Hledáme zajímavé projekty – návrh fotoaparátu

Pro další zajímavé téma řešení prototypu pomocí digitálních technologií, jsme dnes sáhli do archivu projektů vytvářených ve výuce 4. ročníku na VOŠ a SPŠ ve Žďáře nad Sázavou. Jedná se o komplexnější projekt zaměřený na vytvoření prvotního návrhu a konstrukci digitálního fotoaparátu, při které může vyjít buď z designerské studie nebo z jednoduchých konstrukčních skic. Projekt je řešen v časovém rozsahu čtyř dvouhodinových bloků a je již ukázkou schopností jednotlivých uživatelů s jistým podílem znalostí základů modelování součástí a sestav.

 

Pěkná ukázka využití NURBS ploch (Martin Šandera, třída 4. A, VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou)

Koncepce digitálního řešení návrhu fotoaparátu je klasickou ukázkou návrhu výrobku, při jehož konstrukci je využita primární studie v podobě náčrtů a designérských skic. Pro tyto potřeby můžeme využít nejen tradiční tužky, ale také modernějších postupů, například produktu Autodesk Alias Studio. Samozřejmě, že využití těchto nástrojů je závislé především na oboru a zaměření studia.

V našem případě byla využita jako primární informace jednoduchá skica, ve které studenti měli načrtnout alespoň orientačně své přestavy o tvaru navrhovaného fotoaparátu. Tato fáze je v praxi v rukou profesionálních designérů. V našem případě se výsledky mohou výrazně kvalitativně lišit podle schopnosti jednotlivců. Obecně dostačuje pouze jednoduše zobrazit hlavní pohled a několik vedlejších. Také z tohoto důvodu je dobré klást při návrhu fotoaparátu důraz především na vlastní konstrukční řešení, nikoliv na kvalitu primárního designu. Přes to, se podařilo vytvořit řadu zajímavých a neotřelých tvarů těl přístrojů.

 

Tradiční design a koncepce (Pavel Švarc, třída 4. A, VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou)

Při návrhu těla fotoaparátu je použita řada moderních funkcí produktu Autodesk Inventor. Jedná se především o schopnost hybridního přístupu k modelování součástí pomocí ploch a těles. Všechny modely těla fotoaparátu jsou vytvořeny kombinací parametrických NURBS ploch a konstrukčních prvků realizovaných v podobě úkosované skořepiny. Základní tvořící křivky definičních ploch jsou vesměs vytvořeny pomocí příkazů pro tvorbu úsečky, oblouku a spline křivky.

Velký důraz je kladen u projektu na technologickou správnost provedení konstrukce těla fotoaparátu. Jedná se svou koncepcí o plastový díl, vyráběný pomocí vstřikování plastu do formy. Součástí návrhu je tedy nejen řešení základních konstrukčních prvků, ale také návrh a optimalizace technologických úkosů a rádiusů.

 

Ukázka práce s texturami pro luxusní provedení a dobový vzhled (Pavel Voda, třída 4. A, VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou)

Konstrukce těla fotoaparátu je kritickou fází návrhu, od kterého se dále odvíjí celá koncepce realizace projektu. Adaptivní modelování v Autodesk Inventoru dokáže v této oblasti výrazně akcelerovat tvorbu primárního návrhu. Navíc koncepce a využití částečné parametrizace objektů může být v této fázi výrazně urychlujícím prvkem. Konstruktér – návrhář se daleko snadněji soustředí na vlastní podstatu návrhu v úzké vazbě na technické detaily.

Realizace vlastního těla fotoaparátu je tedy nejsložitějším problémem celého řešení a je nutné mu věnovat dostatečnou pozornost. Důležitým prvkem řešení je zachování vzájemné tečnosti jednotlivých tvořících ploch.

 

Kov a chrom v retro verzi (Josef Slavíček, třída 4. A, VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou)

Při řešení vyvstává celá řada výhod realizace projektu pomocí 3D technologií. Za jednu z hlavních lze považovat vysokou míru variability tvorby návrhu, jehož tvar může být poměrně snadno modifikován.

Podpora představivosti o finálním výrobku je i pro laika bez technických znalostí díky dynamické vizualizaci opravdu úžasná. Dopadem těchto argumentů je v praxi například rychlá podpora výběrových řízení na realizaci projektu, komplexnější informace pro investory, případně vstupní informace pro public relations.

 

Elegance spline křivek a NURBS ploch (Zdeněk Šimon, třída 4. A, VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou)

Projekt je zajímavý také z hlediska metodického a z hlediska časového. Dává ve své první části poměrně výrazný prostor pro osvojení kombinované práce na tvorbě hybridního digitálního modelu. Zpracování návrhu kombinací těles a ploch s určitou úrovní parametrizace modelu je ideálním nástrojem pro osvojení postupů využívaných především při tvorbě součástí z plastů. Ty si získávají ve světovém průmyslu stále větší oblibu.

Z hlediska časového se jedná o projekt, který dává studentům poměrně rozsáhlou možnost realizace svých představ v závislosti na schopnostech. Ti s menšími znalostmi realizují pouze koncepční návrh s jednoduchou mechanikou ovládacích prvků. Znalejší mohou projekt dotáhnout do zdárného finále například z hlediska návrhu vnitřní mechaniky fotoaparátu.

 

Konstrukce display, ovládací prvky a napájení (Pavel Švarc, třída 4. A, VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou)

Realizace projektu může samozřejmě navazovat na řadu dalších činností, které jsou úzce provázány s výukou těch nejmodernějších přístupů a postupů v realizaci digitálních prototypů. V této chvíli je možné například mluvit o úzkých vazbách na tvorbu řídícího programu pro CNC stroje pomocí CAM aplikací, případně o analýzu vstřiku plastu pomocí FEM metod. Rozvinutí projektu do těchto oblastí je jednoznačně ukázkou současných trendů v produkci výrobků pomocí digitálních technologií.

 

Detailně provedený hledáček a blesk (Ondřej Široký, třída 4. A, VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou)

Úroveň řešení a volba rozsahu realizace projektu je dána především vstupními znalostmi řešitelů. Tento projekt je určen uživatelům se základní znalostí tvorby modelů pomocí prostorového modelování. Vyžaduje ovšem jistou úroveň výkladu a komentáře metodiky tvorby modelů pomocí parametrických těles a ploch. Autodesk Inventor je v této oblasti ovšem velmi intuitivní aplikací. Záměna jednotlivých postupů lze často provádět přímo v dialogovém panelu příslušného příkazu.

 

První studie mechaniky řízení objektivu, první krůčky s funkčním navrhováním (Pavel Voda, třída 4. A, VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou)