Liggende ééncilinder stoommachine

Liggende ééncilinder stoommachine

Auteur: Guus Jansen

Begeleider: Dhr. R. Boeklagen

Tapuitstraat 7587BH De Lutte Opleiding: TEC / CAD College Nijmegen ACE 3D Designer

Datum: 16 oktober 2015

Eencilinder stoommachine

ACE 3D Designer

Voorwoord Deze scriptie is geschreven als afsluiting van een opleiding en 3 cursussen die ik gevolgd heb aan het TEC / CAD College te Nijmegen in de periode april t/m augustus 2015. Het gaat hierbij om de cursussen Autodesk® 3ds Max Basis en 3ds Max Gevorderden. Hierbij was de heer J.P. van Gastel mijn docent. Daarnaast heb ik ook gedurende een periode van 4 dagen, verspreid over twee weken de cursus Autodesk® Inventor Basis gevolgd, waarbij de heer P. Arts mijn docent was. Voor deze scriptie heb ik in overleg met de heer R. Boeklagen van genoemd College gesproken over een passende opdracht om deze opleidingen succesvol te kunnen afronden. Gezien mijn technische achtergrond als CNC draaier kwam ik op het idee om een animatie te maken waarin ik visueel kan maken hoe een stoommachine in elkaar zit en hoe deze verder werkt. Mijn dank gaat uit naar Jean-Pierre van Gastel als docent 3ds Max, naar Paul Arts als docent Inventor, naar Ronald Boeklagen als directeur en begeleider van het TEC / CAD College,

naar

Uwe Mannek van Neckar Verlag (DE) voor het verlenen van de gebruikersrechten van tekst en afbeeldingen van het boekje “Dampf 2” en naar Ruud Steinmeier van www.stoommachineinfo.nl voor het geven van toestemming voor het gebruiken van data van zijn website.

De Lutte, 16 oktober 2015 Guus Jansen

* Dit woord is terug te vinden in de verklarende woordenlijst op pagina 33 2 Guus Jansen

Datum 16 oktober 2015


ACE 3D Designer

In Memoriam Ter herinnering aan mijn ouders.




ACE 3D Designer

Samenvatting In deze scriptie heb ik een aantal animaties gemaakt van een ééncilinder stoommachine met daarbij fotorealistische renderingen. Ik heb daarbij gebruik gemaakt van de Autodesk® software Inventor & 3ds Max. De onderdelen zijn door mij getekend en samengesteld in deze software. Mijn inspiratie kwam mede uit het boekje “Dampf 2” van Neckar Verlag. De tekeningen in de scriptie zijn ook afkomstig uit deze software. Verder heb ik wat over de geschiedenis van de stoommachine in de opdracht verwerkt. De scriptie is een mooie aanvulling geworden op mijn portfolio. Ik heb met veel plezier aan deze technische opdracht gewerkt.




ACE 3D Designer

Inhoudsopgave Voorwoord

2

In Memoriam

3

Samenvatting

4

Inhoudsopgave

5

1 Doelstelling en onderwerp

6

2 Geschiedenis

8

3 De uitvinders

9

4 De opdracht in Autodesk® Inventor

11

5 Verzamelen benodigde data

12

6 Verkrijgen gebruikstoestemming

13

7 Werkwijze

14

8 Samenstellingstekeningen

15

9 Uitwerken/construeren diverse onderdelen in Autodesk® Inventor 2016

16

10 Tekeningen opdracht

19 ®

11 Samenstellen stoommachine als Assembly in Autodesk Inventor 2016

21

12 Maken van voorinstellingen voor animatie in Inventor 2016 Studio

23

13 Importeren van samengesteld model en maken van renderingen in Autodesk® 3ds Max 2016

24

14 Fotorealistische afbeeldingen

26

15 Afbeeldingen en animatie

29

16 Conclusie

30

17 Verklarende woordenlijst

31

18 Geraadpleegde bronnen

32

19 Verantwoording afbeeldingen

33

20 Bijlagen

34




ACE 3D Designer

1. Doelstelling en onderwerp Onderwerp: Een liggende eencilinder dubbelwerkende stoommachine in beeld brengen. Waarom dit onderwerp: Ik heb een technische achtergrond in de machinebouw. Tijdens mijn carrière heb ik bijvoorbeeld fijnmechanische onderdelen voor Fokker geproduceerd voor o.a. F16 en Airbus. Aanvulling voor mijn persoonlijke portfolio en materiaal voor mijn toekomstige website. Waarom de opdracht in Inventor ? De cursussen die ik gevolgd heb bij het TEC/Cad College zijn 3ds Max Basis en aansluitend 3ds Max Gevorderden. Omdat ik voor het HBO traject was ingeschreven wist ik op voorhand dat ik een eindopdracht moest inleveren. Ik heb in die periode bewust gezocht naar een opdracht die en een mooie content voor mijn in aanbouw zijnde website is en een aanvulling zou zijn op mijn portfolio. Maar tijdens de cursussen kwam ik er thuis achter dat het technisch modelleren van onderdelen in 3ds Max geen sinecure is. En als je dan midden in een cursus zit en te horen krijgt dat Autodesk® Inventor prima samenwerkt met 3ds Max dan ga je je daar verder in verdiepen. Ik heb al ruime ervaring met het tekenpakket Solidworks van Dassault Systèmes. Via TEC/Cad College ben ik aan een Studenten versie van Autodesk ® Product Design Suite 2016 gekomen. Deze Suite bevat behalve Inventor ook 3ds Max en verder een aantal andere toepassingen. Toen deze geïnstalleerd was, ben ik eens gaan uitzoeken of er raakvlakken zijn tussen Solidworks aan de ene kant en Inventor aan de andere kant. Wat mij daarbij opviel is dat de workflow in grote lijnen overeenkomt. Natuurlijk

is

de

lay-out

van

beide

pakketten

wel

verschillend.

Tijdens de laatste lesdag van de cursus 3ds Max Gevorderden is aan het einde van deze dag door de heer R. Boeklagen aan mij als HBO student uitgelegd wat er van mij in dit traject verwacht gaat worden. En een vraag daarbij was: heb je al een idee wat je voor je opdracht wil gaan doen ? Omdat het idee van de stoommachine al veel langer in mijn achterhoofd zat, heb ik dat als opdracht voorgesteld. Maar ik heb daarbij ook direct gevraagd of ik een deel van de opdracht bijvoorbeeld ook in Inventor mocht uitwerken. Hierop kreeg ik een bevestigend antwoord. Maar gezien mijn (op dat moment) beperkte kennis van Inventor, werd mij voorgesteld om de basiscursus Inventor te gaan volgen. Na afloop van ons gesprek heb ik mij hiervoor direct ingeschreven




ACE 3D Designer

Ik ben blij dat ik op dat moment die keuze gemaakt heb. Inventor is, zeker met de prima uitwisseling naar andere Autodesk® toepassingen, een uitstekende tool om dit soort opdrachten uit te voeren. Behalve dat je in Inventor alle parts kun tekenen/uitwerken, bevat Inventor ook nog een aantal zaken die het maken van een opdracht als deze eenvoudiger maken. De animaties voor deze opdracht zijn afkomstig uit Inventor. Ik heb hier voor gekozen omdat er bij export van Inventor Assembly bestanden veel essentiële data verloren gaat, om een goede animatie te maken. Voor het maken van de renderingen heb ik bewust gekozen voor 3ds Max. De bovengenoemde bezwaren zijn binnen deze renderingen geen probleem. Toch heb ik ook voor het maken van renderingen gekozen voor de 3ds Max in verband met de vele mogelijkheden die 3ds Max bied qua camera’s, belichting, materialen, enz. En verder zijn er voor het exporteren van data binnen 3ds Max beduidend meer mogelijkheden dan binnen Inventor. Kortom; De combinatie van Inventor met 3ds Max zie ik als een win-win situatie.




ACE 3D Designer

2. Geschiedenis In het begin van de 19e eeuw begon de Industriële Revolutie, waarin de stoommachine een grote rol had en spierkracht van mens en dier verving. Stoommachines vind je tegenwoordig voornamelijk in musea, want verbrandings- of elektromotoren hebben op hun beurt weer de rol van de stoommachine overgenomen, maar het principe wordt nog steeds gebruikt. In o.a. het HEIM museum is nog een werkende stoommachine te bewonderen. Principe Wanneer water verhit wordt tot boven het kookpunt, gaat het van de vloeibare fase over naar de gasfase (waterdamp). Het volume dat die waterdamp inneemt is vele malen groter dan het volume van het vloeibare water. Als water dus in een gesloten vat verdampt, stijgt de druk sterk. Die hoge druk kan bijvoorbeeld gebruikt worden, om een zuiger in beweging te zetten. Op die manier zet een stoommachine dus warmte om in arbeid.




ACE 3D Designer

3. De uitvinders Heron van Alexandrië Heron van Alexandrië (10-70) ontwikkelde als eerste een werkende stoommachine: de aeolipile. waardoor

de

bol

ging

draaien.

Deze

stoommachine werd in feite voortgedreven door het principe van een raketmotor. De machine was helemaal niet efficiënt en Heron kon het nergens voor gebruiken.

Denis Papin Een volgende pionier bij de ontwikkeling van de moderne stoommachine was de Fransman Denis Papin (1647-1712). Door onnauwkeurige bewerkingen van het materiaal door onbekwame werklieden mislukte zijn plannen. Robert Hooke liet uiteindelijk met dit ontwerp een constructeur een machine maken. Van zijn uitvinding zijn helaas geen afbeeldingen te vinden.

Thomas Savery Thomas Savery patenteerde uiteindelijk de eerste stoommachine onder de titel An Engine

to Raise Water by Fire (een machine om water op te pompen met behulp van vuur) Door de te hoge stoomdruk op de boiler werd de installatie onveilig en onbetrouwbaar. De enige bekende, werkende versies van zijn ontwerp werden gebruikt voor de watervoorziening in Londen.




ACE 3D Designer

Thomas Newcomen Hij kwam met een geavanceerder ontwerp van de stoommachine, dat werkte onder atmosferische druk, waarbij de gevaren van stoom onder hoge druk werden vermeden, en gebruikte het zuigerconcept. Door de beide systemen te combineren ontstond de eerste stoommachine die in staat was water uit de mijnen op te pompen.

James Watt Hij verhielp de structurele gebreken en

maakte

aanpassingen. een

veelzijdig

rendabel

de

nodige

Hierdoor ontstond en

apparaat.

economisch Door

het

gebruik van hogere druk in de ketels, waar James Watt zelf tegen was, vanwege

het

ontploffingsgevaar, kon dat rendement verder worden opgevoerd.




ACE 3D Designer

4. De opdracht in Autodesk® Inventor Mijn ontwerpervaring ligt grotendeels in de facilitaire wereld. Bijna 15 jaar werkte ik voor een projectinrichter als 2D en 3D tekenaar. Vaak was 3ds Max daar het gebruikte systeem. Vanwege mijn technische achtergrond heb ik een basistraining Autodesk® Inventor gedaan.

Het programma heeft voor mij vele voordelen: Ik vind het een duidelijk werkbaar platform om mee te ontwerpen/tekenen. De nauwkeurigheid benadert die van de werkvloer. Ook is er prima uitwisseling van data mogelijk naar andere Autodesk pakketten waaronder Autodesk® 3ds Max en Autodesk® Showcase.




ACE 3D Designer

5. Verzamelen benodigde data Voor uitwerking van deze examenopdracht heb ik gebruik gemaakt van de volgende bronnen: - Boekje

“Dampf 2”

- Website

www.stoommachine.info

- Wikipedia

(alleen afbeeldingen)




ACE 3D Designer

6. Verkrijgen gebruikstoestemming Nadat ik alle benodigde data voor deze eindexamen opdracht had verzameld wou ik zeker weten dat alle data ook zonder problemen gebruikt mocht worden. Zeker omdat er op sommige afbeeldingen “Copyright*” ligt. Daarvoor heb ik per mail contact gehad met alle partijen die daarvoor hun goedkeuring moesten verlenen. Van alle partijen heb ik toestemming gekregen om hun data te gebruiken. De kopieën daarvan vind u als bijlagen in deze scriptie bijgesloten.




ACE 3D Designer

7. Werkwijze Voordat ik daadwerkelijk met de opdracht begon, heb ik nagedacht over een logische opzet en volgorde voor dit project. Na het verzamelen van de benodigde data, heb ik alle parts in Inventor uitgewerkt. Ik heb een map aangemaakt op mijn werkstation met de naam “Steam Engine Dampf 2”. In Inventor heb ik onder de optie Projects aangeven dat dit de map moet zijn waarin alles omtrent dit project is opgeslagen. In totaal heb ik 53 van de 77 parts in Inventor volledig in 3D uitgewerkt. Daarnaast zijn er nog 24 onderdelen in dit project toegevoegd, allemaal afkomstig vanuit het ContentCenter. Deze omvatten onder andere moertjes, onderlegplaatsjes, enz. De volgende stap is het samenstellen van de stoommachine in Inventor als Assembly. Binnen Inventor Studio heb ik in de Timeline* de lengte van de animatie en het aantal omwentelingen van het vliegwiel vastgelegd. Dit gebeurt in de secties Animation Options en Action Editor. De animatie wordt in totaal 60 seconden bij 24 frames per seconde. De laatste stap is het importeren van de Inventor Assembly in Autodek® 3ds Max. In 3ds Max heb ik een aantal camera’s, een neutrale achtergrond en lichtbronnen geplaatst. Daar waar nodig heb ik de geïmporteerde materialen vanuit Inventor vervangen door materialen uit de 3ds Max Arch & Design bibliotheek. Deze geven over het algemeen een wat realistischer beeld.




ACE 3D Designer

8. Samenstellingstekeningen Voor de samenstellingstekeningen van de opdracht verwijs ik u naar de bladen DM02-104, DM02105, DM02-106, DM02-107, DM02-108 en DM02-109 aan het einde van deze scriptie waar ze als bijlagen zijn bijgevoegd.




ACE 3D Designer

9. Uitwerken/construeren diverse onderdelen

in Autodesk® Inventor 2016

Alle benodigde onderdelen zijn door mij in Autodek® Inventor uitgewerkt als *.IPT* bestand (Inventor Part). De gebruikte units zijn mm. Verder heb ik gebruik gemaakt van de ContentCenter* waarin zich o.a. de bouten en moeren bevinden. Tevens heb ik gebruik gemaakt van de digitale bibliotheek van SKF, een leverancier van kogel- en glijlagers. Hieronder een overzicht van de getekende en andere parts met hun nummer, omschrijving, aantal en materiaal. Part no.

Aantal

Omschrijving

Materiaal

1

1

Grondplaat

Aluminium

2

4

Grondplaat steunen/voet*

Aluminium

3

2

Cilindervoet

Messing Hard

4

1

Cilinder bodem

Messing Hard

5

1

Cilinder deksel

Messing Hard

6

-

Samenstelling cilinder compleet

-

7

1

Cilinder

Brons

8

1

Cilinder mantel

Messing Hard

9

1

Schuifkast

Messing Hard

10

1

Uitlaat afgewerkte stoom

Messing Hard

11

1

As schuifkast

X5CrNi1810

12

2

Inlaat hete stoom

Messing Hard

13

1

Vorkhoofd

Messing Hard

14

1

Coulisse

Messing Hard

15

2

Geleide tong

X5CrNi1810

16

1

As voor support

X5CrNi1810

17

1

Kruiskop

Messing Hard

18

1

Hoofdas

St ETG 100

19

1

Drijfas

X5CrNi1810

20

1

Contragewicht

Messing Hard

21

1

Zuiger

Brons

22

1

Lagerhuis boven/onder 1

Messing Hard

23

1

Lagerhuis boven/onder 2

Messing Hard

23C

4

Sluitring

Messing Hard

24

1

Vliegwiel

Messing Hard

25

1

Vliegwiel*

Messing Hard

26

1

Support

Messing Hard

27

1

Handwiel omsturen draairichting

Messing Hard

28

1

Support

Messing Hard

29

2

Excenter ring

Brons

30

2

Excenter

St ETG 100




ACE 3D Designer

Part no.

Aantal

Omschrijving

Materiaal

31

1

Lever

Messing Hard

32

1

Draadas 1

X5CrNi1810

33

1

Draadas 2

X5CrNi1810

34

-

Constructie omsturen compleet

-

35

1

Aanslagring

Messing Hart

36

1

Bus voor as omsturen

Brons

37

1

Poelie

Aluminium

38

2

Drijfstang excenter

X5CrNi1810

39

3

Vorkhoofd

Messing Hard

40

2

Geleide as

St35520

41

1

Greep voor handwiel omsturen

Messing Hard

42

1

Stopbus

X5CrNi1810

43

1

Meenemer

Messing Hart

44

2

Bus voor omsturen

Messing Hart

45

2

Inbusschroef ISO4026 M2x2

St

46

1

Bus

Messing Hart

47

1

Bus contragewicht

X4CrNi1810

48

1

Krukas

X5CrNi1810

49

2

Uitloopkraan condenswater*

Messing Hard

50

2

Huis uitloopkraan condenswater *

Messing Hard

51

2

Afsluiter uitloopkraan condenswater*

Messing Hard

52

2

Passtuk uitloopkraan condenswater*

Messing Hard

53

1

Bus voor as omsturen

Messing hard

54

2

Kogellager DIN625-608 (8x7x22 mm)

-

55

1

Zeskantmoer ISO4032 M3x8

St

56

6

ZeskantmoerISO4032 M2x8

St

57

1

Zeskantbout ISO1580 M3x12

St

58

4

Draadstift M5x10*

St

59

2

Inbusbout ISO4026 M2x5

St

60

2


St

61

1

Inbusbout ISO4026 M4x12*

St

62

1

Zeskantbout ISO1207 M2.5x5

St

63

4

Inbusschroef DIN912 M1.4x10

St

64

2


St

65

1


St

66

4

Zeskantbout DIN933 M3x12

St

67

4

Paspen DIN6325 2x12*

St

68

4

Onderlegring DIN125A M4

St

69

2


St




ACE 3D Designer

Part no.

Aantal

Omschrijving

Materiaal

70

1

Inbusbout ISO4026 M 2x3

St

71

1

Cilinderschroef M3x8

St

72

14


St

73

2


St

74

2

Onderlegring DIN125A M3

St

75

8


St

76

4


St

77

4


St

*

Niet toegepast in deze opdracht




ACE 3D Designer

10. Tekeningen opdracht

Bovenaanzicht

Rechterzijde-aanzicht




ACE 3D Designer

Linkerzijde-aanzicht

Voor- en achterzijde aanzicht




ACE 3D Designer

11. Samenstellen stoommachine als Assembly in Autodesk® Inventor 2016 Een volgende stap in deze opdracht is het samenstellen van de diverse parts van de stoommachine. Ook dit heb ik volledig gedaan in Inventor. Dit keer in het deel “Assembly”. Om de opdracht beheersbaar te houden is het eerste onderdeel (hierna te noemen part) van een “Grounded*” functie voorzien. Kort gezegd houd dit in dat het onderdeel, na op de juiste positie te zijn geplaatst, niet meer (per ongeluk) verschoven kan worden. Dit is niet alleen belangrijk voor een correcte plaatsing van de volgende parts, maar met name ook voor juiste weergave van in een later stadium nog te plaatsen camera’s. Bij plaatsing van de parts heb ik rekening gehouden met een logische volgorde. Het model is van onder naar boven opgebouwd. Een ander belangrijk hulpmiddel voor het juist plaatsen van parts in een Assembly is het “Contrainen”. Met behulp van Constrain* functies kunnen parts niet alleen statisch, maar ook dynamisch aan elkaar gekoppeld worden. Daardoor heb je binnen Inventor niet alleen de mogelijkheid parts op de juiste positie te zetten, maar ook nog bewegingsvrijheid mee te geven. Dit is met name van belang wanneer parts via een bepaalde as vrij of beperkt moeten kunnen draaien. De hoek waarbinnen de draaiing moet plaatsvinden kan via een separaat dialoogvenster worden ingesteld. Tevens bestaat binnen Inventor de mogelijkheid om parts te controleren op “Collision*” Binnen deze functie controleert Inventor hoe de parts zich gedragen wanneer bijvoorbeeld een part over een vooraf ingesteld hoek draait. Aangezien deze opdracht een van te voren bedacht en meermaals vervaardigde concept van een stoommachine behelst is deze functie in deze opdracht niet gebruikt. Een andere functie binnen Inventor is BOM*. Dit staat voor Bill of Materials. Een overzicht van alle parts die gebruikt zijn binnen Assembly. Niet alleen de parts worden in BIM getoond, maar ook de delen die via het ContentCenter aan een Assembly worden toegevoegd, zoals moeren, sluitringen enz. Een andere, eerst niet, maar later wel door mij toegepaste mogelijkheid binnen Inventor is het toewijzen van materiaal aan de diverse parts. Dit gebeurt niet in de Assembly, maar al tijdens het tekenen/construeren van de diverse parts. Wanneer in een later stadium alsnog een materiaal wordt veranderd dan kan dat eenvoudig door in Inventor via de rechter muisknop de functie “Open” te kiezen. Het geselecteerde bestand (part) wordt dan geopend, zonder de Assembly te sluiten. Dit zou eventueel ook in de Assembly kunnen door de Bill of Materials uit te breiden. Door het op de juiste manier toewijzen van materiaal aan de parts is het mogelijk om naderhand redelijk nauwkeurig het totaal gewicht van de Assembly weer te geven. Ook dit gebeurt in de eerder genoemde Biil of Materials. Wel is de door mij ingestelde Angle Contraint* binnen 3ds Max overgenomen.




ACE 3D Designer

Autodesk® Inventor Bill of Materials




ACE 3D Designer

12. Maken van voorinstellingen voor animatie in Inventor 2016 Studio Na het tekenen/construeren van de diverse parts en het samenstellen hiervan in een Assembly heb ik in Inventor Studio de instellingen gemaakt voor de animatie. Hierbij heb ik rekening gehouden met de complexiteit van het model. Vanwege het grote aantal parts in de Assembly en de daarbij nog toegevoegde onderdelen uit de ContentCenter heb ik gekozen voor een animatie. Deze is te zien vanuit verschillende camerastandpunten. Ook heb ik gebruik gemaakt van de Fade* functie binnen Inventor. Hiermee is het mogelijk om een of meerdere parts gedurende het tijdsbestek van de animatie te laten vervagen dan wel helemaal te laten verdwijnen. Hiermee komen niet alleen de van de normale positie niet of slecht zichtbare onderdelen beter tot hun recht, ook de achterliggende techniek wordt hierdoor duidelijk beter zichtbaar. In dit stadium van de opdracht heb ik er tevens voor gekozen om materialen aan de Assembly toe te voegen. Ik heb gekozen voor materialen uit de Autodesk ® Material Library. Dit is de “standaard” materialen bibliotheek die Autodesk® bij bijna al zijn producten toepast. Autodesk® noemt dit een zgn. “Shared” Library. Dit houdt in dat op een centrale plek op het werkstation of server deze map met bestanden te vinden is. Alle geïnstalleerde producten uit de Autodesk® Family verwijzen dan automatisch naar deze map. Dit heeft dan het voordeel dat toegepaste materialen in een ontwerp, wanneer dit ontwerp in een andere toepassing wordt geopend, hierbij de materialen niet verloren gaan. De animatie binnen deze scriptie is volledige afkomstig van Inventor Studio.

Waarom de animatie in Inventor Studio ? Binnen een Assembly van Inventor wordt gebruik van gemaakt van vele plaats bepalende oplossingen. Bij Inventor heten deze “contraints”. Het is mogelijk dat een part niet één maar meerder constraints heeft. Ondanks het feit dat zowel Inventor als 3ds Max van Autodesk ® afkomstig zijn, gaat er bij het overzetten van Inventor naar 3ds Max belangrijke data verloren die essentieel is voor het maken van een goede animatie. Verder biedt Inventor Studio een aantal interessante tools, die je kunt gebruiken om parts binnen de Assembly aan of uit te zetten. Om zo bijvoorbeeld achter- of inliggende parts beter zichtbaar te maken. Bij het maken van een animatie in Inventor Studio, (of beter het renderen ervan) loop je al direct tegen een beperking aan. Inventor Studio heeft maar twee soorten bestanden om animaties op te slaan. Een daarvan is het achterhaalde WMV bestand. De andere is AVI. Nadeel van AVI is, dat animaties in omvang wel heel groot worden. Om dit op te lossen heb ik binnen Inventor Studio de codec XVID gebruik. Het bestandformaat blijft AVI, maar met MPEG ondersteuning. Bestanden zijn daardoor aanmerkelijk kleiner. Soms wel tot factor 5.




ACE 3D Designer

13. Importeren van samengesteld model en maken van renderingen in Autodesk® 3ds Max 2016 De volgende stap in deze opdracht is het maken van fotorealistische afbeeldingen in de toepassing Autodesk® 3ds Max 2016. Tot voor versie 2016 kende Autodesk® in 3ds Max twee “smaken”. De eerste was de standaard versie. De andere de “Design” versie. In de loop van de jaren werden beide versies bijna identiek aan elkaar. Vandaar dat Autodesk ® heeft besloten om met ingang van versie 2016 nog maar één uitvoering op de markt te brengen. Deze versie is als aparte, alleenstaande toepassing op de markt verkrijgbaar. Maar ook als een onderdeel binnen van wat Autodesk® Suites noemt. Deze suites zijn in verschillende samenstellingen te koop. Voor elk vakgebied bestaat er wel een suite. Zelf ben ik in het bezit van de zgn. Autodesk® Product Design

Suite 2016, met daarin onder andere: 

Autodesk® Inventor



Autodesk® 3ds Max



Autodesk® Showcase



Autodesk® Autocad Mechanical



Autodesk® Recap Binnen 3ds Max is er een mogelijkheid om een *.Iam* (Inventor Assembly) bestand direct zonder overzetting te importeren. Via een scherm kun je op voorhand een keuze maken welke variabelen en/of voorkeuren je bij de import wilt zien. Denk hierbij bijvoorbeeld aan lagen, kleuren, materialen enz. Ook bestaat er de mogelijkheid om aan het geven wat de units zijn en hoe de Z-as gepositioneerd is.




ACE 3D Designer

Na importeren van het bestand heb ik een 5-tal cameraposities bepaald. Ik heb hiervoor de nieuwe 3ds Max Physical Camera* gebruikt. Deze is ontstaan uit samenwerking met de ChaosGroup, onder andere bekend van de in de 3D wereld veel gebruikte VRAY renderengine*. Een groot voordeel ten opzichte van de “oude” standaard camera’s van 3ds Max is dat deze veel foto-realistische* afbeeldingen kunt laten zien dan voorheen. En heeft tevens als voordeel dat je in tegenstelling tot de vorige camera’s per camera exposure en stopwaarden kunt instellen.

Als renderengine heb ik voor iRay* gekozen. Dit is een ontwikkeling van Autodesk® in samenwerking met Nvidia®. De laatste is vooral bekend vanwege de ontwikkeling van hoogwaardige grafische kaarten voor verwerking van grote hoeveelheden data uit diverse toepassingen. Dit wordt in de praktijk aangegeven met GPU. Dit staat voor Graphic Processor Unit. Het renderen via dit soort kaarten heeft als bijkomend voordeel dat de processor (CPU) niet of nauwelijks belast word en daardoor processen die nog op de achtergrond lopen niet gehinderd worden. Het ”toverwoord” hierbij is CUDA. Een CUDA core is een soort van processor. Ook hier geldt: hoe meer CUDA cores hoe beter. De moderne grafische kaart heeft tegenwoordig meer dan 2000 van dit soort cores aan boord. Binnen 3ds Max, maar ook binnen andere 3D toepassingen zoals Blender3D* en Cinema4D* (Maxon) is het tegenwoordig mogelijk de kaart optimaal te benutten door middel van interne configuratie. Een ander bijkomend voordeel van iRay is de mogelijkheid om via een (eventueel via 2e display) een “Active Shade Mode” in te stellen. In dit separate scherm kun je direct zien wat het resultaat is wanneer je bijvoorbeeld een camera aanpast of een lamp toevoegt. Een optie waar ik ook gebruik van heb gemaakt is het maken van renderingen in de “Cloud*” van Autodesk®. Hiervoor het je wel een account nodig en credits*. Een voordeel van CloudRendering is dat je, met name bij grote scenes, geen belasting van je systeem hebt. Het is een kwestie van inloggen, voorwaarden instellen en zodra de opdracht klaar is krijg je daarvan een melding in je mailbox.




ACE 3D Designer

14. Fotorealistische afbeeldingen




ACE 3D Designer




ACE 3D Designer




ACE 3D Designer

15. Afbeeldingen en animatie De afbeeldingen en animatie van dit project vind u separaat bijgesloten op de DVD achterop de achtercover van deze scriptie.




ACE 3D Designer

16. Conclusie Het was en is nog steeds nog een leerzame opdracht. Geplande opdrachten lopen nooit zoals je verwacht. Ik heb hieruit ook een aantal zaken geleerd. Er zijn altijd wel een hobbels op de weg te vinden. Een daarvan is het regelmatig crashen van zowel 3ds Max als Inventor. Zelfs ondanks het toch wat over bemeten werkstation van mijn kant. Mijn zoektochten op het web bevestigen dit soort problemen bij andere gebruikers met regelmaat. En een ding is zeker; de opmerkingen die je op internet vind over “altijd de drivers up-to-date” houden blijkt niet altijd de waarheid in. In mijn geval bleek de laatste driver van Nvidia zeker niet de beste te zijn, maar juist voor 99% van de gevallen van crashen de boosdoener te zijn. De uitwisselbaarheid van opdrachten binnen de verschillende toepassingen van Autodesk ® is naar mijn idee prima. Niet alleen de eerder in deze scriptie besproken transporteerbare materialen kosten in deze opdracht veel minder werk, maar ook de in Inventor gebouwde Assembly is zonder problemen over te zetten naar 3ds Max. Er zullen ongetwijfeld andere of betere oplossingen zijn om tot een gewenst eindresultaat te komen. Maar ik ben van menig, zeker na het maken van deze opdracht, dat Autodesk® er in geslaagd is een volwaardig pakket op de markt te zetten, waarin bijna elke tak van sport te beoefenen is. Een ding heb ik zeker ontdekt gedurende deze periode. Ik kom uit de Facilitaire wereld, maar heb door middel van deze examenopdracht geleerd (en gemerkt) dat ik het vervaardigen van technische opdrachten zeker net zo leuk vind. Conclusie: de eindproducten van deze opdracht zijn dan ook een mooie aanvulling op zowel mijn portfolio als op mijn toekomstige website.




ACE 3D Designer

17. Verklarende woordenlijst Angle Constraint

Bepalen van een draaihoek van een of meerdere parts

Assembly

Samenstelling van zowel parts als externe delen

Blender3D

Open Course 3D Teken- & Animatie Software

BOM

Bill of Materials, overzicht toegepaste parts

Cinema4D

High End 3D Visualisatie Software

Cloud

Opslagruimte op externe harddrive via netwerk

Collision

Optie om te kijken waar parts met elkaar in aanraking komen

Contentcenter

Autodesk® bibliotheek met grote database aan schroeven, moeren, enz.

Constrain

Verzamelnaam voor manieren om onderdelen aan elkaar te verbinden

Copyright

Bescherming van eigendomsrechten

Credits

Gebruikers”punten” meestal tegen betaling

Fade

Het gedeeltelijk of geheel laten verdwijnen van parts in een animatie

Grounded

Vastzetten van een part op een bepaalde X,Y,Z positie

iRay

Door Autodesk® ontwikkelde Render Engine

Physical Camera

Uit VRAY Camera voortkomende camera voor 3ds Max

Render Engine

Algemene naam voor soort Render toepassing

VRAY

Door ChaosGroup® ontwikkelde Render Engine

*.Iam

Autodesk® Inventor Assenbly (samenstelling)

*.Ipt

Autodesk® Inventor Part (onderdeel)




ACE 3D Designer

18. Geraadpleegde bronnen 

Boeklagen, R, ir. , Inventor 2015, 1e druk, Nijmegen 2014



Ascent, Autodesk® Inventor 2013, Introduction to Solid Modelling, 1e druk, part 1, 2012



Ascent, Autodesk® Inventor 2013, Introduction to Solid Modelling, 1e druk, part 2, 2012



Mannek, U, Dampf 2, 3e druk, 2000



Steinmeier, R, www.stoommachine.info




ACE 3D Designer

19. Verantwoording afbeeldingen Voorkant

Eigen werk

Pagina 6

Wikipedia

Pagina 7

Wikipedia

Pagina 8

Wikipedia

Pagina 9

Wikipedia

Pagina 10

Wikipedia

Pagina 21

Boekje “Dampf 2”

Pagina 22


Pagina 24

Schermafdruk Autodesk® Inventor 2016

Pagina 26

Schermafdruk Autodesk® 3ds Max 2016

Pagina 27

Schermafdruk Autodesk® 3ds Max 2016

Pagina 28

Eigen werk

Pagina 29

Eigen werk

Pagina 30

Eigen werk

Bijlagen: DM02-104

Eigen werk

DM02-105

Eigen werk

DM02-106

Eigen werk

DM02-107

Eigen werk

DM02-108

Eigen werk

DM02-109

Eigen werk




ACE 3D Designer

20. Bijlagen 1. Toestemming

Uwe Mannek


2. Toestemming

Ruud Steinmeier

website www.stoommachine.info

3. Samenstellingstekeningen DM02-104 t/m DM02-109



Liggende ééncilinder stoommachine

Recommend Documents