modelo sólido

Un modelo sólido es una representación tridimensional completa por computadora de un objeto en la que el volumen interior se define matemáticamente, no solo la piel exterior. A diferencia de un modelo de alambre (que muestra solo los bordes) o un modelo de superficie (que muestra solo las caras), un modelo sólido contiene información sobre lo que hay dentro. Esta distinción es enormemente importante en la fabricación porque un modelo sólido puede ser consultado para propiedades como masa, centro de gravedad, momento de inercia y volumen sin trabajo adicional.

Los modelos sólidos se construyen a partir de operaciones booleanas sobre formas primitivas: cubos, cilindros, esferas, conos y toros. Una pieza se construye añadiendo (unión), sustrayendo (diferencia) e intersecando estos volúmenes. Por ejemplo, un agujero pasante en un bloque se realiza sustrayendo un cilindro de un sólido rectangular. El software CAD rastrea toda la geometría y la topología, por lo que cada borde, cara y volumen encerrado permanece matemáticamente coherente. Esta coherencia es lo que permite que las operaciones posteriores funcionen de manera fiable.

Las dos principales tecnologías de kernel son la representación de límites (B-rep), que almacena el objeto como una colección de caras, bordes y vértices; y la geometría sólida constructiva (CSG), que conserva la secuencia de operaciones booleanas utilizadas para construir el modelo. La mayoría de los sistemas CAD modernos utilizan B-rep internamente porque se convierte más fácilmente a formatos de fabricación como STL (estereolitografía) o archivos STEP. B-rep también se puede editar moviendo caras y bordes directamente, lo que CSG no puede.

En los flujos de trabajo de fabricación, los modelos sólidos se alimentan directamente a la programación CNC, el análisis de elementos finitos y la impresión 3D. Un modelo sólido se puede dividir en archivos de capas para la fabricación aditiva, o puede ser procesado por software CAM para generar trayectorias de herramientas. Cuando los modelos están mal definidos, con huecos entre superficies, normales invertidas o caras faltantes, el software posterior los rechazará o producirá resultados defectuosos. La validación del modelo es un paso crítico antes de la fabricación.

El término sólido puede inducir a error a los recién llegados. No significa que el objeto sea físicamente sólido; una caja hueca es un modelo sólido válido. Significa que la representación matemática es completa e inequívoca sobre lo que está dentro del límite y lo que está fuera. Un modelo de superficie de la misma caja hueca carecería de esta distinción y fallaría si intentara calcular su peso o verificar si un punto se encuentra dentro o fuera de ella.