فرمت STEP

فرمت STEP یکی دیگر از فرمت های رایج ذخیره سه بعدی فایل های CAD است. این فرمت ذخیره در سال 1984 به عنوان یک فرمت جانشین برای IGS تعریف شد اما به دلیل پیچیده بودن پروژه، استانداردهای لازم و تعریف فرمت تا سال 1994 میلادی زمان برد. فرمت STEP که مخفف Standard for The Exchange of Production model data است، بر اساس استاندارد ISO-10303-21 تعریف شده و همچنان نیز به روز رسانی می شود. آخرین بروزرسانی این فرمت در سال 2016 میلادی اتفاق افتاده است. این فرمت با پسوندهای .ste , .stpz , .stp , .p21 نمایش داده می شود.

در حالی که فرمت IGS تنها شامل اطلاعات سطح بوده و به همین دلیل معمولا مشکلاتی در gap های بین سطوح و از بین رفتن بعضی سطوح بوجود خواهد آمد، در فرمت STEP که شامل مدل کامل جامد است، این نواقص برطرف شده است. در صورتی که یک فایل part در نرم افزار S/W با فرمت STEP ذخیره شود ، هنگام بازخوانی آن امکان تحلیل و دستیابی به ویژگی های ایجاد کننده قطعه وجود دارد. البته این ویژگی ها بر اساس هوش مصنوعی نرم افزار تحلیل می شود و ممکن است با نحوه ایجاد قطعه توسط اپراتور اصلی تفاوت داشته باشد. همچنین در صورت استفاده از تحلیل ویژگی های سازنده قطعه توسط نرم افزار بصورت خودکار ، ممکن است بعضی از این ویژگی ها به درستی شناسایی نشده و یا در ایجاد مدل و سطح قطعه ، gap ها و ایراداتی به وجود آید.

تفاوت ساختاری فرمت STEP (سمت راست) با فرمت IGS(سمت چپ)

همچنین در صورتی که یک فایل اسمبلی را در محیط نرم افزار با فرمت STEP ذخیره کنید ، تک تک اجزاء تشکیل دهنده اسمبلی ، قابل باز شدن بصورت مجزا بوده و مراحل تشخیص ویژگی های درخت طراحی را می توان برای هر یک از قطعات بصورت مجزا طی نمود. البته برای اینکه اجزاء اسمبلی نیز ذخیره شوند و در آینده بتوانید از آنها استفاده کنید، باید هر یک از فایل های زیرمجموعه را با فرمت خود نرم افزار(در اینجا Solidworks) ذخیره کنید 

فرمت STL

این فرمت STL: Stereo Lithography توسط شرکت 3D-System که یک شرکت آمریکایی فعال در زمینه طراحی و ساخت تجهیزات نمونه سازی و Prototyping است، در سال 1986 و برای مدل سازی سریع (Rapid Prototyping) و برقراری ارتباط با ماشین هایی از جمله پرینترهای سه بعدی و فناوری تولید مستقیم دیجیتال(Digital Direct Manufacturing) طراحی شده است. این فرمت تا حدودی مشابه فرمت IGS است و از بردارهایی پیوسته ایجاد می شود. با این تفاوت که فرمت STL تنها حاوی اطلاعات سطوح (Surface) است. از این نظر این فرمت ذخیره مدل های سه بعدی، هیچ اطلاعاتی در خصوص رنگ، مواد و مشخصات فیزیکی قطعه در اختیار کاربر قرار نخواهد داد. این در حالی است که یک مدل CAD که با نرم افزارهایی مانند Solidworks یا CATIA ایجاد شده ، سطوح و منحنی های بصورت یک فرمول هندسی و نه خطوط به هم پیوسته تعریف شده اند. همچنین در فرمت های استاندارد این نرم افزارها، قطعه علاوه بر مشخصات هندسی سطح، می تواند دارای جنس با ویژگی های فیزیکی و مکانیکی و رنگ و فرآیندهای ساخت و ... باشد.

 

فرمت STL نیز از ماتریس های نوع ASCII تشکیل شده است و شامل سطوحی متشکل از مثلث هایی با قائده دست راست و سیستم مختصاتی دکارتی است. از این فرمت برای فایل های ابرتقاط (اسکن سه بعدی) نیز استفاده می شود. در نرم افزار S/W کارکردن با فرمت IGS راحت تر از فرمت STL است. این نکته را هم در نظر داشته باشید که فایل های اسمبلی در صورتی که با فرمت STL ذخیره شوند، بصورت قطعات جدا از هم ذخیره شده و از کارایی کمتری برخوردار هستند. اما چنانچه یک مجموعه مونتاژی با فرمت IGSذخیره شود، کل قطعات مجموعه در یک فایل وجود خواهد داشت و با بازکردن همان یک فایل، می توان سایر قطعات را نیز بصورت جدا باز، ذخیره و یا تغییر داد. این نکته حائز اهمیت است که در هیچ یک از دو فرمت گفته شده IGS , STL ارتباط بین اجزاء مشخص نمی شود. 

فرمت IGES-IGS

فرمت IGS یا IGES که مخفف Initial Graphics Exchange Specification است ، یک روش ذخیره فایل های سه بعدی برداری می باشد که بر اساس یکی از پروژه های تولید یکپارچه به کمک کامپیوتر ICAM: Integrated Computer Aided Manufacturing  که در نیروی هوایی ایالات متحده USAF تعریف شده بود، توسعه یافت. سپس در سال 1980 میلادی ، این پروژه توسط موسسه ملی استاندارد ایالات متحده بهینه سازی و بصورت یک فرمت استاندارد بر اساس قواعدی تعریف شده، بوجود آمد. با استفاده از فرمت IGS واحدهای طراحی و تحلیل می توانند با یکدیگر تبادل اطلاعات داشته باشند. تقریبا تمامی نرم افزارهای مدلسازی سه بعدی از فرمت IGS پشتیبانی می کنند. همچنین نرم افزارهای مانند Abaqus که مخصوص تحلیل داده ها هستند هم از این فرمت پشتیبانی می کنند.

علاوه بر این ، از این فرمت در فرآیند ساخت و در واقع ساخت به کمک رایانه Computer Aided Manufacturing-CAM نیز کاربرد دارد. زمانی که صنایع پیشرو در جهان برای بهبود دقت در ساخت تجهیزات به سمت کاشین های کنترل عددی Numerically Controlled-NC حرکت کردند و پس از آن برای افزایش سرعت و پر کردن خلاء بین طراحی و تولید، به سمت ماشین های کنترل عددی توسط کامپیوتر Computer Numerically Controlled-CNC رفتند، این فرمت های سه بعدی از لازمه های برقراری ارتباط بین زبان نرم افزار مدلسازی و زبان نرم افزار کاربری(اپراتوری) ماشین های CNC بوده است که فرمت IGS به خوبی این ارتباط با برقرار کرده است.

 

فرمت IGS از ماتریس هایی از نوع ASCII تشکیل شده است که هر ماتریس مشخصات یک بردار را بیان می کند. این اطلاعات در کنارهم مشخصات سطوح و در مرحله بعد مشخصات قطعه و حتی یک اسمبلی را تعیین می کنند که این یکی از مزایای بسیار حائز اهمیت فرمت IGS نسبت به سایر فرمت ها می باشد. برای مثال اگر یک اسمبلی را در نرم افزار طراحی کنید و با فرمت IGS فایل اسمبلی را ذخیره کنید، نه تنها آن مجموعه که قطعات و اجزاء تشکیل دهنده آن نیز در نرم افزار دیگر قابل تفکیک و بصورت مجزابه نمایش در خواهند آمد.

 

فرمت ACIS-SAT

یکی از بهترین و رایج ترین فرمت های سه بعدی ، فرمت ACIS می باشد. این فرمت در نرم افزارهای مهندسی CAD, CAM, CAE و نیز نرم افزارهای گرافیکی مورداستفاده قرار می گیرد، فایل های دارای فرمتACIS پسوندهای متنوعی دارند. از بین این پسوندها می توان به SAT , SAB اشاره کرد.

فرمت سه بعدی ACIS بدلیل قدمت و گستره فراوان کاربردی ، قابلیت استفاده در نرم افزارهایی مانند Solidworks, Catia, 3DS Max, Rhino, …  را دارد. یکی از بهترین و مهمترین ویژگی های این فرمت ، عدم نیاز به تبدیل مجدد در نرم افزارهای مدلسازی سه بعدی است. با توجه به دلایل ذکر شده ، فرمت سه بعدی ACIS به عنوان یکی از اولین گزینه ها ، در تبدیل فایل های سه بعدی از نرم افزاری مانند Solidworks و Catia به ACAD و Inventor استفاده شده و در اکثر موارد مشکل خاصی مشاهده نمی شود.

 

برای دریافت اطلاعات بیشتر می توانید به لینک زیر مراجعه کنید :

https://en.wikipedia.org/wiki/ACIS

فرمت فایل های مورداستفاده در نرم افزار SolidWorks

در ابتدا لازم است بدانیم که چرا هر نرم افزار مانند SolidWorks, Catia, Inventor, …  از یک فرمت پیش فرض استفاده می کند؟ جواب این سوال ساده است. از آنجایی که هر نرم افزار مجموعه ای از کدهای برنامه نویسی است، قطعا کد ها، روش ها، و راهبرد هر شرکت برای ایجاد یک نرم افزار طراحی سه بعدی با سایر شرکت ها متفاوت است. پس طبیعی است که هر شرکت برای کاهش حجم فایل های طراحی از کدهای مخصوص به خود و در نتیجه از فرمت ذخیره مخصوص به خود استفاده می کند، اما اگر به تبادل اطلاعات بین نرم افزارهای مختلف نیاز داشته باشیم ، چه کنیم؟ این سوالی است که از زمان ظهور نرم افزارهای مختلف CAD,CAM, CAE ایجاد شده و به سرعت راه حلی برای آن بوجود آمد. این راه حل تعریف فرمت های استاندارد ذخیره فایل های سه بعدی هستند. این فرمت ها باید بگونه ای تعریف شوند که در اکثر نرم افزارهای طراحی و شبیه سازی قابل ذخیره و باز شدن بوده و در واقع از زبان مشترکی برخواردار باشند.

یکی از مثال های کاربردی در زمینه استفاده از فرمت های استاندارد ، مدلسازی و تحلیل یک قطعه است. چنانچه با نرم افزارهای شبیه سازی مانند Abaqus, Ansys کار کرده باشید، حتما متوجه شده اید که مدلسازی با این نرم افزارها بسیار محدود و زمانبر خواهد بود. لذا بسیاری از کاربران حرفه ای و متخصصان نرم افزارهای طراحی و تحلیل ، ابتدا در نرم افزاری مانند Solidworks یا Catia فرآیند مدلسازی را انجام داده ، سپس مدل را به فرمت هایی مانند IGS تبدیل و در نرم افزارهایی مانند Ansys تحلیل آن را انجام می دهند.

مثال دیگر در این زمینه می تواند مربوط به شرکت های بزرگ مهندسی ، طراحی و ساخت باشد. در شرکت هایی مانند زیمنس و جنرال الکتریک که طراح و سازنده انواع توربین های گازی ، ژنراتورها، توربین های بادی و ... هستند، مسلما بخش های طراحی و تحلیل از هم تفکیک شده و هریک بصورت تخصصی وظیفه مشخص شده را انجام می دهند. ممکن است در این شرکت ها برای طراحی یک نرم افزار و برای تحلیل از نرم افزاری دیگر استفاده شود. از آنجایی که این بخش ها باید در ارتباط تنگاتنگ با یکدیگر باشند، قطعا نیازی به زبان مشترک دارند تا فرآیند طراحی و توسعه محصول با سرعتی بیشتر طی شود.