Questo esercizio vuole dare alcune indicazioni di carattere generale riguardo la costruzione di superfici di stile. in particolare, nel settore automobilistico, la tendenza negli ultimi anni è quella di produrre carrozzerie dalle linee filanti e ricche di particolari estetici che producono effetti dal grande impatto visivo. L'idea di questo tutorial è pertanto quella di offrire al lettore gli spunti necessari per comprendere la tecnica che sta alla base di questo tipo di modellazione Cad. L'intero lavoro viene svolto utilizzando l'ultima versione disponibile di ThinkDesign, ovvero la 2009.1. Ad ogni modo è possibile riproporre quanto mostrato in queste pagine sul proprio ambiente di modellazione preferito. Vedremo infine alcune idee su come deformare la superficie realizzata. Questo aspetto è molto importante; l'obiettivo è quello di effetuare delle modifiche di stile alla superficie realizzata mantenendone la qualità iniziale. Su questo punto ThinkDesign offre alcuni strumenti di deformazione controllata molto efficaci che rispetto agli altri prodotti sul mercato permettono di controllare in modo molto dettagliato e preciso le superfici, topologie b-rep solide , punti curve e mesh poligonali
La fase iniziale di questo progetto prevede la costruzione di tre curve; questa attività si risolve utilizzando lo strumento
Inserisci curva per punti di controllo. In questo caso si è scelto di disegnare delle curve di grado 4 definite da 5 CV e 1 arco. La massima continuità interna di queste curve viene impostata automaticamente dal software. E' importante ricordare che è preferibile definire sempre delle curve Nurbs con il minor numero di archi in modo da avere un maggior controllo globale della forma. Infine è imperativo analizzare sempre le curve disegnate scegliendo lo strumenti di analisi
Curvatura curva; eventuali inflessioni possono essere valutate e corrette utilizzando questo strumento di controllo
Le curve viste dalla vista in pianta
Le curve viste lateralmente
Osservando la fotografia dell'auto pubblicata all'inizio di questo articolo si notano sulla carrozzeria alcuni particolari estetici sull'intera fiancata. Per realizzare questi dettagli ci sono diverse tecniche; un metodo consolidato è quello di utilizzare delle sezioni laterali e sulla base di queste queste impostare successivamente o la continuità posizionale e/o di curvatura. A partire dalle tre curve disegnate si definisce prima di tutto una superficie di tipo Loft utilizzando la parametrizzazione
intrinseca. La modalità intrinseca permette di ottenere una superficie basando la parametrizzazione sui CV effetivi che costituiscono le curve. In questo caso si avrà una superficie con 6 CV su U e 6 CV su V
Si procede effetuando un'estensione della curva centrale. Per raggiungere questo obiettivo è sufficiente utilizzare il comando Aggiorna parametro; si selezionano le estremità della curva e si imposta numericamente oppure manualmente il valore dell'estensione che su vuole raggiungere
Conseguentemente al passaggio precedente si sceglio lo strumento
Taglia superficie secondo i limiti. Si tratta di una normale operazione di trimming. In questo caso nessuna superficie viene cancellata bensi vengono entrambe divise. La qualità del comando è già sufficientemente precisa ma per ottenere una linea di taglio ancora più precisa è possibile usare l'opzione
Approssimazione alta qualità
Per ottenere l'effetto "pizzicotto" presente sulla superficie della portiera si possono utilizzare delle sezioni di riferimento, in questo caso si utilizzano 2 curve
Isoparametriche che vengono definite a 0 e 0.5. A scelta si può decidere dove e quante inserirle a seconda dell'effetto che si vuole ottenere. A seguito di questa operazione si può nascondere e/o cancella la superficie di riferimento inferiore
Si tratta ora di definire due patch utilizzando una superficie con topologia quadrangolare. Lo strumento adatto è
Superficie Loft/Griglia. E' sufficiente selezionare in ordine le prime due curve su U e le ultime due su V. Come indicato nell'immagine mostrata qui sopra sul bordo superiore si imposta il controllo di curvatura G2 in modo da ottenere una perfetta transizione tra le due superfici
Con lo stesso principio si definisce la superficie di sinistra. Prima di questa operazione, e per accentuare l'effetto, si crea una linea/segmento che parte parte e unisce i due punti finali. E' proprio questa semplice linea che conferisce alla superficie l'effeto desiderato. La superficie inizia in curvatura e termina con un angolo diverso; sarà proprio questa discrepanza tra gli angoli permetterà di accentuare o meno questo tipo di dettaglio superficiale
Il risultato di quest'ultima operazione è mostrato nell'immagine pubblicata qui sopra
Come si osserva la superficie prodotta presenta una connessione posizionale mentre è presente una transione in curvatura in prossimità della prima e seconda patch
Un ulteriore controllo su questa superficie sottolinea la bontà del risultato ottenuto: 8 punti di controllo, grado 7, massima continuità interna e 1 arco. La seconda parte di questo esercizio verte invece sulla modifica e sarà
disponibile a breve
Per rifinire lo spigolo vivo è possibile applicare una o più sequenze di raccordi sui bordi. L'immagine mostrata qui sopra mostra un uso improprio della funzione raccordo. Come si evince a seguito di questo raccordo definisce una zona con una singolarità. Questo tipo di soluzione è da scartare in quanto produce diversi problemi estetici e talvolta anche funzionali dal punto di vista geometrico (
vedi offset). Infine, e in particolar modo nel settore automobilistico, i raccordi tradizionali producono superfici razionali di grado 2 che supportano la sola tangenza sui bordi. E vivamente consigliata la più completa funzione di blend tra le superfici che, tra l'altro, offre la possibilità di sfruttare pienamente la curvatura G2 sui bordi
Una possibile soluzione può essere quella mostrata nell'immagine qui sopra; le superfici sono state tagliate in modo da ottenere una superficie topologicamente corretta, di forma quadrangolare, che ben si adatta ad essere utilizzata assieme ai comandi di blend
Il blend coun un raggio di curvatura "stretto" rifinisce meglio lo spigolo vivo generato in precedenza
Creazione delle curve
Nel settore automobilistico la creazione delle curve gioca un ruolo fondamentale nel processo di definizione delle superfici in Classe-A. Non è disponibile un protocollo unico che dia le giuste indicazioni, al contrario, esistono tutta una serie di criteri esecutivi che è necessario rispettare per fare in modo che le superfici create vengano accettate come superfici in Classe-A. Quando si disegnano delle curve è suggerito non scendere, salvo casi particolari, al di sotto del grado 3. La cosa migliore è utilizzare curve di grado 4 o 5. Le curve cubiche, di grado 3 con un solo arco, sono facili da gestire ma va sottolineato che spostando lo spostamento dei CV (
punti di controllo) può modificare pesantemente l'intera forma della curva. Al contrario, curve di grado superiore offrono la possibilità di gestire localmente un controllo maggiore. Un esempio tipico potrebbe essere questo; Punti di controllo 5, grado della curva 4, continuità interna 3 e 1 arco. L'esempio mostrato qui sopra mostra invece una curva di grado 3, con 4 punti di controllo, continuità interna 3 e 1 arco. Come si osserva l'analisi della curvatura evidenzia un buon andamento della curva. Non sono presenti inflessioni e/o interuzioni sulla continuità
Ecco che cosa accade nel momento in cui si disegna una curva di grado 3 con un numero maggiore di punti di controllo (
6 CV e 2 archi). In questo caso la continuità interna della curva gioca un ruolo molto importante. L'analisi della curvatura evidenzia questo particolare aspetto. Infatti, in corrispondenza dei 2 nodi si verificano dei salti di curvatura. Se dovete creare curve con un numero di archi maggiore di 1 è vivamente consigliato utilizzare un grado maggiore di 3
Quando si disegnano delle curve per definire superfici di tipo Coons a 4 lati è bene adottare questi accorgimenti. Stesso numero di punti di controllo su U e stesso numero di punti di controllo du V. Le curve devono avere lo stesso grado in modo da realizzare superfici con una parametrizzazione corretta
Creazione delle superfici 1
Quando si utilizzano i comandi per creare le superfici è importante controllare dettagliatamente le varie opzioni disponibili in modo da realizzare superfici ben parametrizzate, leggere e con un numero di punti di controllo sufficienti a realizzare superfici di qualità superiore. Nel caso della figura mostrata qui sopra si evidenzia un proliferare di punti di controllo. Va sottolineato che la qualità della superficie non è determinata dall'eccessivo numeri dei punti di controllo; in ogni caso è suggerito definire superfici con un numero di punti di controllo ragionevole in modo da effettuare agevoli modifiche nel caso diventi necessario editare e sèpostare i CV
La superficie parametrizzata utilizzando la modalità Griglia on parametrizzazione impostata su Intrinseca: 7 CV su U, 1 arco, grado 6 e continuità interna 5. Su V abbiamo invece grado 4, continuità interna 4, 5 CV e 1 arco
Le immagini qui sopra mostrano le due superfici affiancate; quella più a destra contiene meno punti di controllo mentre quella a sinistra oltre presenta un numero maggiore di archi e punti di controllo. L'analisi Gaussiana dimostra che il numero dei CV non influisce sulla qualità finale
Creazione delle superfici 2
Un uso non consapevole delle curve e degli strumenti di generazione delle superfici porta alla creazione di superfici solo all'apparenza di buona qualità ma un controllo maggiormente approfondito ne sottolinea inequivocabilmente i difetti
