Control
CAD - online trafika
Google překladač: English Deutsch

Exkluzivní partner sekce

NICOM
Dytron
Soutěž - herní sety Trust
SolidWorks

GOPAS - CAD kurzy

Více kurzů

StreamTech.tv

streamtech tv-logo

Úspěšný redesign křesla BRNO 60 v programu Rhinoceros

Krásu věcí všedního dne často ani nevnímáme, protože nám přijde samozřejmá. Denně s nimi přicházíme do kontaktu, používáme je a po nějaké době odloučení na ně zapomeneme. Když se s nimi s odstupem času opět setkáme, žasneme nad jejich jednoduchostí a elegancí. To je také příběh úspěšného redesignu křesla BRNO 60.

Cegra - Graphisoft ARCHICAD 22

U zrodu tohoto křesla stál Ing. arch. Miroslav Spurný, vedoucí ateliéru Stavoprojekt Brno. V rámci unikátního projektu administrativní budovy na brněnském výstavišti (jednalo se o první budovu v tehdejším Československu se zavěšenou fasádou) navrhoval také interiéry a originální nábytek pro tyto nové prostory. Provoz budovy byl spuštěn v roce 1960, ovšem s postupem času nábytek dosloužil a nakonec byl vyřazen z inventáře. Ing. arch. Vladimíru Ambrozovi, majiteli firmy A.M.O.S. DESIGN, se v polovině minulého roku podařilo získat poslední dva zachované exempláře křesla, se kterým se setkal již v osmdesátých letech za dobu své působnosti na BVV.
Původní převod na NURBS plochy obsahoval mnoho zbytečných detailů. Vlevo naskenovaná síť, vpravo T-Splin plocha
Obr. 1 Původní převod na NURBS plochy obsahoval mnoho zbytečných detailů. Vlevo naskenovaná síť, vpravo T-Splin plocha

Poslední křesla tedy byla zachráněna a po dohodě s jejich původním autorem bylo rozhodnuto o jejich redesignu, který se týkal nejen tvaru, ale i použitého materiálu a konstrukce. Modernizovaná varianta bude vyrobena z materiálu CORIAN a konstrukce křesla bude samonosná, aby nebylo nutné rušit hladkost tvarů sedáku rámem. Další cesta zachráněných křesel vedla na VUT v Brně, kde byl jejich tvar zdigitalizován laserovým skenerem. Tyto podklady byly předány naší společnosti Dimensio s požadavkem převodu složité polygonové sítě na hladké matematické plochy, které bude možné plasticky tvarovat. Musela být přitom zajištěna hladká návaznost jednotlivých ploch a jejich vyrobitelnost pomocí zvolené technologie tváření CORIANu.

Zadání tedy bylo jasné a před námi leželo nejdůležitější rozhodnutí – jakou cestou se při převodu polygonové sítě na matematickou plochu vydat? Snažit se vytvořit 3D křivky, které budou popisovat hlavní linie modelu, a potom je pomocí klasických funkcí potahovat plochami? Taková metoda je vhodná při exaktním zadání rozměrů a linií, ale pro volné tváření, kdy je předem znám pouze rámcový tvar a k finálnímu výsledku se má dospět volnou deformací modelu, je tento postup poněkud těžkopádný.

Zvolil jsem proto odlišný přístup – zásuvný modul T-Splines, který rozšiřuje NURBS technologii Rhina o tzv. subdivison modeling, umožňující tvorbu hladkých a plynule napojených ploch na základě velice hrubého zadání. Tento modul dokáže zpracovat vstupní křivky, nejčastěji prostorovou klec vytvořenou z úseček nebo křivek, které tvoří obálku budoucí plochy. Tyto křivky jsou poté proloženy hladkou plochou. T-Splines ale pracuje i s polygonovými sítěmi, které dokáže opět proložit hladkými matematickými plochami.
Výrazně optimalizovaný polygonový model (vlevo) a proložená T-Spline plocha
Obr. 2 Výrazně optimalizovaný polygonový model (vlevo) a proložená T-Spline plocha.

Naskenovaný model byl pro tento převod nepoužitelný, protože obsahoval příliš velké množství polygonů. Pro tento typ modelování je ideální, když je vstupní polygonový objekt co nejjednodušší. Zásuvný modul má pak daleko větší volnost při prokládání sítě plochou, než kdyby se snažil „proplétat“ plochu mezi tisíci drobných plošek. Nejprve jsem tedy pomocí relativně hrubé polygonové sítě vyjádřil tvar skenu židle a následně jsem tuto síť proložil T-Spline plochou. Na obr. 1 vidíte vlevo původní polygonový sken, vpravo T-Spline plocha. Všimněte si zobrazených řídicích bodů u T-Spline plochy; to je velká výhoda této technologie. Modely můžete volně a v reálném čase tvarovat pomocí jejich řídicích bodů, bez ohledu na to, z kolika dílčích ploch je model spojen.

Tvar originální židle byl tedy pečlivě převedený do matematických ploch, ale brzy jsme objevili drobné úskalí. Protože byl převod poměrně přesný a zbytečně moc se držel originálních tvarů, byla výsledná plocha relativně složitá. Model navíc obsahoval detaily, které byly z hlediska výrobní technologie nepoužitelné, například ohnutí krajů židle.

Architekt Ambroz proto rozhodl o tvarovém zjednodušení židle, zejména v oblasti zádové opěrky a područek. Židle měla působit vzdušně a elegantně, její tvar má být hladce proudnicový. Aproximoval jsem proto podobu naskenovaných dat ještě jednou, tentokrát ale pomocí velice hrubé sítě, tvořené pouze čtrnácti polygony.
Analýza pomocí pruhů zebry potvrzuje hladkou návaznost ploch
Obr. 3 Analýza pomocí pruhů zebry potvrzuje hladkou návaznost ploch.

Na hrubém polygonové modelu (někdy se mu také říká low-res cage, klec s nízkým rozlišením) jasně vidíte, jak primitivní zadání modulu T-Splines stačí k vytvoření dokonale hladké plochy. Jenom si představte, jak byste tento tvar konstruovali pomocí křivek, ploch, navazování, stříhání, plynulých přechodů...

Během práce můžete neustále přepínat mezi plně hladkým T-Spline modelem a hrubou polygonovou klecí a oba modely můžete editovat pomocí řídicích bodů. Změny v jednom režimu se přitom automaticky promítají do toho druhého. Pokud tedy přidáte pár polygonových plošek a jiné plošky rozdělíte a zdeformujete, promítne se tato úprava ihned do hladkého režimu.

Příjemným zjednodušením práce bylo, že nebyla vyžadována tloušťka materiálu, neboť tento model měl sloužit pro výrobu kopyta, na kterém se bude CORIAN lisovat. Sice není problém modelu v T-Splines definovat tloušťku stěny, ale čím méně ploch v modelu je, tím je přehlednější a výhodnější pro plastické tvarování.

Další činností tedy byla plastická deformace modelu pomocí jeho řídicích bodů. Pomocí režimu pohybu v UV a normálových směrech plochy sice můžete pohodlně formovat objekt v samotném perspektivním okně, ale z hlediska dopadu těchto změn na čelní, horní a boční pohled bylo vhodné zobrazit si všechna čtyři pracovní okna a volně mezi nimi během modelování přecházet.

Modul T-Splines se neustále stará o to, aby na sebe byly jednotlivé dílčí plochy, tvořící model, hladce navázané. Návaznost je možné pro kontrolu analyzovat v Rhinu pomocí funkce Zebra. Tato funkce na modelu zobrazí volně splývající pruhy, které svým tokem přes spojené hrany ploch odhalí hladkost jejich napojení. Pokud jsou pruhy na sousedních plochách vůči sobě zcela uskočené, svědčí to o G0 neboli poziční spojitosti. Plochy se sice dotýkají, ale jejich dotyk je ostrý. Pokud se pruhy podél spoje ploch ostře lámou, ale navzájem na sebe navazují, hovoříme o G2 neboli tečné návaznosti. Nejhladším z běžně používaných typů návaznosti je G2 neboli spojitá křivost – v takovém případě plynou pruhy přes hrany sousedních ploch zcela hladce. To je také případ našeho modelu, jak vidíte na obr. 3.

Nakonec jsme dospěli k finálnímu tvaru křesla. Jeho tvar v perspektivě a v ostatních pohledech je na obr. 4.

Model křesla jako takového byl hotov a posledním úkolem bylo vytvoření kopyta pro lisování CORIANu. Nejdříve bylo nutné prodloužit okraje židle „límcem“. V této fázi jsem si už převedl T-Spline geometrii na klasické NURBS plochy Rhina a používal jsem běžné modelovací funkce. Prodloužení ploch jsem provedl tažením kolmé úsečky po okrajových hranách židle. Pak už zbývalo doplnit modelu objem a exportovat ho ve formátu IGES pro frézování formy.

Na obr. 5 vlevo vidíte křeslo s domodelovaným límcem o tloušťce 10 cm, vpravo je pak dokončené objemové kopyto. Z důvodů technologického postupu lisování je finální kopyto obráceno vzhůru nohama. Zelená část kopyta představuje vlastní tvar výlisku křesla.

A nakonec taková pěkná tečka za tím naším případem – firma A.M.O.S. DESIGN byla za tento projekt v prosinci loňského roku nominována Akademií designu na výroční cenu CZECH GRAND DESIGN.


 

Přidat komentář

Bezpečnostní kód
Obnovit