Dessiner un arrosoir en surfacique sur Catia V5 – Part 1

Nous avions, dans ces articles, détaillé la construction d’une pomme d’arrosoir rotomoulée:

et même ajouté un marquage 3D:

Nous allons, dans cet article, modéliser l’arrosoir lui-même (rotomoulé aussi) en nous appuyant sur des paramètres fonctionnels issus d’un autre modèle.
La construction ne sera pas directement faite en solide, bien que cela soit faisable, mais il s’agira de …

Modéliser un arrosoir par une construction surfacique simple sur Catia V5.

Catia V5 Arrosoir surfacique résultat solide

En 3D avec le 3Dxml player de Dassault Système


Le fonctionnel:

Ce modèle porte des éléments 3D ou non qui permettront de piloter la géométrie du corps de l’arrosoir mais aussi de la pomme d’arrosoir et ainsi de faire en sorte que ces deux pièces soient toujours adaptées l’une à l’autre.
Catia V5 arrosoir Fonctionnel organisation

D’un point de vu fonctionnel, un arrosoir pourrait être réduit à quelques paramètres comme son volume, la définition du cône sur lequel la pomme va s’emmancher, l’épaisseur de plastique… Etc.
Je n’ai jamais travaillé sur ce genre de produit, ce ne sera pas un bel arrosoir du commerce, il manque certainement beaucoup de choses mais cela permet d’illustrer cette notion de Catpart fonctionnelle.

Voici une Catpart dans laquelle il n’y a que les paramètres fonctionnels.

Catia V5 arrosoir Catpart Fonctionnel

Elle sera mise en lien avec le modèle de la pomme d’arrosoir et avec le modèle du corps d’arrosoir. Les constructions 3D de chaque pièce devront alors s’appuyer sur ces paramètres importés.

Il est préférable (mais pas obligatoire), avant de les importer, de publier les éléments qui seront exportés.
Ici certains le sont déjà (c’est le modèle fonctionnel de la pomme d’arrosoir également).
Dans le modèle fonctionnel (depuis l’atelier Part design ou Generative shape design), faire une multi sélection des paramètres puis faire “outil/publier”

Catia V5 arrosoir Catpart Fonctionnel publication

Voulez vous publier les éléments sélectionnés ?  Oui

Catia V5 arrosoir Catpart Fonctionnel publication

On obtient cette liste.

Catia V5 arrosoir Catpart Fonctionnel publication

Les éléments s’ajoutent en bas de l’arbre, on valide par OK.
Notez au passage qu’il n’y a pas de distinction entre la publication de l’élément et l’élément lui-même.

Catia V5 arrosoir Catpart Fonctionnel élément publié copié

A ce stade, les paramètres sont publiés dans le modèle fonctionnel mais ils ne sont pas encore en lien avec le modèle de réception.

Il faut alors les sélectionner (en bas de l’arbre dans le conteneur “Publication” du fonctionnel) puis copier (ctrl+c).
Aller dans le modèle de réception (celui du corps de l’arrosoir) puis coller avec lien (Edition collage spécial/ En tant que résultat avec lien).

Catia V5 arrosoir Catpart Fonctionnel élément publié collé avec lien

Les paramètres importés s’ajoutent dans un conteneur spécial (paramètres externes).
Vous noterez le petit P (vert) sur l’icone du paramètre indiquant qu’il est en lien avec le modèle fonctionnel (qui est chargé en session).

Catia V5 arrosoir Catpart Fonctionnel élément publié collé avec lien importés

On peut maintenant commencer notre modélisation.
Rien ne nous empêche d’aller ajouter un paramètre dans le modèle fonctionnel pour l’ajouter à ces derniers.

Vous ne pouvez pas changer ces valeurs directement dans le modèle de réception.
Les paramètres importés sont verrouillés à ce niveau, il faut aller dans le modèle fonctionnel pour en changer les valeurs puis retourner dans le modèle de réception et demander une mise à jour du modèle.

C’est parti pour la modélisation

Nous aurons la bonne idée, comme c’est l’usage en CAO, de ne modéliser que la moitié de l’arrosoir puis de le symétriser (nous pourrons le faire au niveau du solide).
Atelier Generative Shape Design.
Toujours garder à l’esprit le “sens matière”. Le surfacique, qui n’a pas d’épaisseur, représentera une face (intérieur, extérieur ou la fibre neutre) avant l’épaississement. Il faut simplement le savoir et y penser pendant la construction car on pourrait avoir une mauvaise surprise à la fin de la modélisation.
Dans notre cas, je vais modéliser la peau extérieure et ferai pousser la matière vers l’intérieur de la pièce.

La partie principale de l’arrosoir.

Il me plaît de le faire elliptique (comme c’est classique). Commençons par faire une esquisse sur le plan XY d’un trièdre de départ. J’ai pour habitude de prendre comme parent unique un trièdre plutôt que les traditionnels plans de départ.
Je les cache simplement.

Catia V5 arrosoir Catpart préparation modèle triedre de départ

Je place mes nouveaux éléments surfaciques dans un set géométrique (ici Corps).
J’en aurai un autre pour l’anse mais aussi pour le tube verseur.
Dans cette esquisse, je dessine une ellipse et pour la contraindre complètement, je l’affuble de deux tangentes et de deux cotes (grand rayon et petit rayon).

Catia V5 arrosoir Catpart ellipse

Puis, comme je ne souhaite garder que la moitié, je réalise une relimitation ce celle-ci par rapport à l’axe H.

Catia V5 arrosoir Catpart demi ellipse

Enfin, je peux lier les deux cotes par cette formule:

Catia V5 arrosoir Catpart demi ellipse formule

Et puis 100 mm de long (2 x 50mm) ce n’est pas beaucoup pour un arrosoir de 10 litres.
Modifions cela en 350 mm (grand rayon de 175 mm).

Sortons de l’esquisse et lançons nous maintenant dans une deuxième esquisse (plan XZ).
On y projette une extrémité de l’esquisse précédente puis on place une ligne de construction horizontale qui va nous servir à symétriser notre profil.
Pour faire joli, j’ajoute une petite forme avec des rayons de 30mm.

Catia V5 arrosoir Catpart demi profil vertical

Je symétrise le profil dans l’esquisse et ajoute une cote de hauteur à la ligne de symétrie.

Catia V5 arrosoir Catpart profil vertical

On sort de l’esquisse. Je les ai coloriées.

Catia V5 arrosoir Catpart deux esquisses de base

Un petit balayage.

Catia V5 arrosoir Catpart balayage

Ajoutons le fond.
Je place cette nouvelle construction dans un set géométrique qui est lui même un élément du set “Corps”.
Je crée une nouvelle esquisse de la même façon.

Catia V5 arrosoir Catpart esquisse pied

et réalise un balayage. Ceci constituera la zone de contact avec le sol (le pied)
Je remplie alors la partie manquante.
Pour ce remplissage, il manque un segment. Avec un bouton droit dans la boite de dialogue, je crée directement cet élément en agrégation.

Catia V5 arrosoir Catpart balayage pied et remplissage
Je fais ensuite l’assemblage des deux morceaux (le pied et le remplissage) pour obtenir le fond.

Catia V5 arrosoir Catpart assemblage fond

Je me place ensuite dans le set géométrique “Corps” (bouton droit définir l’objet de travail) pour poursuivre avec l’assemblage par un congé de raccordement du fond et de la paroi verticale.
Bien faire attention à donner le bon sens aux flèches (coté intérieur du rayon à construire).

Catia V5 arrosoir Catpart assemblage fond et coté congé raccordement

Voici le résultat.
Comme à chaque opération combinant deux ou plusieurs éléments, les parents sont automatiquement cachés pour voir apparaître le résultat qui est ici un seul et unique objet.

Catia V5 arrosoir Catpart assemblage fond et coté congé raccordement

Ajoutons encore un set géométrique au set “Corps” pour y mettre les éléments constitutifs du la partie supérieure du corps de l’arrosoir.

Plaçons nous de nouveau dans le plan de symétrie (XZ) pour tracer cette esquisse:

Catia V5 arrosoir Catpart esquisse dessus

Les deux coins sont projetés et permettent de tracer un arc de cercle dont la courbure est donnée par la flèche (distance de la corde pointillée à l’arc). La flèche à pour valeur 1/6 de la longueur de la corde.

Sortons de l’esquisse et extrudons directement un peigne.

Catia V5 arrosoir Catpart dessus peigne

Puis remplissons le trou avec l’arc de notre esquisse et le bord de la partie précédente.
Le peigne sert à imposer une direction tangente à la surface de remplissage au niveau du plan de symétrie.

Catia V5 arrosoir Catpart dessus remplissage

Voici le dessus de l’arrosoir :

Catia V5 arrosoir Catpart dessus remplissage

Il reste à le raccorder à la partie principale par un congé de raccordement.
Mais avant de faire cela, je préfère terminer mon set géométrique par un assemblage même si il n’y a qu’un élément à l’intérieur.

Comme pour le fond, il faut bien orienter les flèches rouges lors de l’opération “congé de raccordement” (flèches vers l’intérieur du rayon à construire)

Catia V5 arrosoir Catpart dessus remplissage et congé de raccordement

Le corps de l’arrosoir est presque terminé, il faut encore y pratiquer une ouverture.
Je me place dans le plan XY.
Il me faut une référence pour dessiner le bord de l’ouverture afin quelle ne soit pas trop grande.
Je peux par exemple projeter la forme du bord de la paroi verticale.
Attention, une projection crée un lien parent/enfant. Il faut donc toujours être conscient de ce que l’on projette car ici tout se ressemble et on peut vite se trouver dans un cycle de mise à jour : (
Je veux projeter la forme générale de l’arrosoir. Le plus logique est d’aller chercher cette forme à son origine c’est à dire la première esquisse de la construction.
Je crée ensuite un décalage puis une relimitation par un segment placé à 2/3 de la longueur.

Catia V5 arrosoir Catpart dessus esquisse découpe ouverture
De cette nouvelle esquisse, on peut monter une extrusion.
La valeur de la deuxième limite est liée avec la cote de l’esquisse du profil vertical (bleue). C’est pour éviter que notre extrusion touche le fond de l’arrosoir.

Catia V5 arrosoir Catpart dessus esquisse découpe ouverture

On coupe !
Juste avant, je termine mon set géométrique par un assemblage contenant uniquement mon extrusion.
Je le renomme outil pour ouverture.
Je rends le set géométrique “Corps” actif et lance l’opération de coupe.
Bien choisir le côté à garder.

Catia V5 arrosoir Catpart dessus découpé ouverture

Voilà pour le corps.
Cette construction semble bonne, pourtant elle n’est pas robuste car si l’on modifie les valeurs d’entrée, il est fort possible que la géométrie tombe en erreur.
La raison est que j’ai utilisé des valeurs fixes pour la plupart des cotes.
Pour qu’une géométrie puisse “suivre”, il faut s’appuyer sur des proportions et non des valeurs fixes.

Avant d’aller plus loin, je reviens sur la construction en général afin de m’appuyer sur les deux grandes cotes de mon modèle. Ce sont :

Le grand rayon de l’ellipse (vert pointillé) et la demi hauteur du profil (bleue)

Pour l’esquisse du profil bleu, on a alors toutes les cotes proportionnelles à la demie hauteur (180mm):
Dans ce cas on peut changer à volonté et de façon importante la cote de 180mm, tout suivra dans cette esquisse sans poser de problème.

Catia V5 arrosoir Catpart retouche esquisse proportionnalité

Dans le même genre il faut changer la valeur du rayon de raccordement (R8mm) initial en bas du corps de l’arrosoir.
Le rayon est proportionnel à la cote de 15mm du profil du pied (rose).
Notez l’utilisation de “round” dans la formule pour avoir une valeur de rayon entière.

Catia V5 arrosoir Catpart retouche esquisse proportionnalité formule

Après plusieurs retouches de ce genre, le modèle devrait mieux réagir aux variations de paramètres en entrée.

Nous n’avons pas encore donné de valeurs aux deux cotes en entrée de notre construction (grand rayon de l’ellipse et demie hauteur).
Nous le ferons dans le prochain article à l’aide d’un algorithme d’optimisation comme dans cet article.

Le tube verseur.

Cette partie doit respecter les contraintes géométriques de la Catpart fonctionnelle. C’est aussi celles que nous avons imposées au modèle de la pomme d’arrosoir.

Ces paramètres sont le diamètre du tube au plan de jauge du cône, l’angle du cône et la longueur d’emmanchement.

Nous allons donc construire le tube du verseur en lui donnant une direction principale d’une part et d’autre part en lui donnant une section au niveau de plan de jauge (qu’il faut d’ailleurs positionner).

La direction du tube est construite comme ceci en appuyant la cote de 450mm sur le grand rayon de l’ellipse (2x « le grand rayon de l’ellipse » + 100mm). Le but du tube doit être à la même hauteur que le haut de l’esquisse du profil.
En partie basse, le segment passe par une extrémité de rayon et s’étend sur 50 mm à l’intérieur du corps.

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur

Positionnons le plan de jauge.
Il doit être à 60mm / 2 de l’extrémité.

Utilisons un plan normal à une courbe passant par un point sur courbe à 30mm (on fait alors une formule liée au paramètre externe “Hauteur__totale_emmanchement”) de l’extrémité haute.

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur plan de jauge normal

Dans le détail, on a ceci pour le plan:

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur plan de jauge normal

et son point agrégé.

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur plan de jauge normal

On peut alors poser notre esquisse (la demi-section au plan de jauge).
Le point sur courbe positionnant le plan est projeté et sert de centre pour la création du cercle.
Ce cercle est relimité par l’axe de l’esquisse.
Son rayon est lié au paramètre externe “Diam_plan_jauge_pomme”

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur section au plan de jauge

On peut alors créer la peau du tube verseur par une simple révolution.
Première étape, on trace une esquisse comme celle-ci en projetant une extrémité du profil au plan de joint (le demi-cercle) et également la direction du tube verseur. L’angle est celui imposé par le paramètre importé du fonctionnel divisé par deux.

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur profil

La révolution ne pose pas de problème sur 180° en tournant autour de la direction du tube.

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur révolution

La prochaine étape consisterait à relimiter par un congé de raccordement ces deux éléments.
Il serait imprudent de faire cette opération tout de suite car la partie du tube à l’intérieur du corps peut (selon les paramètres en entrée) venir toucher la paroi du fond. Ceci mettrait l’opération de congé de raccordement en péril.

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur révolution risque interférence

Il convient alors de recouper le tube au plus proche de la surface du corps.

Faisons cela en fabriquant d’abord une peau décalée par rapport à celle du corps.
On copie et colle avec lien le résultat du « Corps » dans notre set géométrique “Verseur”.

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur recoupe par peau

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur recoupe par peau

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur recoupe par peau coller avec lien

image

Nous pouvons alors faire un décalage vers l’intérieur de 3mm.

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur recoupe par peau décalage

Et couper le tube par cette peau.

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur recoupé

Voilà, comme cela, ça fonctionne à coup sûr… Enfin j’espère.

Catia V5 arrosoir Catpart direction tube verseur recoupé

Nous allons tout de même ajouter un petit renfort pour éviter de déchirer le plastique à l’encastrement du tube.

Je crée un nouveau set géométrique sous “Verseur” et j’y met une nouvelle esquisse.
Je projette l’axe du tube.
Je pars du milieu de l’axe horizontalement et m’étends vers la droite jusqu’à la verticale de l’extrémité basse de l’axe du tube.

Catia V5 arrosoir Catpart tube verseur recoupé renfort direction

Au bout de ce segment je place un plan normal et j’y attache une esquisse.

Dans celle-ci, je projette l’extrémité de l’axe et construit un demi profil oblong de 20mm par 8mm.

Catia V5 arrosoir Catpart tube verseur recoupé renfort profil

Puis je l’extrude et le découpe par la peau décalée utilisée précédemment pour couper le tube.

Catia V5 arrosoir Catpart tube verseur recoupé renfort

Je peux alors réaliser un congé de raccordement entre ces deux éléments.

Catia V5 arrosoir Catpart tube verseur recoupé renfort congé raccordement

Puis je termine mon set géométrique par un assemblage contenant uniquement cet élément.

Catia V5 arrosoir Catpart tube verseur recoupé renfort congé raccordement assemblage final

L’anse

C’est le troisième est dernier élément de l’arrosoir.
Je ne dessinerai ici qu’un tube courbé allant de l’arrière du corps (en bas) jusqu’à l’avant (en haut).
Je commence par le guide dans une esquisse portée par le plan de symétrie.

Je projette les éléments du profil vertical du corps et symétrise la partie du haut.
Le chemin est constitué de deux arcs de cercle. Un grand passant par un point projeté en bas à droite.
Ce cercle est ensuite positionné grâce à deux cotes identiques ayant pour but de tenir l’anse à distance du corps. Un dernier arc de cercle tangent au premier passe par un des points symétrisé.
J’étends le profil sur 30 mm à l’intérieur du corps.

Catia V5 arrosoir Catpart anse guide

Cela me permet de positionner un plan normal à cette courbe en son extrémité et tracer l’esquisse du profil de l’anse.

Catia V5 arrosoir Catpart anse profil

Ø50 mm pour l’anse c’est un peu gros.
Je file à l’étage pour engueuler les stylistes qui se précipitent dans le bureau de l’ergonome qui finalement tombe d’accord avec moi et réduit le diamètre à 40 mm.
Il faut donc retourner dans le modèle fonctionnel et changer la cote.

Voilà qui est fait. N’oublions pas d’enregistrer la modif sur le fonctionnel puis retournons dans notre Catpart d’arrosoir.

Catia V5 arrosoir Catpart anse modification paramètre externe

Il ne s’est rien passé ou presque.
Le paramètre importé est toujours à 50mm !?
Oui mais le petit “P” sur le pictogramme est devenu jaune et indique qu’il faut mettre le modèle à jour.
Update !
Voilà ! le paramètre est bien passé à 40mm ce qui a impacté l’esquisse.

Catia V5 arrosoir Catpart anse modification paramètre externe update

Un petit balayage.

Catia V5 arrosoir Catpart anse balayage

Bon, c’est pas super élégant. Faudra remonter ça aux stylistes. On verra ça dans l’article suivant.
En attendant on continue car ce ne sera pas difficile de modifier la trajectoire ou le profil.

Comme pour le tube verseur, je découpe les portions de tube qui s’étendent à l’intérieur du corps par la peau décalée du « Corps » lui-même.

Catia V5 arrosoir Catpart anse balayage recoupé

Je termine la construction de l’anse par un assemblage de cet unique élément.

Catia V5 arrosoir Catpart anse assemblage final

L’assemblage de tout ça…

Pour résumer, nous avons 3 sets géométriques qui se terminent chacun par un assemblage abritant la géométrie que nous devrons assembler.

Nous allons alors ajouter un set géométrique assemblage et y mettre les dernières opérations.

Catia V5 arrosoir Catpart avant assemblage

Définissons comme objet de travail le set “Assemblage”.

Lançons une opération de “congé de raccordement” et allons chercher dans l’arbre les deux « sous assemblages » (qui se trouvent à la fin des constructions) qui nous intéressent (le Corps et le verseur).
Attention au sens des flèches.

Catia V5 arrosoir Catpart congé de raccordement

 

Voilà le résultat.

Catia V5 arrosoir Catpart congé de raccordement

Nous pouvons alors faire la deuxième opération entre ce résultat et l’assemblage de l’anse.

Catia V5 arrosoir Catpart congé de raccordement

Et voilà !

Catia V5 arrosoir Catpart congé de raccordement

Pour finir

L’arrosoir est presque terminé. Il faut symétriser et épaissir pour en faire un solide.
On peut faire cela dans n’importe quel ordre car on peut symétriser aussi bien dans le solide que dans le surfacique.
Je préfère toutefois le faire dans le surfacique pour vous montrer d’autres choses dans l’article suivant.

Alors on symétrise tout de suite.

La partie blanche est l’image symétrique de la partie orange que nous venons de construire.

Catia V5 arrosoir Catpart arrosoir surfacique symétrie

Mais attention, cette opération ne soude pas les deux morceaux. Il faut ensuite les assembler.

Catia V5 arrosoir Catpart arrosoir surfacique symétrie assemblage

Cet assemblage est le point final de la construction surfacique ! Cool, enfin !

Passons au solide

On définit le corps de pièce comme étant l’objet de travail et on change d’atelier –> Part Design.

La fonction est « Surface épaisse »:

Catia V5 arrosoir Catpart arrosoir surfacique solide épaissir

On cache le surfacique

Oh le bel arrosoir !

Catia V5 arrosoir Catpart arrosoir solide résultat

Oui, je sais, l’anse n’est pas jolie.

Dans le prochain article nous verrons comment:

  • adapter les dimensions de l’arrosoir pour obtenir un volume cible avec le bon niveau de remplissage.
  • faire l’assemblage de l’arrosoir et de la pomme d’arrosoir.
  • Retoucher cette anse car elle est trop moche : )

Voilà encore un article assez long (si vous lisez ça c’est que vous avez du courage, Bravo !).
Le but était de mettre en pratique la conception multi-modèles avec une Catpart Fonctionnelle ainsi que de présenter quelques outils simples de la modélisation surfacique.
J’espère que cela vous a plu, alors n’hésitez pas à en parler autour de vous et mettez un like, c’est cool !

Le 3D à télécharger gratuitement

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Technicien dans l'âme et résolument passionné d'aviation, je vous invite à découvrir la CAO sur des thèmes variés avec un seul but ... Créer !

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