Modelowanie powierzchniowe w SOLIDWORKS
11 lutego 2025
Modelowanie powierzchniowe to jedna z najbardziej zaawansowanych technik projektowania dostępnych w SOLIDWORKS. W odróżnieniu od klasycznego modelowania bryłowego, powierzchnie pozwalają na uzyskanie bardziej złożonych, swobodnych i precyzyjnie kontrolowanych kształtów – co czyni je nieodzownym narzędziem w branżach takich jak motoryzacja, lotnictwo, przemysł medyczny, wzornictwo przemysłowe czy projektowanie produktów konsumenckich.
Czym są powierzchnie? Jakie operacje oferuje SOLIDWORKS do ich tworzenia? Jak wygląda praktyczny proces projektowania z ich wykorzystaniem – krok po kroku? Dowiesz się również, kiedy warto sięgnąć po techniki powierzchniowe i jak łączyć je z modelowaniem bryłowym w ramach modelowania hybrydowego.
Czym są powierzchnie w SOLIDWORKS?
Powierzchnie w SOLIDWORKS to specyficzny rodzaj geometrii, który odgrywa kluczową rolę w tworzeniu złożonych modeli 3D. Charakteryzują się brakiem grubości, co pozwala im dokładnie oddawać naturalne, często organiczne kształty. Do ich definiowania wykorzystywane są różnorodne elementy, takie jak krzywe prowadzące, splajny czy krawędzie istniejącej geometrii. Dzięki nim możliwe jest precyzyjne kształtowanie zarówno pojedynczych powierzchni, jak i całego obrysu projektowanego obiektu.
Modelowanie powierzchniowe polega na budowaniu powierzchni w celu odwzorowania zamierzonej formy produktu – najczęściej skomplikowanej lub trudnej do osiągnięcia innymi metodami. Kluczowe w tym procesie jest właściwe rozmieszczenie poszczególnych powierzchni w przestrzeni, ich wzajemne dopasowanie, a następnie przycinanie i zszywanie, co pozwala na stworzenie jednej spójnej bryły. Ta technika zapewnia bardzo wysoką dokładność modelowania i umożliwia tworzenie geometrii o dużym stopniu skomplikowania – szczególnie przydatnych w projektowaniu przedmiotów użytkowych o zaawansowanej estetyce.
Z kolei klasyczne modelowanie bryłowe najlepiej sprawdza się przy prostszych, technicznych formach, gdzie dominują regularne kształty. Jednak dzięki możliwości łączenia technik – modelowania powierzchniowego i bryłowego – użytkownicy SOLIDWORKS mogą projektować obiekty, które łączą inżynierską precyzję z designem. Podejście hybrydowe pozwala w pełni wykorzystać dostępne narzędzia. Szczególnie przy tworzeniu skomplikowanych produktów konsumenckich, gdzie funkcjonalność, a także forma muszą iść w parze.
Najważniejsze narzędzia do modelowania powierzchniowego w SOLIDWORKS
Wyciągnięcie powierzchni (Surface Extrude)
To jedno z najbardziej podstawowych i uniwersalnych narzędzi modelowania powierzchniowego. Umożliwia ono utworzenie nowej powierzchni poprzez wyciągnięcie istniejącego szkicu, krawędzi lub ściany wzdłuż zadanego kierunku i na określoną odległość. Sprawdza się zarówno przy tworzeniu prostych, jak i bardziej złożonych kształtów.
Obrót powierzchni (Revolve Surface)
Za pomocą tego narzędzia można uzyskać powierzchnię przez obrót szkicu wokół wybranej osi. Funkcja ta znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie projektowane są obiekty o osiowej symetrii – jak na przykład elementy cylindryczne, stożkowe czy kuliste.
Powierzchnia wyciągana wzdłuż ścieżki (Sweep Surface)
Pozwala na poprowadzenie profilu wzdłuż wcześniej zdefiniowanej ścieżki – zarówno otwartej, jak i zamkniętej. Dzięki dodatkowym możliwościom sterowania orientacją profilu, krzywymi prowadzącymi i kątem skrętu, można uzyskać bardzo zróżnicowane i precyzyjne formy geometryczne.
Powierzchnia po profilach (Lofted Surface)
To narzędzie umożliwia wygenerowanie powierzchni pomiędzy co najmniej dwoma szkicami lub profilami. Możliwe jest także dodanie krzywych prowadzących, a także określenie powiązań początkowych i końcowych, co pozwala lepiej kontrolować płynność i kierunek kształtowania powierzchni.
Powierzchnia według granicy (Boundary Surface)
Umożliwia tworzenie bardzo płynnych i dopasowanych powierzchni na podstawie granic określonych przez szkice, krzywe lub inne powierzchnie. Dzięki temu narzędziu można osiągnąć powierzchnie o ciągłości stycznej lub ciągłości krzywizny, co jest szczególnie przydatne w projektach wymagających wysokiego poziomu estetyki.
Wypełnienie powierzchni (Filled Surface)
Służy do „łat” – czyli zamykania pustych przestrzeni między istniejącymi krawędziami. Użytkownik może wykorzystać szkice, krawędzie i krzywe ograniczające, a także dostosować sposób wypełnienia oraz jego dokładność, aby osiągnąć pożądany efekt końcowy.
Powierzchnia planarna (Planar Surface)
To operacja służąca do tworzenia płaskich powierzchni. Może być zastosowana w przypadku szkiców zamkniętych lub zestawów krawędzi, które leżą współpłaszczyznowo. Wymogiem działania tej funkcji jest to, aby wszystkie użyte elementy znajdowały się w jednej płaszczyźnie.
Zastosowania modelowania powierzchniowego
Techniki powierzchniowe są szeroko stosowane wszędzie tam, gdzie wymagana jest:
-
swoboda kształtowania – np. w projektowaniu obudów urządzeń, elementów stylistycznych czy form przemysłowych,
-
precyzyjna kontrola krzywizn – przy projektowaniu elementów aerodynamicznych, reflektorów, zderzaków, opływowych korpusów,
-
tworzenie cienkościennych struktur – np. w branży medycznej i sportowej,
-
odwzorowanie istniejącej geometrii – np. przy inżynierii odwrotnej z użyciem siatek lub chmury punktów.
Powierzchnie mogą być wykorzystywane samodzielnie, albo jako element konstrukcji hybrydowej – łączone z bryłami lub siatkami trójkątów.
Przykład projektowania powierzchniowego – krok po kroku
W celu zaprezentowania możliwości narzędzi do modelowania powierzchniowego w SOLIDWORKS, opracowany został model końcówki wylotowej. Proces projektowania został podzielony na logiczne etapy, co pozwala efektywnie zarządzać złożonymi powierzchniami i przyspieszyć pracę.
1. Przygotowanie szkiców i krzywych prowadzących
Na początku, przy użyciu narzędzi szkicu, przygotowano zestaw krzywych, które posłużą jako geometria bazowa do budowy powierzchni.
2.Utworzenie pierwszej powierzchni głównej – Powierzchnia po profilach
Za pomocą narzędzia Powierzchnia wyciągnięta po profilach zbudowano podstawową powierzchnię modelu. Możliwość powiązania z wieloma profilami pozwala precyzyjnie kształtować bryłę.
3. Dodanie kolejnych powierzchni – Powierzchnia po ścieżce
W kolejnym kroku wykorzystano Powierzchnię wyciągniętą po ścieżce, tworząc uchwyt pod palce oraz końcówkę wylotową – czyli dwie kolejne kluczowe powierzchnie produktu.
4. Tworzenie krzywych pomocniczych – Linia podziałowa
Po zbudowaniu trzech głównych powierzchni, użyto polecenia Linia podziałowa, aby utworzyć dodatkowe krzywe przez rzutowanie szkicu na istniejące powierzchnie. Posłużyły one jako pomocnicza geometria do dalszego modelowania.
5. Budowa kolejnych powierzchni z użyciem nowych krzywych
Korzystając z uzyskanych krzywych i punktów, zbudowano kolejne powierzchnie. Ustawienia początkowe i końcowe powierzchni umożliwiły kontrolę ciągłości pomiędzy sąsiadującymi fragmentami.
6. Powtórzenie operacji po drugiej stronie modelu
Opisane operacje zostały odtworzone po drugiej stronie produktu, aby utworzyć pełną, zamkniętą geometrię.
7. Zszywanie powierzchni i łatanie braków – Wypełnienie powierzchni
Wszystkie utworzone powierzchnie zostały połączone przy użyciu polecenia Zszyj powierzchnie. Puste przestrzenie uzupełniono za pomocą funkcji Wypełnienie powierzchni, która interpoluje brakującą geometrię. Dodatkowy punkt kontrolny pozwalał ustawić kąt nachylenia łatki.
8. Powtórzenie operacji łatania z drugiej strony
Analogiczne działania przeprowadzono po drugiej stronie elementu, aby całkowicie domknąć powierzchniową strukturę modelu.
9. Modyfikacja powierzchni – rozciągnięcie i wręby
Następnie wydłużono dolną część modelu i dodano wręby przy końcówce. Do tego celu użyto wyciągniętych powierzchni, które następnie zostały odpowiednio przycięte, aby odwzorować geometrię funkcjonalną.
10. Finalizacja modelu – Pogrubienie powierzchni
Na zakończenie zastosowano funkcję Pogrub, aby nadać całemu modelowi grubość i przekształcić go z powierzchniowego w bryłowy
.
Zalety modelowania powierzchniowego w SOLIDWORKS
- Precyzyjna kontrola nad kształtem i krzywizną,
- Możliwość modelowania bardzo złożonych form,
- Swoboda kształtowania organicznych, płynnych geometrii,
- Integracja z modelowaniem bryłowym – idealna do projektowania hybrydowego,
- Wsparcie inżynierii odwrotnej i pracy z siatkami (np. STL).
Jak nauczyć się modelowania powierzchniowego? Szkolenia Visiativ
Modelowanie powierzchniowe wymaga praktyki, znajomości narzędzi oraz zrozumienia zależności geometrycznych. Dlatego warto skorzystać z naszych szkoleń z modelowania powierzchniowego w SOLIDWORKS, podczas których uczymy:
-
jak efektywnie wykorzystywać operacje powierzchniowe,
-
jak unikać typowych błędów,
-
jak tworzyć modele gotowe do dalszej edycji, produkcji lub druku 3D.
Dowiedz się więcej i zapisz się na szkolenie bezpośrednio na naszej stronie.
Potrzebujesz pomocy? Skontaktuj się z nami
Masz pytania dotyczące modelowania powierzchniowego lub pracy w SOLIDWORKS? Skorzystaj z naszej pomocy technicznej – dostępnej przez formularz kontaktowy na stronie.
