Fusion je True Shape Packing nepochybne najlepšou voľbou pre efektívne a spoľahlivé 3D skladanie.

Ďalšie informácie

Môžete si stiahnuť lokalizovanú CAD/CAM aplikáciu Autodesk Fusion a vyskúšať ju. Viac informácií o Autodesk Fusion.

(Na základe materiálov pôvodne uverejnených v blogu Fusion)