modèle solide

Un modèle solide est une représentation informatique tridimensionnelle complète d'un objet dont le volume intérieur est défini mathématiquement, et non seulement la peau extérieure. Contrairement à un modèle filaire (qui ne montre que les arêtes) ou à un modèle surfacique (qui ne montre que les faces), un modèle solide contient des informations sur ce qui se trouve à l'intérieur. Cette distinction est extrêmement importante en fabrication, car un modèle solide peut être interrogé pour des propriétés comme la masse, le centre de gravité, le moment d'inertie et le volume sans travail supplémentaire.

Les modèles solides sont construits à partir d'opérations booléennes sur des formes primitives: cubes, cylindres, sphères, cônes et tores. Une pièce est construite en ajoutant (union), soustrayant (différence) et intersectant ces volumes. Par exemple, un trou traversant dans un bloc est réalisé en soustrayant un cylindre d'un solide rectangulaire. Le logiciel de CAO suit toute la géométrie et la topologie, de sorte que chaque arête, face et volume fermé reste mathématiquement cohérent. Cette cohérence est ce qui permet aux opérations en aval de fonctionner de manière fiable.

Les deux principales technologies de noyau sont la représentation par les frontières (B-rep), qui stocke l'objet comme une collection de faces, d'arêtes et de sommets; et la géométrie de construction de solides (CSG), qui préserve la séquence des opérations booléennes utilisées pour construire le modèle. La plupart des systèmes de CAO modernes utilisent B-rep en interne car il se convertit plus facilement aux formats de fabrication comme les fichiers STL (stéréolithographie) ou STEP. B-rep peut également être édité en déplaçant directement les faces et les arêtes, ce que CSG ne permet pas.

Dans les flux de travail de fabrication, les modèles solides alimentent directement la programmation CNC, l'analyse par éléments finis et l'impression 3D. Un modèle solide peut être découpé en fichiers de couches pour la fabrication additive, ou il peut être traité par un logiciel de FAO pour générer des trajectoires d'outils. Lorsque les modèles sont mal définis, avec des lacunes entre les surfaces, des normales inversées ou des faces manquantes, le logiciel en aval les rejettera ou produira un résultat défectueux. La validation du modèle est une étape critique avant la fabrication.

Le terme solide peut induire en erreur les nouveaux venus. Cela ne signifie pas que l'objet est physiquement solide; une boîte creuse est un modèle solide valide. Cela signifie que la représentation mathématique est complète et non ambiguë quant à ce qui se trouve à l'intérieur de la frontière et à ce qui se trouve à l'extérieur. Un modèle surfacique de la même boîte creuse manquerait de cette distinction et échouerait si vous essayiez de calculer son poids ou de vérifier si un point se trouve à l'intérieur ou à l'extérieur.