В повседневной жизни каждый человек постоянно использует мебель. Но далеко не все знают, как сделана эта мебель. А между тем, конструкция современной мебели являет собой предмет высокотехнологичного производства.
Первый шаг к изготовлению любого предмета мебели — это создание дизайнерского эскиза. Современные программы для виртуального моделирования значительно расширяют возможности дизайнера. Так существует ряд утилит, которые позволяют загрузить фотографию готового предмета мебели и «переодеть» его в другую обивку. Это очень удобно для реставрации мебели, однако полноценное создание «с нуля» требует специальной разработки 3D-модели.
Для создания трёхмерных моделей предметов мебели в виртуальной среде также существуют программные пакеты. В принципе, любая чертёжная САПР-программа позволяет создать математическую модель любого предмета мебели. Однако 3D-модель не является самоцелью. Ведь конечная задача любого проектирования — это производство. Поэтому современные пакеты для виртуального проектирования мебели максимально «заточены» под главный этап — создание управляющих файлов для станочного оборудования. Имея такие файлы можно легко изготовить детали мебели на фрезерном станке с ЧПУ.
Создание виртуальной модели
Виртуальное проектирование «твёрдой» корпусной мебели (шкафов, кухонь и т. п.) используется очень широко. Однако создание мягкой мебели до недавнего времени не было охвачено специализированным «софтом». Одной из причин такого упущения — сложность математической модели мягкой мебели по сравнению с «твёрдой» (корпусной). Ведь детали жёсткого каркаса можно легко спроектировать в среде твердотельного моделирования («AutoCAD», «Компас-график», «Solid Works» и т. п.). А вот разработка дизайна 3D-модели мягкой мебели (кресла или дивана) в таких программах может быть выполнена лишь приблизительно. Это помогает визуализировать идею дизайнера, но не даёт возможности «расчленить» модель на детали и подготовить базу для реального производства мебели.
Ситуация такого «программного вакуума» не могла сохраняться долго, и на рынке появились специализированные пакеты для виртуального проектирования мягкой мебели (например, программный продукт «Ассоль»). Такие программы позволяют проектировать любые предметы мягкой мебели по реальным размерам. А готовая 3D-модель может быть автоматически «расчленена» на отдельные плоские детали-развёртки, отлично подходящие для изготовления на 3-х координатном фрезерном станке с ЧПУ. При этом тканевая обивка и прочие «мягкие» детали могут аналогичным образом быть изготовлены на лазерном оборудовании — программа автоматически подготовит соответствующие лекала.
Подготовка производства
При наличии виртуальной модели готового изделия появляется возможность её деталировки. По сути, 3D-модель является базисом для создания комплекта деталей, из которых в конечном итоге состоит любое изделие (в том числе мебель). Каждая деталь тоже является 3D-моделью, но в отличие от общей «сборки» она может быть изготовлена на станке — из единого куска материала заготовки.
Для производства деталей мебели каждый файл-эскиз должен быть преобразован в программу для фрезерного станка с ЧПУ. Управляющая программа строится на базе виртуальной детали: к первоначальному эскизу добавляется вектор — маршрут перемещения фрезы относительно заготовки. Здесь же определяется количество технологических переходов (черновой этап, чистовая обработка и пр.), указывается тип режущего инструмента для каждого перехода в отдельности. А также задаются режимы обработки.
Очевидно, что даже простейший предмет мебели состоит из более чем одной детали. И чем сложнее мебель (в том числе с точки зрения дизайна), тем труднее работать с её виртуальной моделью. Ведь каждая деталь должна быть преобразована в управляющую программу. Под каждую программу нужно подобрать заготовку и осуществить фрезерование изделия на станке. Понятно, что такая сложность повышает вероятность ошибок при производстве. А ведь задача современных утилит облегчать, а не усложнять работу!
К счастью, создатели программных пакетов предусмотрели автоматическое формирование «матрицы» для производства. Так, отдельные лекала деталей, полученные из 3D-модели мебели, группируются по технологическим параметрам. И в дальнейшем, создаётся общая программа для станка — сразу на группу однотипных деталей. При этом программа сама оптимизирует их расположение на листе заготовке с целью экономии материала при производстве и оптимизации маршрута движения фрезы (что также призвано экономить машинное время, сокращая период изготовления изделий). Причём компьютерный «оптимизатор», как правило, всегда «переигрывает» оператора (согласно специальным тестам — на 1-3% в простейшем случае, и на 5-7% при наличии сложного узора или сопряжения деталей). Поэтому ручной контроль или поправка «робота» совершенно не требуется.
Изготовление мебели
Конечным этапом подготовки производства является экспорт всех созданных файлов и сохранение их в формате, «понятном» для конкретной модели фрезерного станка. Для экспорта используется специальная программа — постпроцессор. Она оптимизирует данные управляющей программы, подстраивая их под имеющийся тип оборудования (версию системы ЧПУ). После того как файлы управляющих программ созданы, их остаётся лишь загрузить в память фрезерного станка, установить режущий инструмент, закрепить заготовку и запустить производство. Всё остальное автоматический станок сделает самостоятельно. А «на выходе» получится комплект деталей, которые можно собрать в готовый предмет мебели! Благодаря высокой точности современного оборудования с ЧПУ, готовые детали идеально подходят друг к другу. Поэтому сборка проходит без всяких проблем и не требует «подгонки по месту».
Улучшение и модернизация
Программы для виртуального создания 3D-моделей мебели позволяют не только разрабатывать эскизы средствами компьютерной графики, но и оцифровывать имеющиеся «физические» материалы. К примеру, существующий на предприятии комплект лекал для производства мягкой мебели может быть с лёгкостью переснят и оцифрован. При этом современные программные продукты (уже упоминавшийся в статье комплекс «Ассоль») позволяют обойтись без громоздких сканеров большого формата. Лекала могут просто фотографироваться, а программа сама пересчитает цифровую модель к реальным размерам, уберёт искажения и «помехи» и представит готовый набор виртуальных лекал — в точности соответствующий оригиналу.
Полученный цифровые модели могут быть либо отправлены в производство, либо использоваться в качестве основы для создания новых вариантов мебели на базе хорошо зарекомендовавших себя моделей («лидеров продаж»).