Ako a kde získať 3D modely v elektronike

S rastúcim výkonom výpočtovej techniky rastú aj nároky na samotný vývoj zariadení. Preto mnohé firmy vyvíjajúce CAD softvéry na návrh dosiek plošných spojov (DPS) vyvíjajú rôzne nástroje na uľahčenie vývoja a hlavne skrátenie času uvedenia výrobku na trh. Jedným zo smerov, ako uľahčiť tento vývoj, je vizualizácia vytvorenej DPS v 3D priestore, čím sa otvárajú mnohé nové možnosti.

Mnohé dnešné CAD softvéry dokážu zobraziť navrhnutú dosku v 3D a/alebo exportovať navrhnutú dosku plošných spojov do 3D mechanických CAD programov pre ďalšiu prácu. V niektorých prípadoch je tiež možné aj spätné importovanie dosky z 3D prostredia do návrhového systému. To umožňuje následné skontrolovanie rozmerov, dier a osadenie konektorov, čím sa predíde zmätkom ešte pred samotnou výrobou. Na obr. 1 je znázornený model DPS a vedľa je vyrobená a osadená DPS [1]. Avšak aby bolo možné pracovať s 3D modelmi, je potrebné 3D modely vyrobiť, respektíve nájsť a pripojiť ich k jednotlivým footprintom použitých komponentov na doske. V CAD systémoch pre elektroniku sú väčšinou podporované modely s príponou .step (respektíve .stp) alebo .wrl.

Obr. 1 zľava: 3D model navrhnutej dosky plošných spojov; vyrobená a osadená doska plošných spojov

Možností, ako získať 3D model komponentov, je viacero. Najrýchlejšou metódou je nájdenie príslušného modelu na webe. Vo všetkých prípadoch sa musia záujemcovia najskôr zaregistrovať. Výborne spracované modely, nielen v 3D, je možné nájsť na webovej stránke 3D ContentCentral [2]. Modely nájdené na tejto stránke sa dajú exportovať do rôznych formátov, použiteľných nielen pri návrhu DPS, ale aj pri mechanickom návrhu a simuláciách, ako je napríklad termálna analýza.

Iným zdrojom 3D modelov súčiastok je napr. webová stránka TraceParts [3]. Stiahnutie 3D modelov súčiastok (kategória Komponenty pre elektronický priemysel) je možné vo formátoch wrl aj step. Táto knižnica má podobné rysy ako ďalšia uvedená knižnica 3D modelov (DesignSpark), takže je možné, že ide o duplikát podporovaný firmou RS Components.

Na webovej stránke DesignSpark [4] je k dispozícii knižnica 3D súčiastok pre elektroniku pod záložkou ModelSource – 3D Models (pozrite obr. 2 vpravo). Modely je možné stiahnuť vo formáte step a wrl.

Obr. 2 Prezentácia 3D modelu na webe (zľava): 3D ContentCentral, TraceParts, DesignSpark

Ďalšou možnosťou, ako získať precízne 3D modely, je ich vlastný návrh. Na tento účel je možné použiť rôzny softvér, od freeware programov až po CAD softvéry pre mechanický návrh, ako je napríklad SolidWorks, AutoCAD a iné. Toto riešenie je veľmi prácne a zaberá veľa času. Jedným z dostupných freeware programov je wings3D [5], ktorý dokáže exportovať 3D modely do rôznych formátov, vrátane .wrl (obr. 3). Podrobný návod písaný v češtine je dostupný na webe [6].

Obr. 3 3D model nakreslený v prostredí wings3D

Poslednou, no nie vždy podporovanou metódou, je vytvorenie 3D modelov z footprintov použitých komponentov pridaním dodatočného, tretieho rozmeru, čím vznikne 3D obrys súčiastok. Túto možnosť ponúka napríklad Altium Designer (obr. 4).

Obr. 4 3D model nakreslený v Altium Designeri