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犀牛軟件在(雙)曲面玻璃深加工中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2021-04-15 瀏覽量:1765 來源:玻璃雜志 作者:張瑜
犀牛軟件英文全名為Rhinoceros(簡稱Rhino),它具備有比傳統(tǒng)網(wǎng)格建模更為優(yōu)秀的NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)建模方式,也有類似于3DMax的網(wǎng)格建模插件T-Spline,其發(fā)展理念是以犀牛軟件為系統(tǒng),不斷開發(fā)各種行業(yè)的專業(yè)插件、多種渲染插件、動(dòng)畫插件、模型參數(shù)及限制修改插件等等,使之不斷完善,發(fā)展成一個(gè)通用設(shè)計(jì)軟件。除此之外,犀牛軟件的圖形精度高,能輸入和輸出幾十種文件格式,所繪制的模形能直接通過各種數(shù)控機(jī)器加工或成形制造出來,如今已被廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、科學(xué)研究和三維動(dòng)畫制作等等領(lǐng)域。鑒于曲面玻璃幕墻的紛繁多樣(特別是雙曲面玻璃幕墻),常用的CAD軟件已經(jīng)無法滿足深化設(shè)計(jì)出圖、加工的要求,犀牛軟件在玻璃深加工領(lǐng)域的運(yùn)用恰好可以填補(bǔ)這一空缺。本文著重闡述犀牛軟件在玻璃深加工領(lǐng)域的運(yùn)用。
 
犀牛軟件在(雙)曲面玻璃深加工中的應(yīng)用:(1)設(shè)計(jì)出圖,在日常的建筑玻璃深加工過程中,曲面玻璃特別是雙曲面玻璃往往為非常規(guī)的矩形尺寸,特別是一些文化藝術(shù)類項(xiàng)目,甚至可能沒有兩塊完全相同尺寸的玻璃,有的還會(huì)涉及點(diǎn)爪式幕墻,這就要求必須在玻璃切割前繪制精確的平面展開圖,可以讓玻璃切割機(jī)識(shí)別并自動(dòng)切割,同時(shí),還需要考慮曲面玻璃加工過程中的變形量。犀牛軟件中的曲面攤平(Unrollsrf)/壓平(Smash)命令可以展開單曲面,展開(Squish)命令可以按材料特性展開雙曲面,從而得到最為接近實(shí)際的平面展開圖。但是,玻璃切割機(jī)自配備的切割軟件一般無法識(shí)別NURBS曲線,這就需要將展開面的邊界曲線優(yōu)化為切割機(jī)軟件可以識(shí)別的直線段和圓弧段(圖1),同時(shí)需要注意控制優(yōu)化的誤差以及切割的流暢程度(過多的分段會(huì)導(dǎo)致切割機(jī)軟件無法識(shí)別、切割效率低下、無法掰邊甚至損壞切割機(jī)刀頭)。此外,在加工實(shí)踐過程中需要考慮為異形玻璃展開面預(yù)留更多的掰邊量以及合理的延展線。對(duì)于一些異形打孔玻璃,需要在玻璃切割時(shí)將孔位直接定位(圖2),以免后續(xù)打孔工序定位偏差,并在玻璃加工流轉(zhuǎn)過程中保持對(duì)應(yīng)的尺寸編號(hào),標(biāo)簽完整,可追溯。
 
圖1 樣條曲線在一定誤差范圍內(nèi)轉(zhuǎn)化為圓弧示意
 
圖2 某項(xiàng)目點(diǎn)式曲面玻璃加工圖
 
(2)深化加工,異形玻璃的邊部處理需切割一次成型,避免玻璃邊部缺陷,從而提高鋼化成品率。同樣的,異形玻璃的鉆孔處需進(jìn)行倒角處理。對(duì)于單曲面鋼化玻璃,需注意玻璃進(jìn)爐方向(區(qū)分軟硬軸鋼化爐),進(jìn)爐方向的偏差直接影響了成型曲面的空間相對(duì)坐標(biāo)(圖3)。Rhino軟件中的曲率測試(Curvature)命令可以直接定位玻璃進(jìn)爐方向(注意區(qū)分軟硬軸彎鋼爐)。
 
圖3 異形曲面的優(yōu)化,孔位及加工參數(shù)示意
 
(3)單曲面擬合雙曲面,眾所周知,雙曲面玻璃的加工周期遠(yuǎn)超單曲面玻璃,且雙曲面玻璃的造價(jià)遠(yuǎn)高于單曲面玻璃。目前主流的雙曲面玻璃加工主要有三種:熱彎、壓模鋼化和調(diào)弧鋼化。鑒于壓模鋼化成本高、周期長以及調(diào)弧鋼化的成品率低、誤差大,運(yùn)用犀牛軟件強(qiáng)大的曲面處理能力,配合其內(nèi)置插件grasshopper,通過曲面的優(yōu)化擬合,使得一部分的雙曲面玻璃可以在一定誤差范圍內(nèi)優(yōu)化為單曲面,一部分雙曲面玻璃可以在單曲面玻璃的基礎(chǔ)上通過適當(dāng)調(diào)整鋼化參數(shù)而獲得。這樣的軟硬件結(jié)合加工雙曲面鋼化玻璃,大大縮減了加工成本和周期,且提高了加工精度和穩(wěn)定性。
 
(4)其他應(yīng)用,犀牛軟件在曲面玻璃深加工領(lǐng)域的應(yīng)用還有很多,如曲面的放樣,曲面玻璃的面積計(jì)算,曲面誤差分析,曲面的銜接問題,四點(diǎn)曲面問題等。
 
犀牛軟件憑借其優(yōu)秀的曲面處理能力,在曲面建筑玻璃深加工領(lǐng)域的應(yīng)用可以降低成本、提升生產(chǎn)效率,特別是在雙曲面玻璃的優(yōu)化加工方面表現(xiàn)更為突出。引入犀牛軟件運(yùn)用于玻璃深加工實(shí)踐中,可以更真實(shí)直接地還原設(shè)計(jì)師的初衷,為客戶提供更為理想的產(chǎn)品和服務(wù)。

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