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犀牛软件在(双)曲面玻璃深加工中的应用

发布时间:2021-04-15 浏览量:1432 来源:玻璃杂志 作者:张瑜
犀牛软件英文全名为Rhinoceros(简称Rhino),它具备有比传统网格建模更为优秀的NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)建模方式,也有类似于3DMax的网格建模插件T-Spline,其发展理念是以犀牛软件为系统,不断开发各种行业的专业插件、多种渲染插件、动画插件、模型参数及限制修改插件等等,使之不断完善,发展成一个通用设计软件。除此之外,犀牛软件的图形精度高,能输入和输出几十种文件格式,所绘制的模形能直接通过各种数控机器加工或成形制造出来,如今已被广泛应用于建筑设计、工业制造、机械设计、科学研究和三维动画制作等等领域。鉴于曲面玻璃幕墙的纷繁多样(特别是双曲面玻璃幕墙),常用的CAD软件已经无法满足深化设计出图、加工的要求,犀牛软件在玻璃深加工领域的运用恰好可以填补这一空缺。本文着重阐述犀牛软件在玻璃深加工领域的运用。
 
犀牛软件在(双)曲面玻璃深加工中的应用:(1)设计出图,在日常的建筑玻璃深加工过程中,曲面玻璃特别是双曲面玻璃往往为非常规的矩形尺寸,特别是一些文化艺术类项目,甚至可能没有两块完全相同尺寸的玻璃,有的还会涉及点爪式幕墙,这就要求必须在玻璃切割前绘制精确的平面展开图,可以让玻璃切割机识别并自动切割,同时,还需要考虑曲面玻璃加工过程中的变形量。犀牛软件中的曲面摊平(Unrollsrf)/压平(Smash)命令可以展开单曲面,展开(Squish)命令可以按材料特性展开双曲面,从而得到最为接近实际的平面展开图。但是,玻璃切割机自配备的切割软件一般无法识别NURBS曲线,这就需要将展开面的边界曲线优化为切割机软件可以识别的直线段和圆弧段(图1),同时需要注意控制优化的误差以及切割的流畅程度(过多的分段会导致切割机软件无法识别、切割效率低下、无法掰边甚至损坏切割机刀头)。此外,在加工实践过程中需要考虑为异形玻璃展开面预留更多的掰边量以及合理的延展线。对于一些异形打孔玻璃,需要在玻璃切割时将孔位直接定位(图2),以免后续打孔工序定位偏差,并在玻璃加工流转过程中保持对应的尺寸编号,标签完整,可追溯。
 
图1 样条曲线在一定误差范围内转化为圆弧示意
 
图2 某项目点式曲面玻璃加工图
 
(2)深化加工,异形玻璃的边部处理需切割一次成型,避免玻璃边部缺陷,从而提高钢化成品率。同样的,异形玻璃的钻孔处需进行倒角处理。对于单曲面钢化玻璃,需注意玻璃进炉方向(区分软硬轴钢化炉),进炉方向的偏差直接影响了成型曲面的空间相对坐标(图3)。Rhino软件中的曲率测试(Curvature)命令可以直接定位玻璃进炉方向(注意区分软硬轴弯钢炉)。
 
图3 异形曲面的优化,孔位及加工参数示意
 
(3)单曲面拟合双曲面,众所周知,双曲面玻璃的加工周期远超单曲面玻璃,且双曲面玻璃的造价远高于单曲面玻璃。目前主流的双曲面玻璃加工主要有三种:热弯、压模钢化和调弧钢化。鉴于压模钢化成本高、周期长以及调弧钢化的成品率低、误差大,运用犀牛软件强大的曲面处理能力,配合其内置插件grasshopper,通过曲面的优化拟合,使得一部分的双曲面玻璃可以在一定误差范围内优化为单曲面,一部分双曲面玻璃可以在单曲面玻璃的基础上通过适当调整钢化参数而获得。这样的软硬件结合加工双曲面钢化玻璃,大大缩减了加工成本和周期,且提高了加工精度和稳定性。
 
(4)其他应用,犀牛软件在曲面玻璃深加工领域的应用还有很多,如曲面的放样,曲面玻璃的面积计算,曲面误差分析,曲面的衔接问题,四点曲面问题等。
 
犀牛软件凭借其优秀的曲面处理能力,在曲面建筑玻璃深加工领域的应用可以降低成本、提升生产效率,特别是在双曲面玻璃的优化加工方面表现更为突出。引入犀牛软件运用于玻璃深加工实践中,可以更真实直接地还原设计师的初衷,为客户提供更为理想的产品和服务。

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