Parametrické modelování - Inventor, Catia, Rhinoceros (FSI-ZM1)

Akademický rok 2018/2019
Garant: doc. Ing. David Paloušek, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Vysvětlit důležité pojmy z oblasti systémů CAD a prakticky naučit používat 3D modelovací programy v konstrukčním procesu. Zpřístupnit studentům možné nástroje pro modelování strojních uzlů a technických systémů.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají přehled o technologiích používaných v systémech CAD a prakticky zvládnou programy Inventor, CATIA a Rhinoceros. Díky znalosti práce s parametrickými modely budou moci efektivně navrhovat a zpracovávat různé varianty konstrukčního řešení. Získané zkušenosti pak uplatní při konstrukční práci, tvorbě virtuálních modelů a simulací v průběhu řešení semestrálních projektů, diplomové práce nebo reálných projektů v praxi.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti z oblasti konstruování, CAD systémů, statiky, kinematiky.
Obsah předmětu (anotace):
Kurz seznamuje studenty s obecnými vlastnostmi systémů CAD. Studenti získají praktické zkušenosti při 3D modelování v CAD systémech CATIA, Inventor, Rhinoceros. Seznámí se s tvorbou součástí a sestav, adaptivitou, parametrizací, objemovým i plošným modelováním a tvorbou výkresové dokumentace. Rovněž budou seznámeni možnými modelovacími přístupy, při tvorbě složitějších tvarů. Předmět je inovován s podporou projektu OPVK. Projekt "Studio digitálního sochařství a nových médií", reg č. CZ.1.07/2.2.00/28.0278 je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na cvičeních, vytvoření modelu zadané součásti. Zkouška: předmět je zakončen testem v 5. (nebo 6.) týdnu. Test prověřuje osvojení znalostí získaných na přednáškách, je orientován především na oblast virtuálního prototypování, počítačové grafiky a digitálních technologií v návrhovém procesu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Maximálně 2 omluvené absence jsou tolerovány bez nutnosti náhrady. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci vedoucího cvičení.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  1 × 13 hod. nepovinná                  
    Cvičení s poč. podporou  3 × 21 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Oblasti přednášek:
1. Rozdělení a popis systémů CAD.
2. Modelovací přístupy
3. Generování CAD dat pro 3D tisk
4. Datové formáty, ACIS, Parasolid, Shape manager.
5. Prezentace těles, plochy.
6. Vizualizační nástroje a postupy, stínování.
7. Virtuální realita
8. Grafické formáty.
9. Topologická optimalizace
    Cvičení s poč. podporou Blok Inventor
• Modelování prvků pro plastové díly
• Tvorba sestav – prezentace
• Tvorba prezentací - vizualizační nástroje.
• Tvorba dílů pro 3D tisk
• Topologická optimalizace
Blok Catia
• Grafické prostředí a způsobu ovládání.
• Tvorba náčrtu – parametrizace a kótování.
• 3D prvky - základní modelování.
• 3D prvky - rozšířené možnosti modelování.
• Tvorba sestav - adaptivita náčrtu a prvků.
• Tvorba sestav – svary, prezentace, vizualizační nástroje.
Blok Rhinoceros
• Základní ovládání a práce s programem Rhinoceros 3D.
• Práce s body, křivkami a jejich editace.
• Práce s plochami a jejich editace. Zadávání souřadnic.
• Práce s tělesy a jejich editace.
• Transformační nástroje.
• Rozšířené funkce křivek. Hladiny. Vlastnosti objektů.
• Pomocné funkce viditelnosti a výběru. Kótování.
• Uživatelské konstrukční roviny. Bitmapy jako podklad pro tvorbu 3D modelu. Analýzy objektů.
• Modul Grasshopper - generativní algoritmy, algoritmické programování
• Modul Grasshopper - atraktory, struktury, auxetické struktury
• Modul Grasshopper - struktury pro 3D tisk
Literatura - základní:
1. Moderní počítačová grafika, Bedřich Beneš, Jiří Sochor, Petr Felkel, Jiří Žára, 2. vydání, EAN:9788025104545.Počet stran:608 stran, COMPUTER PRESS.
1. Moderní počítačová grafika, Bedřich Beneš, Jiří Sochor, Petr Felkel, Jiří Žára, 2. vydání, EAN:9788025104545.Počet stran:608 stran, COMPUTER PRESS.
2. HUGHES, John F. Computer graphics: principles and practice. 3rd ed. Upper Saddle River: Addison-Wesley, 2013. ISBN 978-0-321-39952-6.
Literatura - doporučená:
1. TICKOO, Sham. Autodesk Inventor 2012 for Designers, CADCIM Technologies, 2011, 978-1932709988
2. TICKOO, Sham. CATIA for Designers. Schererville: CADMIN Technologies, nepravidelné stránkování. ISBN 1-932709-02-9.
3. Rhinoceros-Nurbs modeling for Windows, User guide
4. IT CAD, časopis o CAx technologiích, vychází 6 × ročně, CCB, spol. s r. o.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-KSI Konstrukční inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 2 1 Z
M2A-P prezenční studium M-PDS Průmyslový design ve strojírenství -- zá,zk 4 Volitelný (nepovinný) 2 1 Z
M2A-P prezenční studium M-PDS Průmyslový design ve strojírenství -- zá,zk 4 Volitelný (nepovinný) 2 2 Z