Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav nábytku, designu a bydlení
Konstruování vybraných úloh z oblasti nábytku v systému CAD 2D a 3D Bakalářská práce
Vedoucí práce:
Vypracoval:
Doc. Ing. Josef Chladil, CSc.
Ivo Haškovec
Brno 2012
Prohlášení Prohlašuji, že jsem zadanou bakalářskou práci na téma Konstruování vybraných úloh z oblasti nábytku v systému CAD 2D a 3D zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně dne 6. května 2012
_______________________
Poděkování Rád bych zde vyjádřil poděkování vedoucímu mé bakalářské práce panu doc. Ing. Josefu Chladilovi, CSc. za odbornou pomoc a vstřícný přístup při řešení této práce. Další důležité poděkování patří mé rodině a mým blízkým za podporu během celého studia.
Abstrakt Haškovec, I. Konstruování vybraných úloh z oblasti nábytku v systému CAD 2D a 3D. Bakalářská práce. Brno: Mendelova univerzita v Brně, 2012. Tato bakalářská práce se zabývá kompletní tvorbou výstupů v systému CAD. Při realizaci výstupu je použito 2D i 3D prostředí programu. Nosným pilířem této práce je podrobný popis a funkce programu, bez kterého nelze tvořit přesné, rychlé a kvalitní výstupy. Součástí bakalářské práce je i charakteristika a konstrukce sedacího nábytku, neboť zde najdeme názorné příklady využití 2D/3D funkcí softwaru aplikované na sedací nábytek. Po prostudování této práce by měl i laik v tomto oboru dokázat v krátkém čase vytvořit adekvátní trojrozměrný výstup, jež lze využít pro vizualizaci a následně z něj vytvořit 2D výkres určený pro výrobu. Důkladným studiem systému CAD lze pozitivně ovlivnit rychlost práce konstruktéra, což se také odrazí v kvalitě výsledného návrhu a úspoře financí. To jsou hlavní důvody práce v systémech CAD a také důvod této bakalářské práce. Klíčová slova Konstruování, nábytek, CAD systémy, 2D a 3D, vizualizace. Abstract Haškovec, I. Designing of selected tasks of the furniture in the CAD 2D and 3D system. Bachelor thesis. Brno: Mendel university in Brno, 2012. This bachelor thesis deals with a complete creation of outputs in the CAD system. 2D and 3D setting is used for the execution of the outputs. The main point of this work is detailed description and functions of the program, without which can not be made accurate, quick and high-quality outputs. Part of this bachelor thesis includes also a characteristics and construction of the sitting furniture, because here can be found an illustrative examples of the usage of 2D/3D functions of the software applied on the sitting furniture. After reading through this thesis, even a laic should be able to create a sufficient three dimensional output in a short time. This output could be used for visualization and consequently to create 2D plan set to production. By an in-depth study of the CAD system, one can positively influence the pace of the work, which will be displayed in the quality of the final concept and in the financial savings. These are the main reasons for work in CAD systems and also for this bachelor thesis. Keywords Designing, furniture, CAD sytems, 2D and 3D, visualisation.
Obsah 1
2
3
Úvod, cíl práce a metodika 1.1
Úvod.................................................................................................................................... 8
1.2
Cíl práce .............................................................................................................................. 8
1.3
Metodika ............................................................................................................................. 9
Charakteristika systému CAD pro tvorbu 2D a 3D objektů
Historický vývoj systému CAD .....................................................................................10
2.2
Popis systému CAD ........................................................................................................10
2.3
Dělení systémů CAD ......................................................................................................11
2.4
Volba systému v nábytkářském průmyslu....................................................................12
Popis zvoleného prostředí pro tvorbu nábytkových dílců
6
15
3.1
Prostředí systému TurboCAD Professional v15 CZ .................................................15
3.2
Nástroje a funkce pro 2D tvorbu..................................................................................18
3.2.1
Vkládání 2D objektů .............................................................................................18
3.2.2
Modifikace 2D objektů .........................................................................................19
Nástroje a funkce pro 3D tvorbu..................................................................................21
3.3.1
Vkládání 3D objektů .............................................................................................21
3.3.2
Modifikace 3D objektů .........................................................................................23
3.4
5
10
2.1
3.3
4
8
Tvorba výstupu ................................................................................................................24
Výběr nábytkových objektů ke zpracování v CAD
27
4.1
Rozdělení a stručný popis sedacího nábytku...............................................................27
4.2
Jasper Morrison a jeho Plywood Chair ........................................................................28
Konstrukční zpracování ve 2D systému CAD
30
5.1
Základy metodiky konstruování ....................................................................................30
5.2
Druhy konstrukčních procesů .......................................................................................31
5.3
Proces konstruování a jeho metodika...........................................................................32
5.4
Zpracování konstrukčního výkresu ..............................................................................34
5.5
Zpracování dílcových výkresů .......................................................................................36
Přenos 2D tvorby do 3D systému CAD
39
6
7
6.1
Tvorba 3D modelu..........................................................................................................39
6.2
Mapování textur...............................................................................................................40
6.3
Volba správného renderování........................................................................................40
Výhody a nevýhody metod zpracování 2D – 3D nebo 3D – 2D
42
7.1
Výhody a nevýhody 2D zpracování..............................................................................43
7.2
Výhody a nevýhody 3D zpracování..............................................................................43
8
Diskuse
45
9
Závěr
47
10
Summary
48
11
Literární a elektronické zdroje
49
11.1 Literární zdroje.................................................................................................................49 11.2 Elektronické zdroje .........................................................................................................49 12
Seznam obrázků
51
7
1 Úvod, cíl práce a metodika 1.1
Úvod
Žijeme v moderní, technické době, která si klade velké požadavky zejména na kvalitu, čas, peníze, smysl pro detail a mnoho dalších neodmyslitelných potřeb. Technický rozvoj ve společnosti zkvalitnil, zrychlil a v neposlední řadě také zlevnil tyto požadavky. Toto je hlavní podstata vývoje systému CAD. Dnes snad již nenalezneme firmu, která by používala papír a rýsovací pero. Dle svého druhu zaměření používají podniky odlišný typ systému. Stavební firmy využívají CAD systém určený pro stavební účely, stejně tak jako podniky zaměřené na elektroinstalace využívají ve většině případů jiný software než strojírenské firmy. Hlavním důvodem členění CAD systému je jistě cena výsledného programu. Je zbytečné, aby software pro návrhy a realizace ve stavebnictví obsahoval nástroje, knihovny a další typické prvky pro kreslení v nábytkářském či strojírenském průmyslu. Každý nadstandardní prvek v dané kategorii nám zvedá cenu výsledného softwaru, což je nežádoucí. V nábytkářském průmyslu jsou nejrozšířenější dva softwarové produkty, TurboCAD a AutoCAD. V největší míře se používají k tvorbě konstrukčních výkresů nebo celé výkresové dokumentace, dále pak k návrhu interiérů a jejich vlastních vizualizací. Naučí-li se člověk pracovat na vysoké úrovni v těchto programech, pak pro něj nebude problém pomocí těchto aplikací relativně rychle a levně nabídnout zákazníkovi kvalitní výstup, který lze navíc velice jednoduše změnit nebo opravit. Shrneme-li těchto pár odstavců do dvou vět, vznikne nám produkt (CAD), který šetří čas a peníze. Přináší nové možnosti a v neposlední řadě obrovskou měrou přispívá k usnadnění práce.
1.2
Cíl práce
Cílem této práce je porozumět problematice v systému CAD jak v 2D, tak 3D prostředí na takové úrovni, aby byl člověk schopný vytvářet velmi kvalitní dvojrozměrné a trojrozměrné výstupy. Dokonalým přehledem v prostředí CAD lze pozitivně ovlivnit rychlost práce a ušetřit tak finance. Při realizaci výstupu je použito jak 2D, tak 3D prostředí programu. Nosným pilířem této práce je podrobný popis a funkce programu, bez kterého nelze tvořit přesné, rychlé a kvalitní výstupy. Názorné konstrukční postupy a využití 2D/3D funkcí
8
softwaru budou předvedeny na sedacím nábytku, který je svou různorodostí tvarů ideálním příkladem.
1.3
Metodika
Než přistoupíme k samotnému konstruování v systému CAD, musíme nasbírat mnoho dílčích informací. Jako první je potřeba si zvolit správný systém pro tvorbu v daném prostředí. Je potřeba se obeznámit se sedacím nábytkem, na kterém jsou aplikovány konstrukční postupy. Následuje samotné konstruování ve vhodném systému a demonstrace funkcí programu. Pro důkladné pochopení bude nejvhodnější doplnit teoretickou část o obrázkové příklady nebo stručné tutoriály (obrázkové postupy). Nakonec je zapotřebí vyhodnotit zpracovaná data a popsat jejich využití v praxi.
9
2 Charakteristika systému CAD pro tvorbu 2D a 3D objektů 2.1
Historický vývoj systému CAD
Mnoho inženýrů trápila už odedávna otázka, jak zkvalitnit a zefektivnit svoji práci, respektive jak si ulehčit a zrychlit proces na trase vývoj−konstrukce−technologie−výroba, stejně tak, jako se zbavit rýsovacího pera a papíru a zrušit rutinní postupy. Odpověď je v současné době asi jednoduchá a lze ji vytušit. Tato činnost se přesune na počítač. Za tímto účelem se i vlastně výpočetní technika vyvíjí a vytváří. Umožňuje nám několikanásobně zrychlit přenos informací, vyhodnotit v krátkém čase několik variant, kdykoliv zopakovat operaci a umožňuje rychlé a přesné výpočty. Oblast, o které hovoříme je všem dobře známa pod pojmem CAD (Computer Aided Design). Do českého jazyka se někdy překládá jako AIP (Automatizace inženýrských prácí), ale i tak mnoho laiků a odborníků používá název CAD. (Sobota, 1992) Na počátku vývoje CAD systémů stály světové automobilové a letecké společnosti. Na konci 60. let 20. století to byly v automobilovém průmyslu tyto firmy: Ford, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan a Toyota. Z leteckých společností můžeme jmenovat: Lockheed, McDonnell-Douglas a Northrop. Všechny tyto společnosti měly ve své době rozsáhlé vývojové týmy, které pracovaly na vývoji CAD programů. Při této své snaze také často spolupracovali i s univerzitami. Všechny tyto první CAD programy operovaly pouze v prostředí 2D. Přesto byly pro jejich tvůrce velmi cennými nástroji, které jim zajišťovaly náskok před konkurencí. (www.cad-fem.zcu.cz) Teprve s příchodem osobních počítačů počátkem 90. let a nástupem operačního systému Windows došlo k rozvoji CAD systémů a jejich většímu rozšíření v praxi. Nutno dodat, že CAD systémy jsou jednou z dynamicky se rozvíjejících oblastí, která klade stále vyšší nároky na hardware počítačů. Z toho lze jasně vyvodit, že vývoj CAD systémů není v žádném případě u konce.
2.2
Popis systému CAD
CAD systémy jsou programové nástroje určené pro použití v úvodních etapách výrobního procesu, ve vývoji, konstrukci a technologické přípravě výroby. Oblast CAD je jen jednou součástí nasazení výpočetní techniky v průmyslu. Souhrnně je toto nasazení označeno jako
10
CA technologie. Zkratka CAx znamená Computer Aided – počítačová podpora. CAx technologie znamenají účelné a maximální využití nasazení prostředků výpočetní techniky (technického i programového vybavení), které podporuje tvůrčí přístup uživatele (například konstruktéra, technologa či výpočtáře) při řešení úloh souvisejících s výrobním procesem. CAx technologie lze rozdělit do těchto oblastí: • CIM – Computer Integrated Manufacturing; • CAM – Computer Aided Manufacturing; • CAE – Computer Aided Engineering; • CAD – Computer Aided Design; • CAPE – Computer Aided Production Engineering; • CAP – Computer Aided Programming; • CAPP – Computer Aided Process Planning. Zkratka CAD zahrnuje všechny programové nástroje určené pro proces konstruování. Znamená to, že slouží k návrhu a optimalizaci konstrukčního řešení. Všechny CAD systémy jsou nástroje. Z toho důvodu je k nim nutné tak i přistupovat. Samotná znalost libovolného CAD systému v žádném případě nezaručí, že ten, kdo bude se systémem pracovat, bude dobrým konstruktérem. Souvislost mezi jednotlivými oblastmi CA technologií je znázorněna na Obr. 1. (www.esf.fme.vutbr.cz)
Obr. 1
2.3
Zařazení CAD do oblasti CA technologií (www.esf.fme.vutbr.cz)
Dělení systémů CAD
Nejběžněji a zároveň nejjednodušeji lze CAD systémy rozdělit do tří hlavních kategorií podle množství funkcí, a to CAD systémy: • nižší;
11
• střední; • velké. Pro určení, do které kategorie systém spadá, se používají následující kritéria: • dostupné kreslicí a modelovací nástroje; • pořizovací cena; • podpora ze strany výrobce software a podpora ze strany jeho prodejců. U zástupců nižší třídy cena zpravidla nepřekročí hranici desítky tisíc Kč. Jedná o systémy, které podporují tvorbu dvojrozměrných objektů (modelů) a umožňují generování výkresové dokumentace. Podpora ze strany vydavatele je na mnohem nižším stupni než u vyšších kategorií. CAD systémy střední třídy mohou být zastoupeny programy AutoCAD, TurboCAD nebo KeyCreator. Všechny tyto systémy obsahují trojrozměrné modelovací nástroje včetně nástrojů vizualizačních. Jsou vhodné jak pro tvorbu výkresové dokumentace, tak pro vytváření trojrozměrných zobrazení hotového výrobku (vizualizací). Výhodou těchto systémů je jejich otevřenost, což umožňuje vytvářet speciální programy – nadstavby, podle požadavků jednotlivých konstruktérů. Mezi nejznámější nadstavby patří software určený přímo pro stavebnictví, elektrotechniku, strojírenství a taky nábytkářství. Podpora ze strany výrobce je na vysoké úrovni. Tyto programy procházejí neustálým vývojem, který bývá zpravidla ukončen vydáním nové verze softwaru. Cenová relace těchto programů je velice odlišná, ale v jednom se shoduje – jsou rozhodně dražší než programy z nižší třídy. Srovnáme-li dva velice podobné produkty této třídy, AutoCAD a TurboCAD, dojdeme k závěru, že software od společnosti IMSI/Design TurboCAD je znatelně levnější než AutoCAD, přitom nabízí obstojné funkce jako konkurenční program. Velké CAD systémy jsou plně trojrozměrné systémy, které pro vytvoření výkresové dokumentace vyžadují nejprve vytvořit trojrozměrný model. Z modelu se následně vytvářejí sestavy nebo výkresová dokumentace. Také tyto systémy jsou otevřené a umožňují vytváření nadstaveb podle požadavků uživatele. Mezi zástupce velkých systémů si uvedeme programy UNIGRAPHICS a CATIA. (www.esf.fme.vutbr.cz)
2.4
Volba systému v nábytkářském průmyslu
Jak již bylo zmíněno v předchozích kapitolách, systémy CAD se dělí do několika oblastí. Jedním ze základních faktorů, které nás zajímají při výběru vhodného systému, je určitě
12
odvětví, pro které bude program používán. Dalším, v dnešní době neméně důležitým kritériem bude cena softwaru. Jako třetí nejdůležitější kritérium bych uvedl možnost využití různých nadstavbových aplikací. Po vyhodnocení těchto kritérií, jsem zvolil jako nejideálnější produkt společnosti IMSI/Design TurboCAD přesněji řečeno TurboCAD Professional v15 CZ. V České republice patří k nejpoužívanějším kreslícím programům v nábytkářském průmyslu a je také nejrozšířenějším programem vyučovaným na středních a vysokých školách se zaměřením na nábytkářskou oblast. TurboCAD Professional v15 CZ je přesně to, co je zapotřebí pro přesné technické kreslení, kde je integrováno navrhování ve 2D i 3D prostoru včetně silných fotorealistických výstupů se širokou knihovnou symbolů. Pomocí tohoto nástroje je možné rychle vytvořit například složité technické výkresy, prezentaci vlastních domácích návrhů, designu, ilustrací, uměleckých návrhů, řemesel, školních projektů a dalších. TurboCAD DELUXE v17 CZ zahrnuje řadu významných vylepšení, širokou kompatibilitu s jinými grafickými formáty nově například s DWG. Nastavitelná paleta nástrojů, citlivé rozvržení nástrojů a jejich intuitivní návaznosti významně ovlivňují úsporu času. Vhodné osvětlení ve spojení se skutečným pozadím vytváří návrhy s fotorealistickou precizností. TurboCAD Professional v15 CZ patří mezi nejpokročilejší CAD software ve své cenové hladině i navzdory tomu, že existují novější verze softwaru. (www.spinar.cz) Další nesmírnou výhodou TurboCADu je již zmiňovaný nástavbový program, který je zaměřen přímo na určitý druh odvětví, v našem případě nábytkářství. Tento nástavbový program pro TurboCAD se nazývá DAEX Generator. Při dokonalém pochopení software nabízí tvorbu vysoce fotorealistických vizualizací. Ukázku můžeme shlédnout na následujících obrázcích.
13
Obr. 2
Vizualizace konkrétní součástky (www.spinar.cz)
Obr. 3
Vizualizace exteriéru (www.spinar.cz)
Obr. 4
Vizualizace moderního interiéru (www.spinar.cz)
14
3 Popis zvoleného prostředí pro tvorbu nábytkových dílců 3.1
Prostředí systému TurboCAD Professional v15 CZ
Kreslíme-li v prostředí programu TurboCAD, jedná se v podstatě o výsek nekonečně velkého kreslícího prkna na monitoru počítače. Kreslení probíhá pomocí různých 2D/3D nástrojů a funkcí, jako jsou úsečka, čtverec, kružnice, oblouk, krychle, koule a podobně. Mezi klíčové nástroje v této aplikaci je možno zařadit například kopírování, zrcadlení, lofting, posunutí, otočení, změna měřítka a další. Hlavní část obrazovky v TurboCADu tvoří plocha výkresu. Když vytváříte a vkládáte 2D a 3D objekty, běžně pracujete v prostoru modelu a prostor papíru používáte až při vložení modelu na papír. Program umožňuje přidávat nebo odebírat různé palety nástrojů. Tím se aplikace stává variabilní a dokáže se přizpůsobit každému konstruktérovi.
Obr. 5
Prostředí programu TurboCAD Professional v15 CZ (vlastní práce)
Další výhodou tohoto softwaru je podpora velkého množství ukládaných i otevíraných formátů. Tato vlastnost je velice užitečná a žádaná, protože v dnešní době se pracuje ve více specializovaných programech, které jsou od různých firem, ale podporují standardní
15
formáty. V praxi to znamená, že uživatel může otevřít soubor uložený v TurboCADu a uložit ho třeba v AutoCADu. Vondra (2009) uvádí, že pro ukládání vektorové grafiky z TurboCADu jsou používány tři formáty souborů − TCW, TCT a TCX. TCW je formát souboru pro ukládání vektorové grafiky TurboCADu. TCT je soubor pro ukládání šablon a výkresů TurboCAD. TurboCAD používá šablonu pro započetí nového výkresu. Jako šablonu můžeme ukládat jakýkoli výkres. TCX je formát souboru pro ukládání výkresu TurboCAD jako ASCII soubor. TurboCAD však používá i jiné formáty, které mohou být přečteny TurboCADem buď pro export, import nebo obojí. Některé formáty mají nastavení, ve kterém je možno nastavit jednotlivé parametry pro konverzi. Pokud nejsou určeny parametry konverze, bývá použito výchozí nastavení. Pokud není nastavení přístupné, konverze nepotřebuje další parametry. Mezi tyto formáty mimo jiné patří: (www.is.muni.cz) • 3DS: AutoDesk 3D Studio formát; • 3DV: VRML Worlds (pouze import); • BMF: FloorPlan formát (pouze import); • BMP: Bitmap formát; • CGM: Computer Graphics Metafile (pouze import); • DGN: Intergraph Standard formát souboru; • DWF: Výkresový web formát; • DWG: Původní formát AutoCADu pro vektorovou grafiku; • DXF: Výkresový eXchange formát používaný AutoCADem pro propojení s jinými aplikacemi; • EPS: Encapsulated Post Script formát; • FCD: FastCAD DOS formát (pouze import); • FCW: FastCAD Windows formát (pouze import); • FP3: FloorPlan formát (pouze import); • GEO: VRML Worlds (pouze import); • IGS: IGES formát pro veřejnou doménu nazvanou IGES, která je nyní neutrální formát souboru určena jako mezinárodní standard pro výměnu dat mezi různými CAD/CAM systémy; • JPG: JPEG podoba standardní komprese, plně ve 24-bitových barvách; • TurboCAD pro Windows (pouze export); • MTX: MetaStream formát, který umožňuje vytvoření, doručení a zobrazení 3D grafiky, zobrazení výkresu pomocí web prohlížečů s 3D Plug-In, v propojení s 3D
16
web grafikou umožňuje v reálném čase zvětšování, panorámování nebo rotaci objektů v okně webového prohlížeče a změnu velikosti objektu v reálném čase; • PLT: Hewlett-Packard Graphics Language; • SAT: ACIS pevný modelovací formát pro ukládání grafiky jako ASCII (SAT – Save As Text) soubory; • SHX: Formát, který ukládá vybrané entity jako jednoduchý tvar, který může být použit ve stylu čáry (pouze export) a přitom není to samé jako formát fontů *.shx; • STL: Stereo Lithograpy formát; • WMF: Windows MetaFile formát ukládající grafiku jako sérii záznamů, které jsou ve shodě s voláním funkcí grafiky, jako např. kreslení přímých linek, oblouky, vyplněné oblasti a text; • WRL: Formát pro ukládání grafiky jako Virtual Reality Model Language (VRML); • WRZ: VRML Worlds. Správným a přesným kreslením se vyhneme následným úpravám a opravám a ušetříme tím čas a finance. Pro lepší přehlednost je možné kreslit v tzv. vrstvách. Každá čára v TurboCADu je zařazena do tzv. vrstvy. Vrstvy jsou charakterizovány třemi parametry: • barvou čáry; • typem čáry; • šířkou čáry. Vrstvy jsou virtuální úrovně ve výkresu. Vrstvy umožňují třídit ve výkresu objekty dle typu, pořadí v jakém byly vytvořeny nebo dle kritérií, jež vyhovují způsobu práce. Vrstev je možno vytvořit celou řadu a jednotlivé čáry do těchto vrstev přiřazovat. Ve výsledku vznikne výstup (výkres), který obsahuje několik vrstev. Každá z nich má již výše uvedené parametry. Změnou jednoho parametru se změní vlastnost všech čar, spadající do téže vrstvy. Jednotlivé hladiny lze také v některé fázi konstruování vypnout (zmrazit) a zpřehlednit nebo zjednodušit celý výkres. Tuto funkci jistě oceníme při tvorbě složitých nábytkových výkresů, kde leží jak viditelné, tak neviditelné hrany, šrouby, pružiny apod. Nutno podotknout, že tvoříme-li jednodušší výkres, vrstvy třeba ani nepoužijeme. Jakýkoliv konstrukční celek (např. noha židle) je možno uložit jako tzv. blok, který je charakterizován určitou hladinou. Tento blok se muže různě kopírovat a vkládat do jiných výkresů.
17
3.2
Nástroje a funkce pro 2D tvorbu
U každého objektu můžeme měnit jeho vlastnosti. Vlastnosti vkládaného typu objektu jako jsou barva pera, šířka pera a podobně můžeme měnit ještě před vložením objektu, tyto vlastnosti budou dále použity ve všech dalších objektech stejného typu, dokud neprovedeme další změnu. Tuto změnu vlastností provedeme výběrem nástroje pro vytvoření objektu požadovaného typu a nastavením těchto vlastností před samotným vytvářením objektu. Jednotlivé vlastnosti lze měnit i dodatečně, a to výběrem objektu nebo i více objektů a úpravou požadované vlastnosti. Dialogové okno Vlastnosti lze nejjednodušeji vyvolat kliknutím pravým tlačítkem myši na požadovaný objekt nebo následným dvojklikem na žlutý referenční bod označeného objektu. Zobrazí se nám dialogové okno, kde jsou jednotlivé vlastnosti přehledně uspořádány do záložek. Vždy jednoduše nalezneme požadovanou vlastnost, kterou chceme upravit. (www.math.muni.cz)
Obr. 6
3.2.1
Dialogové okno Vlastnosti (vlastní práce)
Vkládání 2D objektů
Jednotlivé objekty vybereme z palety Nástrojů stisknutím levého tlačítka myši a vložíme do prostoru modelu. Pro označení objektů v prostoru modelu je nutné mít aktivovánu funkci Vybrat. Chceme-li vybrat všechny objekty, jednoduše je zahrneme do výběru pomocí
18
kurzoru. Všechny základní a nejpoužívanější objekty najdeme v paletě Nástrojů pod záložkami Úsečka, Kružnice/Elipsa, Oblouk, Křivky, Dvojitá čára a Multičára. Pomocí záložky Úsečka můžeme kreslit objekty, jako jsou čtverec (obdélník), mnohoúhelník, polygon, křivka a samozřejmě obyčejné úsečky. Další záložkou je Kružnice/Elipsa, díky které jsme schopni nakreslit kružnice a elipsy s různými parametry. Záložka Oblouk nabízí konstruování oblouků daných vlastností pomocí mnoha předdefinovaných kroků. Tyto kroky najdeme i v jiných záložkách. V případě oblouku je to vytvoření oblouku určením středu a poloměru, určení dvou koncových bodů oblouku a jiné. V záložce Křivky nalezneme mnoho zajímavých nástrojů jako klasickou splínu a skicu, která umožňuje kreslit od ruky. V záložkách Dvojitá čára a Multičára najdeme užitečné nástroje, které lze využít pro zakreslení půdorysných stěn domu nebo jiných dvojitých čar (odýhovaných dílců). Na Obr. 7 můžeme názorně vidět aplikaci několika nástrojů – vložení různých 2D objektů, změnu barvy čáry a změnu tloušťky pera. Vlevo vidíme paletu nástrojů. (www.math.muni.cz)
Obr. 7
3.2.2
Ukázka vložených 2D objektů; změna tloušťky, barvy a typu pera (vlastní práce)
Modifikace 2D objektů
Paleta Modifikace je obecně používána pro změnění tvaru 2D objektů. Tyto nástroje v ní obsažené nemění fyzické vlastnosti objektů jako vrstvy nebo šířky čar; modifikují geometrii objektu. Modifikaci je možné zobrazit pravým kliknutím na volnou nástrojovou plochu a zvolením nástroje Modifikace. Nejpoužívanějšími nástroji modifikací jsou funkce
19
Oříznout objekt, Rozdělit, Zkosení, Zaoblení, Zřetězit křivku a Spojit křivku. Ikonky pro aktivaci nástrojů lze vidět na Obr. 8. Nástroj Oříznout objekt slouží k odstranění částí objektů. Kliknutím na Rozdělit se objekt rozpadne na dva samostatné. Tento nástroj lze použít jak na jednočárové a vícečárové objekty, tak i na kružnice, oblouky a křivky. Funkce Zkosit slouží ke spojení dvou čar se skloněným rohem. Na výběr je zkosení pomocí tří různých parametrů a to Vzdálenost/Vzdálenost, Vzdálenost/Úhel a Délka/Úhel. Tento všestranný nástroj jistě upotřebíme v mnoha situacích. Jak již plyne z názvu dalšího nástroje, funkci Zaoblení využijeme k vytvoření rádiusu na rozích objektu. Poslední dva nástroje umožňují vytvořit jeden objekt ze spleti entit. Přesněji řečeno nástroj Zřetězit křivku spojuje objekty nebo části se vzájemnými průsečíky do jediné křivky a funkce Spojit křivku spojí dva nebo více oddělených objektů, jež jsou spojeny jejich koncovými body do křivky jako jednoho objektu, avšak objekty, které se překrývají, nemohou být spojeny, k tomu je určená již zmíněná funkce Zřetězit křivku. (www.math.muni.cz)
Obr. 8
Paleta Modifikace (vlastní práce)
Dalším velice důležitým nástrojem používaným v dvojrozměrném prostředí jsou 2D Boolovské operace, které znázorňuje Obr. 9. Boolovské operace (Sjednocení, Rozdíl, Průnik) používají dva nebo více objektů pro vytvoření nového objektu. Pořadí výběru je důležité u všech operací, protože vlastnosti nového objektu budou stejné jako u prvního z vybraných objektů. Původní objekty jsou po dokončení operace smazány a zůstane pouze výsledek operace. Jednodušeji řečeno se přičítá a odečítá objekt A k/od objektu B. 2D sjednocení sloučí 2D uzavřené objekty do jedné oblasti. 2D rozdíl odečte jeden objekt od druhého a nakonec 2D průnik vytváří průniky dvou nebo více uzavřených 2D objektů. (www.math.muni.cz)
Obr. 9
Paleta 2D s Boolovskými operacemi (vlastní práce)
V nábytkářském průmyslu oceníme funkci Kopírování objektů, kde najdeme parametricky odlišné možnosti kopírování entit. Z těch nejpopulárnějších zmíníme Lineární a Radiální
20
kopírování, Zrcadlení a Offset. Tyto nástroje nám velkou měrou usnadní tvorbu nábytkových dílců, kde je velké množství opakujících se prvků, například otvorů pro kolíky. Lineárním kopírováním vytvoříme daný počet kopií entity (lineárně) ve zvolených rozestupech podél zadané přímky. Radiální kopírování vytvoří daný počet kopií entity rozmístěných na kružnici se zvoleným středem a pootočených od sebe o zadaný úhel. Zrcadlení vytvoří kopii objektu osově souměrnou podle vybrané osy. Offset vytvoří jednu nebo více kopií jediného objektu pozměněnou o daný parametr. Tyto nástroje lze aplikovat kliknutím na příslušnou ikonu, viz Obr. 10. (www.math.muni.cz)
Obr. 10
3.3
Paleta Kopírování (vlastní práce)
Nástroje a funkce pro 3D tvorbu
Software TurboCAD umožňuje vytvářet 3D objekty dvěma způsoby. Zaprvé přímým vytvořením 3D objektů (krychle, koule a jiné), které je velice rychlé a snadné nebo pomocí 2D objektů a jejich následné modifikace. Každá možnost má své výhody a nevýhody. Tvoříme-li jednoduchý dílec, je vhodné použít první možnost, která nám ušetří spoustu času. Naopak, konstruujeme-li tvarově složité dílce, je vhodné je nakreslit ve 2D prostředí a poté je modifikovat do trojrozměrného modelu pomocí vhodných příkazů. Při tvorbě modelů se používají podobné nebo i stejné nástroje jako pro 2D kreslení. Jistě oceníme nástroje jako již výše zmiňované Kopírování objektů, Modifikace nebo Boolovské operace, které jsou speciálně upraveny pro 3D modeling. S tím se ovšem detailněji seznámíme v následujících kapitolách. (www.math.muni.cz) 3.3.1
Vkládání 3D objektů
Základní 3D objekty můžeme vytvářet pomocí palety 3D Objekt (Obr. 11). Základní a nejhojněji využívané objekty najdeme v paletě Nástrojů pod příslušnými záložkami. Jednotlivé objekty můžeme vybrat z palety Nástrojů stisknutím levého tlačítka myši a vložíme do prostoru modelu.
21
Obr. 11
Paleta 3D objekt (vlastní práce)
Funkce Krychle vytváří krychli zadanou podstavou v pracovní rovině a výškou. Stejným způsobem lze samozřejmě vytvořit kvádr. Funkce Koule vytvoří kouli se zadaným středem a poloměrem. Funkce Polokoule funguje podobně jako nástroj Koule s tím rozdílem, že se vykreslí jen její polovina (horní nebo spodní). Kužel se vytvoří zadáním základny (středem a bodem určujícím poloměr) a zadáním jeho výšky. Nástroj Válec vytvoří rotační válec s kruhovou základnou a danou výškou v pracovní rovině. Polygonální prisma vytvoří hranol, jehož podstava je definovaný pravidelný mnohoúhelník. Torus vytvoříme zadáním dvou kružnic v pracovní rovině, na nichž leží středy kružnic ležících v rovinách kolmých k pracovní rovině. Klínem vytvoříme kvádr oseknutý rovinou procházející protilehlými hranami. Nástroj 3D Splína jistě oceníme při tvorbě modelů židlí od nábytkářské firmy TON a.s., díky kterému jsme schopni vytvořit ladné trojrozměrné křivky a napodobit tak ohýbané dřevo. Prohlédneme-li si Obr. 12, uvidíme využití mnoha funkcí a nástrojů. Ve screenshotu jsou zachyceny různé základní 3D objekty, je aplikována změna barvy jednotlivých tvarů, dále je použito prostorové rozmístění a pootočení. Takovým způsobem budeme později tvořit hodnotné a precizní výstupy, které bude možné jednoduše editovat a tím šetřit čas a peníze. (www.math.muni.cz)
Obr. 12
Ukázka vložených 3D objektů (vlastní práce)
Jak již bylo řečeno, 3D objekty lze také vytvářet pomocí již existujících 2D objektů. Přiřazením tloušťky libovolnému 2D objektu (čtverec, kruh, polygon aj.) vzniká
22
trojrozměrný objekt. Další nástroje pro vytváření 3D objektů, které vytvářejí z 2D entit 3D tvary, jsou Jednoduché vysunutí, které vytvoří 3D objekt prostorovým vysunutím 2D objektu. Tuto možnost lze použít i pro šikmé vysunutí. Nástroj Vysunutí na rozdíl od Jednoduchého vysunutí umožňuje navíc specifikovat dráhu vysunutí, a tím ještě více zdokonalit proces konstruování. Kolejové vysunutí znamená, že vysouvaný profil se otočí kolmo na cestu a vysune se podél ní. Nástroj Prisma vytvoří přechodovou plochu mezi 2D objekty aneb loft. Rotace je funkce, která vytvoří 3D objekt rotací 2D objektu. Výchozí objekt je rotován o 360 stupňů kolem zvolené osy, čímž se vytvoří 3D model. Lofting je rozšířením nástroje Prisma a spojuje více 2D objektů, podmínkou je, že jednotlivé objekty musí ležet v různých rovinách a musí být zřetězené, tj. tvořit jeden profil. Ukázky většiny těchto funkcí jsou zachyceny na Obr. 13. (www.math.muni.cz)
Obr. 13
3.3.2
Ukázka aplikovaných 3D funkcí (vlastní práce)
Modifikace 3D objektů
Podobně jako pro 2D, máme i pro 3D základní modifikační nástroje. Boolovské operace pro práci s 3D objekty jsou dostupné ve stejné paletě jako předchozí 2D Boolovské operace. 3D Boolovské operace fungují velice podobně jako předchozí 2D Boolovské operace − 3D sjednocení sloučí 3D objekty do jednoho objektu. 3D rozdíl odečte jeden objekt od druhého a nakonec 3D průnik vytváří průniky dvou nebo více 3D objektů. Výhodnými funkcemi v nábytkářském průmyslu jsou rozhodně nástroje Odříznout a Průřez. Pomocí ikony Odříznout rozdělíme objekt podle zvolené řezné roviny. Nástroj Průřez je podobný nástroji Odříznout, ale přitom ponechá původní objekt nedotčený. Tyto
23
nástroje oceníme při tvorbě průřezů složitějších dřevěných dílců. Výsledkem bude opět zkrácení doby tvorby konstrukčního výkresu a zvýšení produktivity. Dalším hojně používaným nástrojem je oblení a kosení hran pomocí tlačítka Zaoblit hrany a Zkosit hrany. Princip je velice podobný jako u 2D operací, s tím, že je nutno přihlédnout k práci se třetím rozměrem. Tato operace pomáhá především pro simulaci stržených nebo zaoblených hran v nábytkářském řemeslu. Pravidla pro správnou úpravu nábytku lze najít v příslušných normách ČSN. (www.math.muni.cz)
3.4
Tvorba výstupu
Tvorbou výstupu máme na mysli dokončení a vytvoření kvalitních podkladů pro výrobu nebo prezentaci zákazníkovi. V některých případech nám bude stačit pouze 2D nebo 3D model. Jedná se většinou o případy, kdy je klientovi prezentována pouze vizualizace výsledného modelu, neboť v této chvíli není nutné tvořit výkresovou dokumentaci. Ve chvíli, kdy je potřeba převést model do roviny papíru, je potřeba postupovat podle geometrických pravidel, dodržovat zásady kótování aj. Prostředí softwaru TurboCAD nám umožňuje využít mnoho vizualizačních nástrojů. Jako první je vhodné nastavit Materiál, ze kterého bude objekt vytvořen. Přiřazení materiálů konkrétním objektům můžeme provést na stránce 3D v sekci materiály nebo můžeme rovnou využít paletu Materiály. Jednotlivé materiály jsou členěny do Kategorií (Dřevo, Kovy, Kůže aj.). V menu Editor materiálů lze ovlivňovat další vlastnosti daného materiálu, jako jsou textura mapovaného materiálu, transparentnost čili průhlednost jednotlivých částí objektu a podobně. V kategorii Dřevo lze výslednou podobu materiálu ovlivňovat až do takové míry, že lze nastavit barva jarního a letního dřeva, šířka letokruhu nebo barva jádrové části dřeva. Touto vlastností lze vytvořit opravdu detailní a precizní rendery.
24
Obr. 14
Aktivovaný Editor materiálů (vlastní práce)
Pro následnou vizualizaci je dobré model vhodně nasvítit, tzn. umístit do prostoru určitý typ osvětlení. Při práci je výhodné používat vykreslování typu Kostra (zobrazuje objekty v pohledu pomocí čar, drátový model) nebo Skryté hrany (nezobrazuje skryté čáry), které tolik nezatěžuje procesor počítače a je velice rychlé. V těchto režimech však musíme počítat s tím, že se jedná především o režim, který by měl být použit hlavně ve fázi návrhu a podle jeho nastavení se nemusí u všech objektů materiály zobrazovat zcela realisticky. Tohoto jevu si lze všimnout na Obr. 15, kde se místo textury topolového dřeva načítá defaultní šedá barva. Pro precizní výstup zvolíme Kvalitní renderování (Obr. 16), které počítá s odlesky světla, zahrnuje stínování a vykresluje reálné materiály. Tím získáme skutečný realistický pohled na model.
Obr. 15
Drátový model, skryté hrany, rychlé renderování (vlastní práce)
25
Obr. 16
Kvalitní renderování (vlastní práce)
26
4 Výběr nábytkových objektů ke zpracování v CAD Pro názorné vysvětlení postupů, funkcí a možností konstruování bude v této práci použit sedací nábytek, konkrétně židle. Toto odvětví nábytku bylo vybráno záměrně, jelikož zde můžeme aplikovat velké množství různých postupů. Je to dáno tím, že sedací nábytek je velice variabilní. Lze jej konstruovat z mnoha různých materiálů, tvořit organické tvary, spojovat pomocí nejrůznějších kování či jiných spojů nebo ho opatřit čalouněním. Tyto argumenty byly hlavním důvodem, proč byl zvolen jako demonstrativní prvek pro konstruování v programu TurboCAD. Nutno podotknout, že tato práce se nezabývá detailním popisem sedacího nábytku ani nepřihlíží ke stávajícím normám, které by se měly při výrobě dodržovat. Je tedy zbytečné zabývat se dopodrobna touto problematikou, a proto vystačíme s jednoduchým rozdělením a popisem, které bohatě vystačí pro naše potřeby konstruování.
4.1
Rozdělení a stručný popis sedacího nábytku
Sedací nábytek je takový nábytek, který slouží ke krátkodobému nebo dlouhodobému odpočinku, popřípadě se používá k pracovním činnostem, které by byly jinak pro člověka namáhavé. Lze tedy říct, že sedací nábytek nám ulehčuje každodenní život. V Obr. 17 vidíme schéma základního rozdělení sedacího nábytku.
Obr. 17
Schéma rozdělení sedacího nábytku (www.estav.cz)
Tato práce bude vycházet z podkategorie židlí. Pod výrazem židle si představme klasickou židli, která má čtyři nohy, sedák a opěradlo. Může být částečně čalouněná nebo bez čalounění. Pojmem lavice se rozumí sedací nábytek určený pro sezení více osob najednou s vhodně tvarovanou sedací, popř. opěradlovou plochou s charakteristickými rozměry
27
a sklony sedadla a opěradla. Součástí lavice mohou být i područky. Křeslo je sedací nábytek pro krátkodobý nebo dlouhodobý odpočinek vsedě, popř. při možnosti rozložení k příležitostnému odpočinku jedné osoby vleže, s charakteristickými rozměry a sklony sedadla a opěradla; součástí křesla mohou být područky. Klekačka se skládá ze sedadlové části a podnožky pro opření holenní části nohou. Termínem sedačka označujeme sedací nábytek, který je určený k vykonávání určité činnosti a je charakteristický tím, že má pouze sedací část bez opěradla. (www.estav.cz)
4.2
Jasper Morrison a jeho Plywood Chair
Židle, na níž budeme aplikovat konstrukční postupy, se jmenuje Plywood Chair (Obr. 18) a byla zkonstruována v roce 1988 světoznámým návrhářem Jasperem Morrisonem. Tento designér je v současné době považován za jednoho z nejúspěšnějších návrhářů své generace. Narodil se v roce 1959 ve Velké Británii, konkrétně v Londýně. Vystudoval vysokou školu v Kingstonu (polytechnické zaměření) a následný doktorát získal po dostudování prestižní College Art v Londýně. Věnuje se tvorbě zařizovacích předmětů, volnému umění a zajímá se o architekturu. Nyní spolupracuje s firmou Vitra a Cappellini, kde působí jako návrhář zařizovacích předmětů. (www.dwr.com) Tento design židle je tak jednoduchý a zároveň promyšlený, že si jistě zaslouží pozornost a uznání. Jak řekl Jasper Morrison: “Hlavním důvodem, proč dnes vypadá Plywood Chair tak, jak vypadá, je to, že v době, kdy jsem ji tvořil, jsem měl k dispozici pouze elektrickou přímočarou pilu a pár kusů dřeva. Při použití tenkých plátků dřeva pro sedák jsem si povšimnul pružícího efektu a organického prohnutí listu dřeva. Tento zajímavý a pohodlný prvek kompenzuje ostatní části židle, které mohou působit nepohodlně.“ (www.bonluxat.com) Plywood Chair je lehká dřevěná židle s velice jasnými a jednoduchými rysy. Hlavní předností této židle je její jednoduchost a elegance a funkcionalistický design. Podíváme-li se na židli z negativní stránky, můžeme namítat nepohodlnost v zádové oblasti. Její konstrukce je tvořena pouze z překližky z břízového dřeva, lepidla a vrutů.
28
Obr. 18
Originál židle Plywood Chair (www.bonluxat.com)
29
5 Konstrukční zpracování ve 2D systému CAD Máme-li za sebou teoretickou část přípravy, dostáváme se k samotné části konstruování. První variantou je 2D tvorba, čili konstruování ortogonálních pohledů a řezů nebo komplení výkresové dokumentace v softwaru TurboCAD. Jak uvádí Holouš a kol. (2008), kreslení tuší se již prakticky nepoužívá, přesto však zůstává základní dovedností kreslení náčrtků od ruky, které mohou sloužit jako podklady pro další zpracování výpočetní technikou. Hlavním pomocníkem při tvorbě výkresů je tedy počítač vybavený příslušným softwarem. Ovšem žádný software nenahradí znalost zásad technického kreslení, typů čar, promítání, úpravy výkresu atd.., tedy mezinárodně srozumitelného ,,jazyka“ a také příslušných norem. Berme tedy výpočetní techniku jako nástroj, kterým vyjadřujeme myšlenky, dovednosti a invenci. Největší pomoc, kterou výpočetní technika umožňuje, je snadná a rychlá editace, tedy následné úpravy ve výkresech. Omezuje opakování obdobných postupů, opakování kreslení stejných prvků výkresu. Zbavujeme se tím opakování úkonů a mechanické práce, kdy musíme věnovat pozornost tomu, aby byly čáry rovnoběžné, střed kružnice byl ve správném bodě, oblouky na sebe správně navazovaly a jak již bylo řečeno, co se nepodaří napoprvé, můžeme lehce opravovat. Těmito kroky výrazně snížíme spotřebu času, financí a do jisté míry pozitivně ovlivníme chybový faktor. (Holouš a kol., 2008)
5.1
Základy metodiky konstruování
Konstruování, konstrukční proces a jeho metodika, věda o konstruování (konstruologie) jsou pojmy, které jsou spojeny s řadou autorů různých publikací. Tito autoři jsou si jistě vědomi, že problematika konstruování je velmi různorodou disciplínou, ale má jednoho společného jmenovatele, a to vznik nového výrobku. Ten se skládá z projektování, konstrukce, výroby, prodeje, opravy výrobku, vyřazení z provozu, likvidace včetně možnosti recyklace materiálu. Pod pojmem metodika konstruování se rozumí souhrn pracovních způsobů a vypracovaných speciálních metod optimálního postupu řešení konstrukčního úkolu. Neexistuje žádná univerzální, jediná a vždy platná metodika. Každý konstruktér využívá především svoji vlastní metodiku, kterou si osvojil během let konstruování nebo si ji upravil
30
z některé publikace. Je nutno podotknout, že i méně dokonalá metodika je vždy lepší než žádná. Přeci jen, odborníci, kteří vypracovávají metodiky a odborné publikace mají pro své závěry mnoho let zkušeností a letitou praxi. Metoda konstruování znamená jednotlivý způsob a postup k dosažení stanoveného cíle. Osvojení zásad metodiky konstruování a v ní obsažených metod vede k systémovému a cílevědomému pojetí konstrukční práce, kdy při řešení problémů jsou příslušné jevy a procesy chápány a posuzovány komplexně v jejich vnitřních i vnějších souvislostech. Nutno podotknout, že výchova ke konstruování ve škole má odlišné podmínky od praxe. Je zapotřebí, aby škola kladla co největší důraz na objektivnost hodnocení výsledků práce a navozovala maximálně možné reálné podmínky praxe. (Svoboda a kol. 2009)
5.2
Druhy konstrukčních procesů
Jak dále uvádí Svoboda a kol. (2009), v jednotlivých etapách konstrukčního procesu vystupují do popředí nároky na jiné vlastnosti a znalosti konstruktéra. V prvních etapách konstruktér projevuje více originality, intuice, využívá svůj široký přehled a vědecké znalosti, syntetizuje znalosti z dílčích oborů, jako jsou fyzika, chemie, elektrotechnika apod. V závěrečných etapách procesu při tvorbě výrobních výkresů již převažuje rutinní práce. Je více nutná přesnost a úplnost každého dokladu, aplikace a syntéza znalostí v užší oblasti předpisů a standardů z řešeného problému, znalosti technologických postupů a možnosti výrobních podniků, které mají výrobek vyrábět. Ve všech etapách však závisí práce konstruktéra především na jeho tvořivém myšlení. Tvůrčí konstrukční myšlení je dílem vrozený dar, dílem rozvíjená a podporovaná vlastnost. Podpůrné metody tvůrčího způsobu myšlení jsou obvykle začleňovány mezi intuitivní nebo systematické. Z toho lze odvodit dva druhy konstrukčních procesů, a to: • konstruování klasické (intuitivní); • konstruování metodické (systémové, vědecké). Při klasickém konstruování přichází řešení problému jako okamžitý nápad. To je dáno především letitou praxí konstruktéra a jeho nabytými zkušenostmi. Jednotlivé fáze intuitivního konstruování lze pozorovat na Obr. 19. Mezi podpůrné metody provokované intuice lze uvést brainstorming (lze přeložit jako útok na mozek či burza nápadů), který spočívá v tom, že několik osob během krátké doby vymýšlí maximální počet možných řešení. Veškeré návrhy jsou rovnocenné a nekritizují se.
31
Druhým pomocníkem jsou syntetické metody, při kterých se skupině osob předloží řešená úloha s důkladným rozborem, záměrně se však navozuje odstup od obvyklého řešení. Řešený problém se posuzuje z nových hledisek, z nichž plynou nové možnosti řešení. Konstruování metodické spočívá v tvůrčím řešení pomocí vědeckých metod. Mezi vědecké metody řadíme analýzu, při které se objekt člení na prvky, jež se následné zkoumají. Syntézu, při které spojujeme prvky v jeden celek. Abstrakce a zobecnění, při kterém se záměrně vymezují jednotlivé znaky předmětu, ostatní znaky se ponechávají bez zkoumání, a tím se přibližuje podstata problému. Konkretizací se rozumí transformování obecných znaků a vztahů do konkrétního charakteru, který je vhodnější, názornější a známější. Jako poslední se využívá zásad indukce a dedukce. Indukce směřuje od zvláštních případů k obecné poučce, zato dedukce na základě obecných pouček vyvozuje závislost pro jednotlivý případ. Nejčastější metody systematického způsobu tvořivého myšlení jsou: metoda analogie, kde je řešení problému přeneseno z obdobné situace v přírodě nebo jiném technickém oboru. Metoda porovnávání funkcí, která hledá prvky se stejnou funkcí, ale hospodárnějším provozem. Metoda kinematického obrácení, která spočívá v záměrné záměně funkcí prvků řešení a nakonec metoda agregace, která slučuje prvky v nový celek. Oba podpůrné způsoby konstruování, jak klasické, tak metodické se vzájemně musí doplňovat. Každý konstrukční proces je nemyslitelný jak bez intuice, tak bez metodického přístupu. Je tu tedy snaha vytvořit vhodnou kombinaci těchto způsobů, a to ve škole i v praxi.
Obr. 19
5.3
Postup řešení konstrukčního úkolu (Svoboda a kol., 2009)
Proces konstruování a jeho metodika
Schéma v Obr. 19 představuje zjednodušené kroky procesu konstruování. V závislosti na složitosti úkolu se mohou jednotlivé kroky dále členit. (Svoboda a kol., 2009)
32
Zadání konstrukčního úkolu Je třeba jasně formulovat hlavní cíle, stanovit technické a ekonomické parametry, určit provozní podmínky. Dále splnění úkolu závisí na správnosti, úplnosti a reálnosti zadání. Neúplnost nebo nejasnost v zadání mohou vést k ekonomickým a časovým ztrátám. Sběr informací Je zapotřebí získat veškeré informace, které se budou podílet při výrobě produktu. Zjišťuje se stav technického vybavení, trendy dosavadního vývoje nebo rozbor parametrů obdobných výrobků. Koncepční návrh Je to pouze koncept, bez rozpracovaných podrobností, který má nastínit budoucí realizaci, design a funkčnost výrobku. V této fázi se nám bohatě vyplatí um práce ruky a tužky. Návrh se většinou podává formou náčrtů a studií daného problému či výrobku. Výběr varianty Výběr nejvhodnějšího řešení mimo jiné často zohledňuje a zvýhodňuje výsledná cena, design, rychlost výroby a rychlost dodání produktu. Hlavním kritériem je však splnění základních parametrů zadání. Návrhový výkres Koncepční návrh je třeba zpřesnit a doplnit tak, aby mohl být podkladem při realizaci konstrukčních výkresů. Je nutno přidat technické informace a materiály, ortogonální a izometrické vyobrazení a další věci potřebné pro následnou tvorbu. Výkresová dokumentace V této fázi se tvoří kompletní výkresová dokumentace, která je zapotřebí k úspěšné realizaci výrobku. Ve výkresech je zpravila uvedeno ortogonální a izometrické zobrazení, kótování, povrchová úprava či drsnost povrchu, materiál aj. Prototyp Na základě výkresové dokumentace je vyroben zkušební vzorek – prototyp, na kterém se zkoumá funkčnost, bezpečnost a další nutné zkoušky. Podle výsledků těchto zkoušek se buď provede následná úprava nebo se výrobek pošle zpět do výroby.
33
5.4
Zpracování konstrukčního výkresu
Při tvorbě konstrukčního výkresu využíváme poznatky z teoretické části kreslení v programu TurboCAD a zároveň postupujeme dle metodiky, kterou vidíme na Obr. 19. Jako úkol je zadáno vypracování potřebných dokumentů pro výrobu židle, v této fázi tedy vytvoření konstrukčních výkresů pro židli Plywood Chair. Než začneme s tvorbou dokumentace je potřeba provést ještě několik kroků. Těmito kroky se rozumí především sběr informací. Je nutné zjistit mnoho dílčích parametrů, jako jsou správné rozměry jednotlivých částí židle, materiál, ze kterého bude sedací nábytek vyroben, technologické možnosti podniku, který bude židli vyrábět. Následně provedeme výběr nejvhodnějšího řešení, jak po technologické, tak po ekonomické stránce. Jelikož máme zvolenou židli již vyrobenou a funkční, jsme oproštěni od fáze tvorby návrhového výkresu i výroby prototypu a postoupíme přímo do fáze kreslení konstrukčního výkresu. Pomocí programu TurboCAD Professional v15 CZ vytvoříme tři hlavní ortogonální pohledy (nárys, půdorys a bokorys), které doplníme o základní kóty a popisky. Získáme tím ucelený dvojrozměrný pohled na budoucí židli. Tyto pohledy musí ctít pravidla ukládání pohledů do výkresu a pravidla kótování. Pravoúhlé pohledy můžeme doplnit o popisky zvoleného kování a použitého typu lepidla, pro snadnější pochopení konstrukce. V opačném případě je zde riziko, že výkres bude nepřehledný a pro ostatní konstruktéry špatně čitelný.
34
Obr. 20 práce)
Levý bokorys, nárys a půdorys židle Plywood Chair pro konstrukční výkres (vlastní
Výše uvedený Obr. 20 znázorňuje ortogonální pohledy, které budou vloženy na výkrese. Pro lepší přehlednost v této práci jsou vloženy pouze pohledy, bez jakékoliv úpravy výkresů. Samotné originální konstrukční a jiné výkresy jsou přiloženy na CD-ROM, který je součástí práce. Jak uvádí Holouš a kol. (2008), při tvorbě technických výkresů je nutné dodržovat předepsané velikosti výkresů znázorněné v Tab. 1, dále pak další normami předepsaná pravidla sloužící k jejich identifikaci a orientaci v nich.
35
Tab. 1 Značení a velikost výkresů (vlastní práce) – doplněno o jejich grafické znázornění (www. rodkovar.webzdarma.cz) Označení
Oříznutý list (mm)
A0
841 x 1189
A1
594 x 841
A2
420 x 594
A3
297 x 420
A4
210 x 297
Zhotovování výkresové dokumentace je nadnárodní problematika. K tomu, aby byla srozumitelná, musí být zpracována podle určitých pravidel – technických norem (ČSN, ISO, EN).
5.5
Zpracování dílcových výkresů
Při tvorbě dílcových výkresů vycházíme opět ze znalostí funkcí programu TurboCAD. Sběrem informací jsme došli k názoru, že židle Plywood Chair se skládá z dvanácti částí. Židle je složena z předních noh, zadních noh, předního a zadního lubu, bočních lubů, křížové výztuhy sedáku, sedáku a opěradla. Dále je použito kování a lepidlo, pro vytvoření kvalitního spoje. Přední nohy jsou identické, tudíž se berou jako jeden dílec a není zapotřebí dvou výkresů. To samé platí pro boční luby a přední a zadní lub. Zadní nohy jsou stejné, až na otvory pro dřevěné kolíky, proto je nelze brát jako jeden dílec. Ostatní části židle mají svoje výkresy, které jsou přiloženy na CD-ROM. Jako ukázka dílcového výkresu je uveden dílcový výkres pro sedák židle Plywood Chair (Obr. 22). Všechny dílce lze pozorovat na níže přiloženém izometrickém pohledu (Obr. 21), který je rozložen. Toto zobrazení výborně vystihuje všechny části židle a dovoluje jednoduše označit dílce číslem. Ve výkresové dokumentaci potom není problém najít výkres pro potřebný dílec. Z Obr. 21 můžeme vyčíst, že sedákový dílec má číslo 04, dílcový výkres sedáku (Obr. 22) tedy najdeme pod číslem 04.
36
Obr. 21
Izometrický pohled na dílce židle Plywood Chair (vlastní práce)
37
Obr. 22
Dílcový výkres sedáku (vlastní práce)
38
6 Přenos 2D tvorby do 3D systému CAD Přenosem 2D tvorby do trojrozměrného prostředí se rozumí vytvoření odpovídajících 3D objektů nebo dílů. Máme-li hotovu výkresovou dokumentaci, potom máme usnadněnu práci. Z výkresové dokumentace lze jednoduše vyčíst všechny potřebné rozměry a ostatní součásti výrobku. Při 3D tvorbě opět platí pravidlo, že totožný objekt je možné vyrobit více metodami. Trojrozměrný objekt můžeme vytvořit z těles v modelovém prostoru, které lze skládat například ze základních prvků, kterými jsou: Box, Koule, Polokoule, Jehlan a podobně. Dalším způsobem tvorby 3D objektů je přiřazení výšky ke stávajícímu 2D objektu. Máme-li například čtverec o rozměrech 300 x 300 mm a přiřadíme mu třetí rozměr − tedy výšku, vzniká nový trojrozměrný objekt – krychle o rozměrech 300 x 300 x 300 mm. Obdobným způsobem vznikají objekty, na které je aplikovaná funkce Lofting a Vysunutí. Funkce Vysunutí umožňuje vysouvat dvojrozměrné objekty podle osy vysunutí do prostoru. Pomocí příkazu pro Lofting dokážeme spojit dvě plochy ležící v různých výškách. Lze tak tvořit kónické tvary a jiné potřebné tvary v nábytkářském průmyslu.
6.1
Tvorba 3D modelu
Při tvorbě trojrozměrného modelu židle Plywood Chair, kterou navrhl a zkonstruoval Jasper Morrison, budeme vycházet z výkresové dokumentace, kterou máme již hotovou. Sběrem informací jsme zjistili a navrhli nejvhodnější konstrukční řešení pro židli Plywood Chair. Židli budeme vyrábět z dvanácti částí, a to z předních noh, zadních noh, předního a zadního lubu, bočních lubů, křížové výztuhy sedáku, sedáku a opěradla. Budeme postupovat jednotlivě po každém dílci. Pro každý dílec vytvoříme jeho věrný 3D model. Následně všechny 3D objekty složíme tak, jak je uvedeno v konstrukčním výkresu. Složením vznikne 3D model židle Plywood Chair, který bude odpovídat konstrukčním a dílcovým výkresům. Jako první začneme pomocí programu TurboCAD tvořit přední nohy. Pro přední nohy využijeme funkci loftingu plochy k ploše. Je to dáno kónickým tvarem předních noh. Pro zadní nohy bude nejjednodušší postupovat narýsováním čelního pohledu a jeho následným vysunutím na potřebnou tloušťku. Tímto krokem se 2D objekt transformuje na 3D objekt. Objekty jako jsou boční luby, přední a zadní lub a sedák vytvoříme pomocí
39
tlačítek, tzv. primitiv Box a dále aplikujeme 3D Boolovské operace pro získání potřebného tvaru. Objekt opěradla vytvoříme jednoduše pomocí primitiva Box. Všechny objekty opatříme potřebnými otvory pro dřevěné kolíky, které umístíme přesně tak, jak ukládají výkresy. Tímto krokem se z 3D objektů stávají 3D dílce. Na Obr. 21 můžeme vidět všechny 3D dílce rozložené.
6.2
Mapování textur
Poté, co je dokončena konstruktivní část, je potřeba model doplnit o materiály povrchu. Správným nastavením povrchu lze dosáhnout fotorealistických výstupů.
6.3
Volba správného renderování
Renderování modelu umožňuje konkrétnímu pohledu přiřadit způsob vykreslování objektů. Přepínání mezi jednotlivými režimy vykreslování je dostupné v menu Zobrazit / Kamera, jednotlivými možnostmi jsou volby Drátový (Kostra), Skrýtá čára, Rychlý render, Kvalitní render. Pro volby Rychlý render a Kvalitní render je nutné mít v modelu rozmístěny světla. Pokud v programu nemáme definováno žádné osvětlení, software nás upozorní na tuto skutečnost dialogovým oknem s dotazem na vložení přednastavených zdrojů světla. Pokud nebudeme chtít žádné zdroje světla umístit, pak se v pohledu zobrazí pouze černá plocha, ve které nebudou objekty vidět. Chceme-li vytvořit kvalitní render, je potřeba umístit do modelu několik správně nasměrovaných světel. Tím docílíme věrohodného efektu stínování a kvalitní vizualizace. (www.math.muni.cz) Na níže uvedeném obrázků můžeme sledovat rozdíly mezi jednotlivými typy zobrazení. Na Obr. 23 je zobrazena židle Plywood Chair v drátovém modelu. Obrázek dále ukazuje tutéž židli vyobrazenou pomocí renderování skrytých čar. Tento typ renderování se používá hlavně při zobrazování dílců ve výkresech, a to proto, že je velice přehledný a výstižný. Oba typy výše zmíněných režimů renderování se vyznačují velice rychlým vykreslováním, které minimálně zatěžuje procesor a paměť počítače. To je taky jeden z hlavních důvodů, proč se v těchto režimech modeluje a konstruuje. Další dva typy renderování, tedy Rychlý render a Kvalitní render se používají především pro výslednou vizualizaci neboli výstup. Program v těchto režimech vypočítává cestu nastavených světel, vykresluje stíny, mapuje materiály a další nezbytné úkoly, které
40
jsou potřeba pro vytvoření kvalitní vizualizace. Všechny tyto úkony mají za následek pomalejší vykreslování výsledného modelu, a proto se nedoporučují pro konstrukční práce. Rychlý render vidíme na Obr. 23, kde si lze povšimnout vykreslených stínů. To způsobuje nastavené osvětlení modelu. Na Obr. 24 pak vidíme výslednou vizualizaci. Při tomto renderování byla židle od Jaspera Morrisona již namapována texturou dřeva, v našem případě borovice.
Obr. 23
Drátový model, model rychlých čar, rychlý render (vlastní práce)
Obr. 24
Výsledná vizualizace (vlastní práce)
41
7 Výhody a nevýhody metod zpracování 2D – 3D nebo 3D – 2D I přes výhody 3D digitální tvorby je stále zákazníky vyžadována výkresová dokumentace. Je to dáno nezávislostí papírové podoby na používaném softwaru, firemními předpisy, typem konstrukce a problematickým přenosem 3D formátů mezi jednotlivými programy různých výrobců. Na rozdíl od 3D tvorby se podařilo ve 2D zpracování dosáhnout situace, kdy většina nejrozšířenějších a nejpoužívanějších systémů umožňuje ukládat a otevírat data v celosvětově rozšířených formátech. Mezi tyto formáty řadíme především formát DWG a DXF, původně vyvíjený společností Autodesk. Díky malé náročnosti 2D geometrie na objem dat vzniklo několik formátů určených pro šíření prostřednictvím sítě internet. Je potřeba si uvědomit, že velké množství 2D dat je vygenerováno z 3D modelů, uloženo do vhodného formátu a dále distribuováno. Pro jednodušší konstrukce je často papírová podoba zcela dostačující. V mnoha případech je však nezbytný 3D model, který umožňuje využití veškerých dostupných funkcí. Mezi zásadní patří tvorba vizualizace, generování dat spojených s výrobkem (hmotnost, objem a plocha komponent, použité materiály), dynamické změny v konstrukčním procesu. Srovnání výhod a nevýhod konstruování ve 2D a 3D prostředí uvádí následující Tab. 2. (Svoboda a kol., 2009) Tab. 2
2D
3D
Srovnání výhod a nevýhod 2D a 3D systému (Svoboda a kol., 2009) Výhody
Nevýhody
Jednoduchost vytváření Malý objem dat Standardizované formáty Nižší cena programů Nízké nároky na hardware Geometrický model, vizualizace Materiály povrchu Dynamická data Vazba 3D − 2D Parametrizace
Omezená nebo žádná parametrizace Nevhodné pro složité sestavy Nemožnost kontrolovat prostorové kolize Nutnost umět číst výkresovou dokumentaci Nelze použít data pro systémy CAE/CAM Větší objem dat Absence standardizovaného formátu Delší čas 3D tvorby Vyšší hardwarové nároky Vyšší cena programů V některých případech obtížná tvorba geometrie
Využití dat pro systémy CAE/CAM
Využití postupu tvorby 2D − 3D je spojeno s delší časovou náročností. Je to dáno především počtem úkonů, které musí konstruktér provést. Toto řešení je vhodné pro jednodušší konstrukce. Tímto postupem je vytvořena židle Plywood Chair v této práci. Na
42
začátku proběhl sběr informací, který vyústil v konstrukční výkres. Z konstrukčního výkresu potom bylo možno začít tvořit 3D model. Kdybychom zvolili metodu 3D − 2D, tak bychom postupovali opačným směrem. Sběr informací zůstává, následuje tvorba 3D modelu židle. Tato fáze je složitější než u první výše zmíněné metody, jelikož se ještě nemůžeme opírat o výkresovou dokumentaci. Po dokončení 3D modelu se nabízí možnost využít funkce programu a vygenerovat pohledy (nárys, půdorys, pravý a levý bokorys a jiné ortogonální pohledy), řezy a průřezy. Tímto krokem odpadá ruční konstruování v jedné rovině. Dále tato metoda přispívá k úspoře času a financí.
7.1
Výhody a nevýhody 2D zpracování
Jako výhody 2D tvorby z pohledu uživatele se jeví časová nenáročnost. Ta je dána jednoduchostí konstruování pouze ve dvou osách. Další, pro uživatele velkou výhodou, je cenová dostupnost oproti 3D programům. Jako výhoda se jeví hardwarová nenáročnost, standardizované formáty a malý objem vytvořených dat, který oceníme pro webové prezentace a jiné datově náročné toky. Mezi nevýhody 2D systémů patří, jak uvádí Svoboda a kol. (2009), nevhodnost pro zpracování složitých sestav, nemožnost kontrolovat prostorové kolize a omezená nebo žádná parametrizace. Další nevýhodou je bezpochyby nemožnost použití dat pro systémy CAE/CAM. Bez poslední zmíněné vlastnosti se v dnešní době neobejde většina hlavních sériových výrobců v nábytkářském průmyslu.
7.2
Výhody a nevýhody 3D zpracování
Hlavní výhodou 3D systémů je možnost tvorby vizualizací, které jsou v dnešní době velice populární a žádané. Ty využívají zadaná data, jako jsou typy materiálů nebo osvětlení, a následně generují vysoce přesnou a reálnou vizualizaci. Dalším pozitivem je provázanost 3D modelu s jeho 2D kopií. To je dáno dynamicky se měnícími daty. Úpravou 3D objektu se automaticky mění jeho 2D obraz, což šetří čas. Další nesmírnou výhodou je parametrizace, která opět ulehčí a zrychlí práci konstruktéra. Poslední a nejzajímavější výhodou je možnost využití dat pro systémy CAE/CAM, tedy možnost využití dat ke strojem řízené výrobě.
43
Větší objem vytvořených dat a absence standardizace formátu můžeme považovat za nevýhody 3D systémů. To má za následek vyšší hardwarové požadavky na počítač a vyšší pořizovací cenu produktu. V některých případech je obtížná tvorba geometrie výrobku, která má za následek delší čas celkové práce. Je ovšem otázkou do jaké míry je časová náročnost nevýhodou 3D systémů neboť z výsledného výstupu je možnost generovat data pro 2D obraz, a tím ušetřit čas. (Svoboda a kol., 2009)
44
8 Diskuse V porovnání s předchozími desetiletími můžeme s jistotou říci, že v dnešní době většina konstruktérů využívá k práci některý z CAx systémů namísto rýsovacího stolu. V našem případě mluvíme o systému CAD. Je to dáno rychlým technologickým vývojem, který si dnešní doba žádá. Srovnáme-li práci konstruktéra v 80. letech a konstruktéra dnešní doby, zjistíme, že velká část jejich náplně práce je stejná nebo velice podobná, až na jednu skutečnost. Dnešní konstruktéři mají na pomoc dostatečně výkonnou výpočetní techniku a potřebný software. To, co navrhoval a konstruoval konstruktér v roce 1980, než vznikl plně funkční a dokonalý výrobek, trvalo mnohdy týdny či měsíce. V dnešní době je tento stejný úkol otázkou několika dní, maximálně týdnů. Je to dáno zmíněnou technikou a softwarem, který nám nabízí mnoho konstrukčních pomůcek. Mezi hlavní přednosti práce v CAD systému patří především rychlé, přesné a kvalitní konstruování ve 2D a 3D prostředí, možnost následné editace a úpravy, tvorba fotorealistické vizualizace, simulace fyzikálních jevů na výrobek a použití vytvořených dat pro další CAx systémy (především CAE/CAM). Pro vytvoření kvalitního výstupu je důležitá detailní znalost zvoleného CAD systému. V nábytkářském průmyslu se angažují dva výrobci vhodného profesionálního CAD systému, kteří každoročně vydávají nové verze svých programů. Je to společnost Autodesk, která vydává software AutoCAD a firma IMSI/Design, jež nabízí produkt TurboCAD. Jistě je to dobře, protože vydávají lepší a lepší verze doplněné o nové funkce. Na druhou stranu každý nový produkt stojí peníze. Je tedy na firmě nebo samotném konstruktérovi, jestli chce investovat nebo se spokojit se stávajícím softwarem. Dle mého názoru je mnohem lepším řešením než investice do nového produktu, detailní pochopení stávajícího softwaru. V mnoha případech nejsou nově nabízené funkce zásadní nebo je lze nahradit jiným konstrukčním postupem. Výměna nebo aktualizace produktu s sebou může nést novou grafickou podobu pracovního prostředí programu, rozložení tlačítek nebo jiné zásadní změny, což je pro konstruktéra z hlediska zvyku nežádoucí a je nutné znovu studovat principy a funkce programu. Dle mého názoru je nezbytnou součástí každého dobrého konstruktéra dobrá znalost a orientace v přírodních vědách, jako jsou matematika, fyzika, chemie a další dovednosti, bez kterých se neobejde v daném oboru. Bez těchto znalostí by nebyl schopen konstruovat
45
kvalitní výrobky. Při konstrukci židle je třeba brát v potaz materiál, ze kterého bude vyrobena,
vhodné
konstrukční
spoje
odolávající
namáhání
v různých
směrech
a antropometrické údaje. Jedině důkladným studiem výše zmíněných faktorů a letitou praxí lze vytvářet kvalitní a rychlé výstupy, což se určitě odrazí na výsledné ceně. Nutno podotknout, že pozitivně.
46
9 Závěr Cílem této bakalářské práce bylo porozumět problematice systému CAD jak ve 2D, tak 3D prostředí na takové úrovni, aby byl uživatel schopný vytvářet velmi kvalitní dvojrozměrné a trojrozměrné výstupy. Důkladným studiem softwaru a dlouholetou praxí může konstruktér vytvářet precizní výstupy v krátkém čase, což se odrazí na kvalitě, úspoře času a úspoře financí. To jsou hlavní důvody, proč jsou dnešní CAD systémy tak rozšířené. Před samotným studiem jakéhokoliv CAD softwaru je vhodné se obeznámit s rozdělením CAx systémů a jejich provázaností. Díky jejich provázanosti je možné vytvořená data použít v jiném CAx systému, třeba CAE/CAM, což je počítačem řízené obrábění. Jako vhodný CAD systém byl zvolen produkt firmy IMSI/Design TurboCAD Professional v15 CZ, který je v nábytkářském průmyslu velice rozšířený. Je to dáno především jeho poměrem příznivé ceny k nabízeným funkcím. Nosným pilířem této práce je podrobný popis a funkce softwaru TurboCAD, bez kterého nelze tvořit přesné, rychlé a kvalitní výstupy. Jako vhodný příklad byl vybrán sedací nábytek, konkrétně židle Plywood Chair, která je tvarově rozmanitá a dokonale se hodí pro demonstraci funkcí programu. Závěrem nutno podotknout, že práce v CAD systémech je pro drtivou většinu firem a konstruktérů samozřejmostí. CAD systémy ulehčují a zrychlují práci, zmenšují rizika konstrukčních chyb a nabízejí funkci vytvoření vizualizace. V dnešní době se v podstatě nesetkáme s rýsovacím prknem, přesto však zůstává jedna skutečnost, a to že práci šikovných rukou jen tak nenahradíme.
47
10 Summary The aim of this bachelor thesis is to understand the issue of the CAD system in 2D and 3D setting and be able to create high quality 2D and 3D outputs. With thorough study of the software and longtime experience the constructor can create precise outputs in a short time, which will be reflected in the quality, financial and time savings. These are the main reasons why the current CAD systems are so widespread. It is advisable to get familiar with the differentiation of the CAx systems and their relation before the study of any CAD system. The created data can be used in other CAx system thanks to the relation of the systems, for example CAE/CAM, which is computer operated cutting. IMSI/Design TurboCAD Professional v15 CZ was chosen as a suitable CAD system. This system is very widespread in cabinetmaking industry. It is especially because of the ratio of the suitable price and offered number of offered functions. The main point of this bachelor thesis is detailed description and function of the TurboCAD software, without which precise, highquality and quick outputs can not be made. The sitting furniture was chosen as suitable example, in the concrete Plywood chair model, which is rich on variety of shapes and it is perfect for demonstration of the functions of the software. It is needed to point out that working in the CAD systems is a matter of course for number of bigger companies and constructors. The CAD systems are making the work easier, faster, eliminate possibility of construction mistakes and offer a function of visualization. It is normal that we do not see drawing boards in this time, but we can not replace the work of skillfull hands.
48
11 Literární a elektronické zdroje 11.1 Literární zdroje BRANDEJS, J., P. SVOBODA a F. PROKEŠ. Základy konstruování. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2008. ISBN 978-80-7204-584-6. HOLOUŠ, Z., E. MÁCHOVÁ a P. KOTÁSKOVÁ. Odborné kreslení: pro učební obor Truhlář. 1. vyd. Praha: Informatorium, 2008. ISBN 978-80-7333-069-9. CHLADIL, J. Výuka konstruování a technologie výroby v systému CAD / CAM. In Mezinárodní seminář nábytkářů. 1. vyd. Brno: MZLU, 2001, s. 37−40. ISBN 80-7157-537-2. SKAŘUPA, J. Metodika konstruování. Ostrava, 1993. Vysoká škola báňská. ISBN 9788070781678. SOBOTA, B. Abeceda OrCADu. České Budějovice: Kopp, 1994. ISBN 80-901342-3-8. SVOBODA, P., J. BRANDEJS, J. DVOŘÁČEK a F. PROKEŠ. Základy konstruování. 3. upravené a doplněné. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2009. ISBN 978-80-7204633-1.
11.2 Elektronické zdroje MOSER, M. Základy CAD systémů. Přírodovědecká fakulta MU [online]. 2009 [cit. 2012-1209]. Dostupné z: http://www.math.muni.cz/~xmoser/2009CAD/index.html PÍŠA, Z. a A. POLZER. Inovace studijních programů Strojírenské technologie: Výukový modul číslo 3. Systémy CAD [online]. 1999 [cit. 2012-11-30]. Dostupné z: http://esf.fme.vutbr.cz/modul/3/systemy_cad.pdf RODKOVÁ, R. SPŠ strojnická Vsetín. Výkresy ve strojírenství [online]. 2011 [cit. 2012-0208]. Dostupné z: http://rodkovar.webzdarma.cz/2011/09/Vykresy-ve-strojirenstvi.html SKŘIVAN, K. ABF Stavební katalog. Sedací nábytek [online]. 1998 [cit. 2012-01-16]. Dostupné z: http://www.estav.cz/katalog/listy/K07698.pdf
49
VONDRA, M. Systémy CAD ve výuce [online]. Brno, 2009 [cit. 2012-12-07]. Dostupné z: http://is.muni.cz/th/208778/pedf_b/090323_Bakalarka-upravena.pdf. Bakalářská práce. Masarykova univerzita. Bonluxat. Jasper Morrison Ply Chair [online]. 2012 [cit. 2012-01-21]. Dostupné z: http://www.bonluxat.com/a/Jasper_Morrison_Ply_Chair.html CAD FEM portál: portál pro uživatele CAD a FEM software. CAD - Computer Aided Design [online]. 2011 [cit. 2012-11-23]. Dostupné z: http://cad-fem.zcu.cz/cad?showall=&start=1 DESIGN WITHIN REACH. Jasper Morrison [online]. 2012 [cit. 2012-01-21]. Dostupné z: http://www.dwr.com/category/designers/m-p/jasper-morrison.do Špinar Software: TurboCAD DELUXE v17 CZ. Základní informace [online]. 2011 [cit. 201212-04]. Dostupné z: http://www.spinar.cz/produkt/turbocad_deluxe_v17/index.php
50
12 Seznam obrázků Obr. 1
Zařazení CAD do oblasti CA technologií (www.esf.fme.vutbr.cz)...................11
Obr. 2
Vizualizace konkrétní součástky (www.spinar.cz)................................................14
Obr. 3
Vizualizace exteriéru (www.spinar.cz) ...................................................................14
Obr. 4
Vizualizace moderního interiéru (www.spinar.cz) ...............................................14
Obr. 5
Prostředí programu TurboCAD Professional v15 CZ (vlastní práce)..............15
Obr. 6
Dialogové okno Vlastnosti (vlastní práce) ............................................................18
Obr. 7
Ukázka vložených 2D objektů; změna tloušťky, barvy a typu pera (vlastní práce) ..........................................................................................................................19
Obr. 8
Paleta Modifikace (vlastní práce) ............................................................................20
Obr. 9
Paleta 2D s Boolovskými operacemi (vlastní práce)............................................20
Obr. 10
Paleta Kopírování (vlastní práce)............................................................................21
Obr. 11
Paleta 3D objekt (vlastní práce) ..............................................................................22
Obr. 12
Ukázka vložených 3D objektů (vlastní práce) ......................................................22
Obr. 13
Ukázka aplikovaných 3D funkcí (vlastní práce) ...................................................23
Obr. 14
Aktivovaný Editor materiálů (vlastní práce) .........................................................25
Obr. 15
Drátový model, skryté hrany, rychlé renderování (vlastní práce) ......................25
Obr. 16
Kvalitní renderování (vlastní práce) .......................................................................26
Obr. 17
Schéma rozdělení sedacího nábytku (www.estav.cz) ...........................................27
Obr. 18
Originál židle Plywood Chair (www.bonluxat.com) ............................................29
Obr. 19
Postup řešení konstrukčního úkolu (Svoboda a kol., 2009) ...............................32
Obr. 20
Levý bokorys, nárys a půdorys židle Plywood Chair pro konstrukční výkres (vlastní práce).............................................................................................................35
Obr. 21
Izometrický pohled na dílce židle Plywood Chair (vlastní práce)......................37
Obr. 22
Dílcový výkres sedáku (vlastní práce) ....................................................................38
Obr. 23
Drátový model, model rychlých čar, rychlý render (vlastní práce) ....................41
Obr. 24
Výsledná vizualizace (vlastní práce) .......................................................................41
51
