Modelización piezas de chapa con CATIA V5 · 2018. 3. 13. · APC045-MODELIZACION PIEZAS DE CHAPA...

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Modelización piezas de chapa con CATIA V5

APC045-MODELIZACION PIEZAS DE CHAPA CON CATIA V5

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Indice

1 INTRODUCCION. ............................................................................................. 4

2 ESQUEMA DE MODELIZACION .......................................................................... 5

3 PROCESOS PREVIOS ...................................................................................... 7

4 ENVOLVENTE ................................................................................................. 8

5 FALDILLAS INCLINADAS ................................................................................ 10

6 ESTAJES ..................................................................................................... 11

6.1 Aplicación. ............................................................................................................. 11

6.2 Creación de la User-Feature ................................................................................. 12

7 ESPESOR DE FALDILLA ................................................................................. 14

8 RECANTEOS DE ESQUINAS ............................................................................ 15

9 RECORTES DE FALDILLA ............................................................................... 16

10 DOBLES FALDILLA. .................................................................................... 17

11 TALADROS DE ALIGERAMIENTO ................................................................... 18

11.1 Aplicación. ........................................................................................................... 18

11.2 Creación de la User-Feature ............................................................................... 20

12 BORDONES ............................................................................................... 22

12.1 Aplicación ............................................................................................................ 22

12.2 Creación de la Feature. ....................................................................................... 23

13 DESARROLLO ............................................................................................ 25

13.1 Aplicación ............................................................................................................ 25


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13.2 Creacion de la feature. ........................................................................................ 27

14 RADIOS DE FALDILLA .................................................................................. 29

CASOS PARTICULARES .................................................................................... 30

15 INTEROPERABILIDAD CON CATIA V4 ........................................................... 31

Referencias ........................................................................ ¡Error! Marcador no definido.

Glosario .............................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Aprobación y autorización ............................................... ¡Error! Marcador no definido.

Registro de revisiones ...................................................... ¡Error! Marcador no definido.


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1 Introducción.

Este documento proporciona la metodología necesaria para la modelización de piezas de chapa utilizando la herramienta CATIA V5. Esta metodología esta basada en la creación de características utilizando las herramientas PART-DESIGN, USER-FEATURE y KNOWLEDGE, consiguiéndose una modelización parametrizáda con la ventaja de que cualquier cambio va a estar controlado en función del tipo de feature normalizada o el parámetro correspondiente. Para la modelización de algunas características se han creado herramientas especiales mediante User-Feature basadas en las normas estándares indicadas, definiendo como se han generado para seguir el mismo criterio en el caso de desarrollar casos similares. A continuación encontramos un esquema resumen del proceso de modelización de cada una de las características, las cuales se describirán mas específicamente en cada uno de los apartados.


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2 Esquema de modelizacion

1. ENVOLVENTE

2. FALDILLA INCLINADA

3. ESTAJES

4. ESPESOR

5. RECANTEOS DE ESQUINA


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6. RECORTES DE FALDILLAS

7. DOBLE FALDILLA

8. TALADROS DE ALIGERAMIENTO 9. BORDONES


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3 Procesos previos

En primer lugar hay que copiar los elementos de referencia que vamos a utilizar de otros modelos, manteniendo (en los casos que sea conveniente) la relación con dichos modelos mediante un pegado especial “Paste Special with Link”. Este grupo de elementos se incluirá en una familia “Open Body”, a la que identificaremos como Elementos importados.

A continuación vamos a definir los principales datos de la pieza como parámetros, mediante

“Create Formulas and parameters” .

Espesor de chapa

Radio interior de doblado

Alturas de faldillas

Angulo de faldillas

Las superficies que copiamos como importadas, se recortarán por los planos correspondientes para conseguir unas superficies cómodas y útiles para la modelización de la pieza.

Parámetros definidos

Elementos de referencia

Comentario [DPyS1]: ..\..\online\prtug\prtugat0100.htm


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4 Envolvente

Como primer paso vamos a crear una envolvente, la cual nos servirá de base para ir añadiendo las operaciones necesarias. En función de la forma de la pieza y la posición de las superficies de apoyo, podemos optar por dos métodos. Método 1

Siempre que sea posible elegiremos esta opción, ya que utilizamos solo una “feature”.

Crear un contorno Sketcher en un plano normal a la cara plana, con un lado coincidente con dicha cara y con un espesor igual a la mayor de las faldillas (asociar al parámetro).

Para la creación de la envolvente vamos a utilizar la “feature” PAD a partir del contorno del Sketcher y limitarla con las superficies correspondientes (en el ejemplo se emplean dos límites).

Coincidencia con el plano

Asociado al parámetro de ancho de faldilla

Superficies límites

Comentario [DPyS2]: ..\..\online\prtug\prtugbt0501.htm


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Método 2

Crear un contorno Sketcher en la cara plana de la pieza, dándole creces en la zona de apoyo de superficies.

Crear la envolvente con la “feature” PAD , introduciendo como dimensión, el parámetro de ancho de faldilla.

Cortar la envolvente con “feature” “SPLIT“ por las superficies correspondientes.

Creces

Superficie límites

Comentario [DPyS3]: ..\..\online\prtug\

prtugbt0501.htm

Comentario [DPyS4]: ..\..\online\prtug\

prtugbt0706.htm


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5 Faldillas inclinadas

Para crear las faldillas inclinadas vamos a utilizar la feature DRAFT . Para ello seleccionamos la faceta a inclinar, la faceta neutral y el ángulo que lo incluimos como fórmula procedente de los parámetros definidos.

Faceta a inclinar

Faceta neutral


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6 Estajes

Para crear los estajes vamos a utilizar la herramienta User-Feature. Para ello se ha creado con anterioridad la “feature” que desarrolla esta característica conforme a la norma CAN10079, que se

encontrará en el catálogo de modelización que se encuentra disponible.

A continuación, además de definir la forma de aplicarlo, se indica como se ha creado para seguir el mismo criterio para desarrollar casos similares.

6.1 Aplicación.

El proceso de aplicación de un estaje se hará insertando la “User-Feature” que se encuentra en el

catálogo de Features de modelización con el nombre de JOGGLE.

Como Imput tenemos:

el plano límite de la pieza que crea el estaje

la faceta o superficie de apoyo.

Y como Parameter introduciremos los valores correspondientes según la norma:

a profundidad de estaje.

r radio mínimo de redondeo.

f distancia de seguridad.

l longitud de estaje.

Plano de estaje

Faceta

En función de la

tabla de la norma


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El resultado final será la User Feature llamada Estaje dentro del Part Body. Insertaremos una “User-Feature” por cada estaje que tengamos.

6.2 Creación de la User-Feature

El estaje lo vamos a realizar con una operación de SPLIT . Para ello necesitaremos una superficie de corte, que será el resultado de las operaciones que detallamos a continuación. Primero creamos dos planos paralelos al del estaje. El primero a una distancia de seguridad (f). Y el segundo a la distancia del estaje (l) de este anterior. Creamos sus correspondientes parámetros.

Vamos a alargar la superficie de apoyo, para ello primero sacamos los límites con BOUNDARY ,

y seguidamente realizamos un EXTRAPOLATE , con una longitud de 10mm.

Lo siguiente es realizar un OFFSET en el sentido del estaje de la superfie de apoyo, y

seguidamente interseccionar esta superficie y el plano (f ), con INTERSECTION . Y también crear la intersección de la superfice de apoyo y el plano (l). El OFFSET lleva el parámetro asociado profundidad de estaje (a).

Plano del estaje

Plano a distancia del estaje (l)

Plano a distancia de seguridad (f)


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Entre estas dos curvas realizamos un BLEND .

Seguidamente realizamos un FILLET entre el BLEND y la superficie de apoyo extrapolada. Y otro entre la superficie resultante y el OFFSET. Estos FILLET llevarán asociado el parámetro r.

El siguiente paso es cortar esta superficie resultante por un plano que generaremos paralelo al más alejado del plano de estaje, a una distancia igual a r. Este paso lo realizamos para que el corte del

estaje acabe ahí, y no pueda cortar otra parte de la pieza. El corte lo hacemos con SPLIT .

Esta es la superficie que utilizaremos para realizar un SPLIT al Part Body. Con la geometría generada creamos la User-Feature con INSERT+USER FEATURE+ USER FEATURE CREATION : En Definition Introducimos los siguientes elementos:

El SPLIT de corte

Los Parámetros

El OpenBody con los elementos de referencia necesarios Como Imputs nos debe aparecer:

Plano de estaje

Superficie de apoyo En Parameters, publicamos los parámetros creados anteriormente: f, r, l y a Y en Outputs solamente tiene que aparecer como resultado principal el SPLIT.

Fillet (r)


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7 Espesor de la pieza

Para crear el espesor de faldilla se tiene que realizar con anterioridad el radio de doblado con

FILLET seleccionando la faceta correspondiente. El radio se introduce como fórmula en función de la suma del parámetro del espesor y el radio interior de doblado.

A continuación se utiliza la feature SHELL para crear el espesor, seleccionando la faceta correspondiente. El espesor se introduce como fórmula en función del Parámetro existente.

Faceta

Faceta


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8 Recanteos de esquinas

Para realizar los recanteos vamos a utilizar cortes con las superficies correspondientes. Una vez

generadas todas las superficies se agrupan con la función JOIN (seleccionando “Ignore

erroneous elements”). Con esta superficie realizamos el corte con un SPLIT .


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9 Recortes de faldilla

Se generará una superficie mediante una extrusión de una curva normal a la superficie mediante la

función SWEEP . Con esta curva realizaremos un SPLIT sin incluir los radios de esquina.

NOTA : en el caso de faldillas inclinadas, es necesario crear la superficie de corte para crear el

límite normal a la faldilla.


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10 Dobles faldilla.

Para conseguir una faldilla doble vamos a utilizar una superficie SWEEP con una guía y la cara de la faldilla como referencia. Con esa superficie y el parámetro del espesor, utilizando la función

THICKSURFACE conseguimos la faldilla, definiendo a continuación los radios.

Superficie de referencia

Curva guía


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11 Taladros de aligeramiento

Para crear los taladros de aligeramiento vamos a utilizar la herramienta User-Feature. Para ello se ha creado con anterioridad la “feature” que desarrolla esta característica conforme a la norma ASN451.01, que se encontrará en el catálogo de modelización que se encuentra disponible.

A continuación, además de definir la forma de aplicarlo, se indica como se ha creado para seguir el mismo criterio para desarrollar casos similares.

11.1 Aplicación.

Disponemos de cuatro User Feature, aplicando la norma ASN 451.01, correspondientes a taladros estándar y de precisión, y en función del rango del espesor aplicado. Para taladros estándar (hasta 1.4 mm de espesor y desde 1.6 mm) Para taladros de precisión ( hasta 1.2 mm y desde 1.4 mm)

Como paso previo tenemos que crear un Body nuevo, en el cual se insertarán las estas features y que debe permanecer activo.


catálogo de Features de modelización con el nombre de:

CUTOFF EDGE HOLES ( PRECISION 1,2-1,4)

CUTOFF EDGE HOLES ( PRECISION 1,4-1,6)

CUTOFF EDGE HOLES ( STANDARD 1,2-1,4)

CUTOFF EDGE HOLES ( STANDARD 1,4-1,6)

Como IMPUTS tenemos:

Cara del sólido

Punto de taladrado sobre la cara

Parámetro del espesor Como PARAMETERS tenemos:

Diámetro nominal del taladro, el cual tiene la tabla de Excel asociada para elegir el tipo correspondiente.


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Si hubiera más taladros de aligeramiento en la misma cara, incluiríamos en el body anterior todos los User Features a aplicar.

Por último este body lo sumamos con UNION TRIM al Part Body, seleccionando como facetas a retirar las correspondientes a los taladros.

En la tabla asociada, como

nota informativa tenemos

el diámetro en la base D, y

la altura del taladro H.

Facetas a retirar


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NOTA : Cada feature « CUTOFF EDGE HOLES» tiene asociada su tabla correspondiente según

norma, para que en cualquier momento podamos cambiar de tipo.

11.2 Creación de la User-Feature

La creación de la faldilla del taladro de aligeramiento, la vamos a conseguir con una revolución de un sketcher. La cara de apoyo debe ser plana, y en un plano normal a esta, vamos a colocar el sketcher a revolucionar, apoyándonos en el punto de taladrado. Lo siguiente es crear el sketcher en ese plano, además vamos a crearlo en otro body, al igual que el SHAFT, para luego unirlo al part body. (Necesario para crear la user feature) Diseñamos el contorno tomando como referencia el punto de taladrado y restriccionando según lo parámetros que vamos a crear según la norma ASN 451.01: Nominal diameter, D (diámetro en la base), H (altura) y espesor (de chapa).


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Con este sketcher vamos a hacer un SHAFT. Y seguidamente hacemos un ASSEMBLE entre este body y el Part Body.. Por otra parte hemos generado una tabla de Excel basándonos en la norma ASN 451.01, con los parámetros antes citados, excepto el espesor. Posteriormente los asociamos a los creados en el sketcher.

Con la geometría generada creamos la User-Feature con INSERT+USER FEATURE+ USER FEATURE CREATION: En Definition Introduciremos los siguientes elementos: .

El ASSEMBLE de unión.

Los Parámetros


Cara del sólido

Punto de taladrado sobre la cara

Parámetro del espesor En Parameters, solamente publicamos el parámetros Nominal diameter, el cual tiene la tabla de diseño asociada. En Documents tiene que aparecer la tabla de excel asociada, una vez que grabamos la user

feature. En Outputs solamente tiene que aparecer como resultado principal el ASSEMBLE.


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12 Bordones

Para crear los bordones vamos a utilizar la herramienta User-Feature. Para ello se ha creado con anterioridad la “feature” que desarrolla esta característica conforme a la norma ASN 451.05, que se

encontrará en el catálogo de modelización que se encuentra disponible. A continuación, además de definir la forma de aplicarlo, se indica como se ha creado para seguir el mismo criterio para desarrollar casos similares.

12.1 Aplicación

Disponemos de una User Feature, aplicando la norma ASN 451.01

Como paso previo tenemos que crear un Body nuevo, en el cual se insertarán las features y que debe permanecer activo.


catálogo de Features de modelización con el nombre de STIFFENING DEPRESSIONS

Como IMPUTS tenemos:

la cara de apoyo

los planos de simetría del bordón (plano del largo y plano del ancho)

el parámetro del espesor. Como PARAMETERS:

la longitud total del bordón (L)

la altura de este (h), a la cual va asociada un atabla de diseño. Esta User Feature la crearemos en un Body vacío, el cual sumaremos al Part Body con UNION

TRIM , seleccionando las caras a eliminar en el proceso.

Cara de apoyo

Planos de simetría Facetas a retirar al

realizar la operación

UNION-TRIM


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12.2 Creación de la Feature.

Vamos a seguir la norma ASN 451.05, por la cual vamos a definir los parámetros: L, l , h, r1, r2, R y Espesor. Generamos una Tabla Excel con los valores de h, r1, r2 y R. L va a ser un parámetro libre, al igual que el espesor.

Creamos un Open Body llamado Elementos del Bordón, donde estará toda la geometría necesaria

como definición en la User Feature a excepción del THICKSURFACE final. La modelización se va a basar en una superficie creada a partir de un contorno Sketcher que corre por una espina también definida en un Sketcher, limitándose con radios esta superficie con la cara de apoyo de la pieza. También se define una superficie extruida por el contorno exterior para poder aplicarlo con el UNION-TRIM


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Para poder insertar esta última operación en el User Feature, es necesario que aparezca colgando

de un ASSEMBLE en el Part Body, así que antes lo insertamos para hacer esta operación en otro Body vacío. Con la geometría generada vamos a INSERT+USER FEATURE+ USER FEATURE CREATION En Definition Introduciremos los siguientes elementos: .

El ASSEMBLE de unión.

Los Parámetros


Cara del sólido

Planos de simetría

Parámetro del espesor En Parameters

la longitud total del bordón (L)

la altura de este (h), a la cual va asociada un atabla de diseño. En Documents tiene que aparecer la tabla de Excel asociada, una vez que grabamos la user

feature. En Outputs solamente tiene que aparecer como resultado principal el ASSEMBLE.


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13 Desarrollo

El desarrollo de la pieza se va a obtener mediante la aplicación de las User-Feature que se han creado al respecto. Se aplicarán por cada faldilla a desarrollar y es imprescindible apoyarse sobre una cara plana. En concreto existen dos tipos de User-Feature que se encontrará en el catálogo de modelización que se encuentra disponible, que se aplicarán en función de las características de la faldilla:

Para faldillas constantes en función de BA según norma DIN9003.

Para faldillas variables apoyadas en superficies con doble curvatura, o faldillas con ángulo variable. En este caso se va a disponer de varias User-Feature en función del número de planos intermedios, y si queremos que dichos planos sean Imputs a la hora de aplicarlos.

Una vez creados todos los desarrollos, se sumarán para obtener el desarrollo definitivo. A continuación, además de definir la forma de aplicarlo, se indica como se ha creado para seguir el mismo criterio para desarrollar casos similares.

13.1 Aplicación

El proceso de creación de un estaje se hará insertando la User Feature creada dentro de un OpenBody llamado « DESARROLLO ». El proceso de generar un desarrollo se hará insertando la “User-Feature” que se encuentra en el

catálogo de Features de modelización con el nombre de DESARROLLO.

En este catálogo van a existir los correspondientes a los tipos y características que hemos apuntado anteriormente:

DESARROLLO FALDILLA CONSTANTE

DESARROLLO FALDILLA VARIABLE 10 PLANOS DEFINIDOS

DESARROLLO FALDILLA VARIABLE 10 PLANOS NO DEFINIDOS

DESARROLLO FALDILLA VARIABLE 20 PLANOS DEFINIDOS

DESARROLLO FALDILLA VARIABLE 20 PLANOS NO DEFINIDOS

En el caso de planos definidos se crean automáticamente a distancia constante En el caso de planos no definidos hay que seleccionarlos a la hora de aplicarlos. Es conveniente cuando nos encontramos con faldillas con recortes, en las cuales podemos seleccionar los planos de cambio de altura de faldilla. Por ahora se han creado desarrollos con 10 o 20 planos intermedios, que se usarán en función de la variación de la faldilla


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DESARROLLO FALDILLA CONSTANTE Como Imputs tenemos:

plano de apoyo

planos límites laterales

superficie a desarrollar

Parámetros de espesor, radio interior, ángulo de faldilla y ancho de faldilla. En Outputs solamente tiene que aparecer como resultado principal la superficie FILL DESARROLLO FALDILLA VARIABLE Como Imputs tenemos:

plano de apoyo


superficie límite superior

Superficie de apoyo de faldilla

Parámetros de espesor y radio interior

(En su caso los planos intermedios)

En Outputs solamente tiene que aparecer como resultado principal la superficie FILL

Planos laterales

Superficie de apoyo

Superficie limite superior

Plano de apoyo


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13.2 Creación de la feature.

Para faldillas constantes Esta User-Feature se ha creado sobre la base de la norma DIN 9003 siguiendo el método de dimensionado 2

Los inputs de nuestra User Feature llamada Desarrollo de chapa de ángulo constante, van a ser de dos tipos: geometría y parámetros.

Geometría: Planos límites, superficie base y para desarrollar.

Parámetros: Espesor, Radio de doblado, ancho de faldilla y ángulo de doblado.

Creamos un Open Body nuevo llamado Geometría de desarrollo, donde vamos a colgar toda la geometría necesaria para la construcción del desarrollo.

Vamos a utilizar como superficie a desarrollar el EXTRACT de la cara. Lo primero que vamos a

hacer es agrandar la superficie a desarrollar con EXTRAPOLATE , para que no haya problemas

con las intersecciones, para ello sacamos previamente el BOUNDARY . Seguidamente hallamos las intersecciones de esta superficie con los planos límites y con el plano

base con la orden INTERSECTION . Vamos a hacer una paralela a la intersección de la superficie con el plano base, a una distancia que viene dada por el método 2 de la norma DIN9003.

X = (R+S)*tg( /2)

Siendo R el radio de doblado de la chapa, S el espesor y el ángulo de doblado.

Nota: Modificamos la fórmula, y sustituimos por (180deg-), ya que tomamos el ángulo de distinto sitio.

Después volvemos a hacer otra paralela a esta última a una distancia L igual a:

L = Ancho de faldilla + BA – X

Siendo el ancho de faldilla un parámetro, X la distancia calculada en el apartado anterior y BA otro parámetro igual a la longitud del arco de doblado definido por la siguiente fórmula.

BA =(/180deg) **(R+s/2)


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Lo siguiente será recortar todo el perímetro con TRIM y crear la superficie desarrollada con

FILL . Con la geometría generada creamos la User-Feature con INSERT+USER FEATURE+ USER FEATURE CREATION:

En Definition Introduciremos los siguientes elementos: .

El Parámetros BA


plano de apoyo


superficie a desarrollar

Parámetros de espesor, radio interior, ángulo de faldilla y ancho de faldilla. No se publica ningún parámetro Parameters. En Outputs solamente tiene que aparecer como resultado principal el FILL.

Faldillas apoyadas en superficies con doble curvatura, o faldillas con ángulo variable

Esta User-Feature se ha generado de la siguiente manera:

Conseguir la superficie neutra de la faldilla incluido el radio.

Cortar esa superficie por un número de planos determinados

Crear el desarrollo de esas intersecciones como líneas en el plano de apoyo y con las longitudes correspondientes.

Con los puntos extremos de esas líneas definir un spline que junto al resto de límites conseguiremos una superficie FILL que será la superficie desarrollada.


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14 Radios de faldilla

Por último vamos a realizar los radios de faldilla con FILLET , seleccionando las aristas correspondientes.


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Casos particulares

Existen casos que por sus características pueden modelizarse de una manera más sencilla, como es el caso de: PERFILES

En este caso puede crearse un perfil RIB en base a un contorno de Sketcher y una espina, realizándose al final los cortes necesarios SPLIT.

Contorno

Espina


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15 Interoperabilidad con CATIA V4

El comportamiento del sólido y la superficie desarrollada de un modelo CatPart al ficharse como modelo .model es el siguiente:

El sólido se transforma en un *SOL creado a partir de un *VOL.

La superficie desarrollada se transforma en un *SKI

También se conservan todos los elementos usados como referencia para generar el sólido: planos, curvas, facetas, etc.

NOTA: tanto el sólido como la superficie desarrollada mantienen las mismas características que al

generarse directamente en V4, y por lo tanto no supondrá ningún problema tanto para crear las proyecciones en dibujo como para su fabricabilidad.

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