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犀牛軟件在(雙)曲面玻璃深加工中的應用

發布時間:2021-04-15 瀏覽量:1769 來源:玻璃雜志 作者:張瑜
犀牛軟件英文全名為Rhinoceros(簡稱Rhino),它具備有比傳統網格建模更為優秀的NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)建模方式,也有類似于3DMax的網格建模插件T-Spline,其發展理念是以犀牛軟件為系統,不斷開發各種行業的專業插件、多種渲染插件、動畫插件、模型參數及限制修改插件等等,使之不斷完善,發展成一個通用設計軟件。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控機器加工或成形制造出來,如今已被廣泛應用于建筑設計、工業制造、機械設計、科學研究和三維動畫制作等等領域。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軟件已經無法滿足深化設計出圖、加工的要求,犀牛軟件在玻璃深加工領域的運用恰好可以填補這一空缺。本文著重闡述犀牛軟件在玻璃深加工領域的運用。
 
犀牛軟件在(雙)曲面玻璃深加工中的應用:(1)設計出圖,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的矩形尺寸,特別是一些文化藝術類項目,甚至可能沒有兩塊完全相同尺寸的玻璃,有的還會涉及點爪式幕墻,這就要求必須在玻璃切割前繪制精確的平面展開圖,可以讓玻璃切割機識別并自動切割,同時,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際的平面展開圖。但是,玻璃切割機自配備的切割軟件一般無法識別NURBS曲線,這就需要將展開面的邊界曲線優化為切割機軟件可以識別的直線段和圓弧段(圖1),同時需要注意控制優化的誤差以及切割的流暢程度(過多的分段會導致切割機軟件無法識別、切割效率低下、無法掰邊甚至損壞切割機刀頭)。此外,在加工實踐過程中需要考慮為異形玻璃展開面預留更多的掰邊量以及合理的延展線。對于一些異形打孔玻璃,需要在玻璃切割時將孔位直接定位(圖2),以免后續打孔工序定位偏差,并在玻璃加工流轉過程中保持對應的尺寸編號,標簽完整,可追溯。
 
圖1 樣條曲線在一定誤差范圍內轉化為圓弧示意
 
圖2 某項目點式曲面玻璃加工圖
 
(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行倒角處理。對于單曲面鋼化玻璃,需注意玻璃進爐方向(區分軟硬軸鋼化爐),進爐方向的偏差直接影響了成型曲面的空間相對坐標(圖3)。Rhino軟件中的曲率測試(Curvature)命令可以直接定位玻璃進爐方向(注意區分軟硬軸彎鋼爐)。
 
圖3 異形曲面的優化,孔位及加工參數示意
 
(3)單曲面擬合雙曲面,眾所周知,雙曲面玻璃的加工周期遠超單曲面玻璃,且雙曲面玻璃的造價遠高于單曲面玻璃。目前主流的雙曲面玻璃加工主要有三種:熱彎、壓模鋼化和調弧鋼化。鑒于壓模鋼化成本高、周期長以及調弧鋼化的成品率低、誤差大,運用犀牛軟件強大的曲面處理能力,配合其內置插件grasshopper,通過曲面的優化擬合,使得一部分的雙曲面玻璃可以在一定誤差范圍內優化為單曲面,一部分雙曲面玻璃可以在單曲面玻璃的基礎上通過適當調整鋼化參數而獲得。這樣的軟硬件結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定性。
 
(4)其他應用,犀牛軟件在曲面玻璃深加工領域的應用還有很多,如曲面的放樣,曲面玻璃的面積計算,曲面誤差分析,曲面的銜接問題,四點曲面問題等。
 
犀牛軟件憑借其優秀的曲面處理能力,在曲面建筑玻璃深加工領域的應用可以降低成本、提升生產效率,特別是在雙曲面玻璃的優化加工方面表現更為突出。引入犀牛軟件運用于玻璃深加工實踐中,可以更真實直接地還原設計師的初衷,為客戶提供更為理想的產品和服務。

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