Fusion 360 сучасний продукт для моделювання 3D-деталей

• Ірина Юріївна Грищенко
• Енергетика, електрифікація, автоматизація та робототехніка
• Механізація
• 14.05.25

Fusion 360 – це універсальне програмне забезпечення, яке використовується в багатьох галузях завдяки своїм можливостям CAD, CAM та CAE. 

Ось основні сфери його застосування:

• Машинобудування (Mechanical Engineering): Проектування деталей машин, механізмів, інструментів, конвеєрів та іншого промислового обладнання.

• Промисловий дизайн (Industrial Design): Розробка споживчих товарів, електроніки, меблів, транспортних засобів з акцентом на естетику, ергономіку та функціональність.

• Проектування друкованих плат (PCB Design): Створення 3D-моделей друкованих плат, інтеграція електронних компонентів у механічні конструкції.

• Підготовка до виробництва (CAM): Розробка траєкторій руху інструментів для ЧПУ-верстатів (фрезерування, точіння), адитивного виробництва (3D-друк).

• Симуляція та аналіз (CAE): Проведення інженерних розрахунків (міцність, теплопередача, гідродинаміка) для оптимізації конструкцій.

• Генеративний дизайн (Generative Design): Автоматизоване створення варіантів конструкцій на основі заданих критеріїв та обмежень.

Він є популярним серед любителів, мейкерів та стартапів завдяки своїй відносно доступній ціні та широкому набору функцій. Його використовують для 3D-друку, проектування саморобних пристроїв, робототехніки та інших творчих проєктів.

Процес моделювання деталей у Fusion 360 являє собою послідовність кроків, спрямованих на створення тривимірної віртуальної копії фізичного об'єкта або його концептуального представлення. Цей процес зазвичай починається з двовимірних ескізів, які потім трансформуються в тривимірні тіла та доповнюються різноманітними модифікаціями для досягнення бажаної форми та функціональності.

Першим етапом є планування та концептуалізація. На цьому кроці визначаються вимоги до деталі, її призначення, габаритні розміри, спосіб взаємодії з іншими компонентами, а також матеріали виготовлення. Часто на цьому етапі створюються попередні ескізи від руки або в 2D-редакторах для візуалізації основної форми та пропорцій майбутньої деталі. Важливим є також вибір підходу до моделювання: параметричного (з історією побудови та можливістю легко змінювати розміри) або прямого (для швидкого редагування геометрії без історії). За замовчуванням Fusion 360 використовує параметричний підхід.

Другий етап – створення базових ескізів. Користувач обирає одну з трьох основних площин (XY, YZ, ZX) або існуючу плоску поверхню для початку малювання двовимірного профілю деталі. За допомогою інструментів малювання (лінії, кола, дуги, сплайни, прямокутники тощо) створюється контур майбутнього тривимірного тіла. Ключовим моментом на цьому етапі є нанесення розмірів за допомогою інструменту "Розмір" та встановлення геометричних залежностей (паралельність, перпендикулярність, дотичність, співвісність) між елементами ескізу. Повністю визначений ескіз, де всі елементи мають задані розміри та положення, відображається чорним кольором.

Третій етап – трансформація ескізу в 3D-тіло. На основі створеного двовимірного профілю застосовуються інструменти для створення об'єму. 

Найпоширенішими є:

Видавлювання (Extrude): Профіль витягується на задану відстань у перпендикулярному напрямку, створюючи призматичне тіло.

Обертання (Revolve): Профіль обертається навколо обраної осі, формуючи циліндричні або сферичні елементи.

Зсування (Sweep): Профіль переміщується вздовж заданого тривимірного шляху, створюючи складні криволінійні тіла.

Лофтування (Loft): Створюється плавний перехід між двома або більше ескізами, розташованими на різних площинах.

Четвертий етап – модифікація 3D-тіла. Після створення базової форми застосовуються інструменти для її вдосконалення та додавання необхідних елементів. 

До них належать:

Файл (Fillet) та Фаска (Chamfer): Скруглення або скошення гострих країв.

Оболонка (Shell): Створення порожнистого тіла із заданою товщиною стінок.

Отвір (Hole): Створення отворів різних типів (прості, з різьбою, з зенкуванням).

Ребро (Rib) та Сітка (Web): Додавання тонких підтримуючих елементів для збільшення жорсткості.

Масив (Pattern) та Дзеркало (Mirror): Створення масивів копій елементів або їх симетричних відображень.

Булеві операції (Combine, Cut, Intersect): Об'єднання, вирізання або знаходження перетину між кількома тілами.

На п'ятому етапі можуть застосовуватися додаткові функції та інструменти, такі як створення допоміжних площин, осей та точок для полегшення складного моделювання, робота з поверхнями для створення криволінійних форм, а також призначення матеріалів та зовнішнього вигляду для візуалізації деталі.

Шостий етап – ітерації та оптимізація. У параметричному режимі Fusion 360 зберігає історію всіх виконаних дій у вигляді часової шкали. Це дозволяє користувачеві повертатися до будь-якого попереднього кроку, змінювати параметри ескізів або операцій, і всі наступні елементи моделі автоматично оновляться. Цей ітеративний процес дозволяє експериментувати з різними варіантами дизайну та оптимізувати форму деталі відповідно до вимог.

Завершальним етапом може бути перевірка та аналіз створеної моделі за допомогою інструментів вимірювання, аналізу перерізів, кривини тощо для забезпечення відповідності розмірам та конструкційним вимогам.

Розглянемо процес моделювання на прикладі деталі наведеної на (рис.1). 

Рис. 1.

1. Запустити програму. Перейти на вкладку проєктування (рис. 2).

Рис. 2.

2. Побудувати ескіз на площині ХУ (рис. 3). 

Рис. 3.

3. Створити плоский контур ескізу: прямокутник зі сторонами 35 та 60 мм (рис. 4).

Рис. 4.

4. Скориставшись командою Видавлювання  створити об'ємну модель видавивши на відстань 50 мм (рис. 5) .

Рис. 5.

5. На виділеній грані призми побудувати ескіз : коло  діаметром 20 мм (рис. 6). 

Рис. 6.

6. Скориставшись командою Видавлювання створюємо отвір за наведеним ескізом (рис. 7.).

Рис. 7.

7. Командою отвір побудувати наскрізний наскрізний отвір діаметром 10 мм за наведеними параметрами (Рис. 8).

Рис. 8.

8. На виділеній грані призми побудувати ескіз  : прямокутник 10х20мм (рис. 9). 

Рис. 9.

9. Скориставшись командою Видавлювання створити наскрізьний призматичний отвір (рис. 10).

Рис. 10.

10.  Змінити матеріал та текстуру деталі можна перейшовши на стрічку  Render   Відкрити біліотеку матеріалів та присвоїти моделі обраний матеріал (рис. 11).

Рис. 11.

Моделювання деталей у Fusion 360 є логічним та послідовним процесом, що поєднує створення двовимірних ескізів з їх тривимірним перетворенням та подальшим детальним опрацюванням за допомогою різноманітних інструментів модифікації. Параметричний підхід забезпечує гнучкість та можливість внесення змін на будь-якому етапі проектування.