Fusion 360 – co to za program i dlaczego warto nauczyć się projektowania 3D?

Projektowanie 3D jeszcze kilkanaście lat temu kojarzyło się przede wszystkim z drogim oprogramowaniem wykorzystywanym przez konstruktorów i duże firmy produkcyjne. Dzisiaj sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Coraz więcej osób projektuje własne elementy do druku 3D, części maszyn, obudowy urządzeń, meble, uchwyty czy prototypy produktów. Jednym z programów, który świetnie wpisuje się w ten trend, jest Fusion 360, obecnie rozwijany przez Autodesk pod nazwą Autodesk Fusion.

Projektowanie 3D jeszcze kilkanaście lat temu kojarzyło się przede wszystkim z drogim oprogramowaniem wykorzystywanym przez konstruktorów i duże firmy produkcyjne. Dzisiaj sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Coraz więcej osób projektuje własne elementy do druku 3D, części maszyn, obudowy urządzeń, meble, uchwyty czy prototypy produktów. Jednym z programów, który świetnie wpisuje się w ten trend, jest Fusion 360, obecnie rozwijany przez Autodesk pod nazwą Autodesk Fusion.

To znacznie więcej niż zwykły program do tworzenia modeli 3D. Fusion łączy w jednym środowisku narzędzia CAD, CAM, CAE, projektowanie elektroniki PCB oraz zarządzanie danymi projektowymi. Dzięki temu ten sam projekt można stworzyć, zmodyfikować, przeanalizować, przygotować do produkcji i dalej rozwijać bez ciągłego przenoszenia plików pomiędzy wieloma niezależnymi aplikacjami.

Czym właściwie jest Fusion 360?

Fusion 360 to program przede wszystkim do projektowania parametrycznego i modelowania 3D, ale jego możliwości są zdecydowanie szersze. Autodesk pozycjonuje Fusion jako zintegrowaną platformę do projektowania i wytwarzania produktów. Możemy rozpocząć pracę od prostego szkicu 2D, nadać mu określone wymiary i zależności, a następnie przekształcić go w przestrzenny model. Dalej możliwe jest dodawanie otworów, zaokrągleń, faz, gwintów, kieszeni oraz kolejnych elementów konstrukcji.

Program pozwala pracować zarówno z prostymi częściami, jak i bardziej rozbudowanymi projektami składającymi się z wielu komponentów. To właśnie połączenie stosunkowo przystępnego sposobu pracy z zaawansowanymi możliwościami sprawiło, że Fusion 360 stał się popularny nie tylko wśród inżynierów, ale także majsterkowiczów, użytkowników drukarek 3D oraz osób tworzących własne prototypy.

Modelowanie parametryczne – jedna z największych zalet Fusion 360

Jednym z powodów, dla których warto zainteresować się Fusion 360, jest modelowanie parametryczne. W dużym uproszczeniu oznacza ono, że projekt nie jest jedynie „wyrzeźbioną” bryłą. Poszczególne elementy mogą być powiązane wymiarami i zależnościami. Wyobraźmy sobie prosty uchwyt z dwoma otworami. Możemy określić, że ma mieć 100 mm długości, 40 mm szerokości, 5 mm grubości, a otwory mają znajdować się w określonej odległości od krawędzi.

Jeżeli później okaże się, że uchwyt powinien mieć długość 120 mm, nie trzeba koniecznie projektować wszystkiego od początku. Zmiana odpowiedniego wymiaru może spowodować automatyczne przeliczenie kolejnych elementów modelu. Właśnie dlatego modelowanie parametryczne jest niezwykle wygodne podczas tworzenia części technicznych. Autodesk wskazuje zarówno modelowanie parametryczne, jak i bezpośrednie jako jedne z możliwości dostępnych w środowisku Fusion.

Fusion 360 i druk 3D – bardzo dobre połączenie

Dla wielu osób pierwszym powodem zainteresowania Fusion 360 jest zakup drukarki 3D. Gotowych modeli można znaleźć w internecie tysiące, ale prędzej czy później pojawia się potrzeba stworzenia czegoś dopasowanego dokładnie do własnych potrzeb. Może to być uchwyt do telefonu, obudowa elektroniki, organizer do szuflady, adapter, podstawka, część zamienna czy element montażowy.

I właśnie tutaj Fusion 360 pokazuje swoje możliwości. Zamiast szukać przez godzinę modelu, który „prawie pasuje”, można samodzielnie zmierzyć potrzebny element suwmiarką i zaprojektować własną część.

Co więcej, projekt pozostaje edytowalny. Jeżeli pierwszy wydruk okaże się o 0,3 mm za ciasny, można poprawić konkretny wymiar i przygotować kolejną wersję. Takie podejście jest szczególnie przydatne podczas tworzenia funkcjonalnych wydruków 3D, gdzie większe znaczenie niż efekt wizualny mają odpowiednie wymiary, otwory, tolerancje i dopasowanie poszczególnych części.

Szkice 2D – od nich zaczyna się większość projektów

Pierwsze spotkanie z Fusion 360 często zaczyna się właśnie od szkicownika. Wybieramy jedną z płaszczyzn i zaczynamy tworzyć figury: linie, prostokąty, okręgi, łuki czy wielokąty. Następnie nadajemy im wymiary oraz określamy zależności. Możemy na przykład ustalić, że dwie linie mają być równoległe, dwa okręgi współśrodkowe, a wybrany element ma znajdować się dokładnie pośrodku.

Na początku może się wydawać, że zajmuje to więcej czasu niż zwykłe narysowanie kształtu. Szybko okazuje się jednak, że dobrze przygotowany szkic znacznie ułatwia późniejsze modyfikowanie modelu. Po zakończeniu szkicu można wykorzystać między innymi wyciągnięcie profilu i zamienić płaski kontur w przestrzenną bryłę.

Nie tylko proste bryły

Fusion 360 nie ogranicza się do projektowania pudełek, uchwytów i elementów składających się z prostokątów. Program pozwala tworzyć znacznie bardziej skomplikowane geometrie. Dostępne są różne metody modelowania pozwalające budować powierzchnie, organiczne kształty i bardziej złożone elementy. Fusion oferuje narzędzia przeznaczone zarówno do modelowania mechanicznego, jak i rozwijania koncepcji produktu.

Można więc wykorzystać go do projektowania obudowy urządzenia elektronicznego, elementów produktu użytkowego, konstrukcji mechanicznej czy prototypu przygotowywanego do dalszych testów.

Fusion 360 jako program CAM

Jedną z cech odróżniających Fusion od prostych programów do modelowania 3D jest rozbudowana część produkcyjna. CAM, czyli Computer Aided Manufacturing, pozwala przygotować proces obróbki zaprojektowanego elementu. Fusion umożliwia tworzenie ścieżek narzędzi potrzebnych podczas pracy między innymi z obrabiarkami CNC. Autodesk opisuje Fusion jako wspólne środowisko CAD i CAM, dzięki któremu projekt oraz przygotowanie produkcji mogą odbywać się na bazie tych samych danych.

Ma to ogromną zaletę. Jeżeli konstruktor zmieni geometrię części, nie trzeba rozpoczynać całego przygotowania produkcji od zera w zupełnie innym programie. Dla użytkownika domowej drukarki 3D funkcje CAM mogą początkowo nie mieć większego znaczenia. Jednak dla osoby pracującej z CNC albo planującej w przyszłości rozwijać produkcję są już bardzo interesującym rozszerzeniem możliwości programu.

Symulacje i sprawdzanie projektu przed wykonaniem części

Stworzenie ładnie wyglądającego modelu to jedno. Zupełnie inną kwestią jest odpowiedź na pytanie: czy zaprojektowana część rzeczywiście wytrzyma obciążenia, którym będzie poddawana?

Fusion posiada narzędzia związane z analizami i symulacjami inżynierskimi. Autodesk wskazuje możliwość wykorzystania różnych metod analizy do sprawdzania formy, dopasowania i działania projektowanych produktów.

W profesjonalnym projektowaniu pozwala to wykryć część problemów jeszcze przed wykonaniem fizycznego prototypu.

Oczywiście prawidłowa interpretacja wyników wymaga wiedzy z zakresu mechaniki i właściwego przygotowania założeń symulacji. Sam fakt, że program pokazuje kolorową mapę naprężeń, nie oznacza jeszcze, że projekt został prawidłowo przeanalizowany. Jest to jednak bardzo przydatne narzędzie dla konstruktorów i osób rozwijających bardziej zaawansowane projekty.

Projektowanie części i całych zespołów

Rzadko kiedy bardziej rozbudowany produkt składa się z jednego elementu. Obudowa może mieć pokrywę, śruby, zawias, płytkę elektroniczną i kilka części wewnętrznych. Fusion pozwala organizować projekt za pomocą komponentów i tworzyć konstrukcje składające się z wielu współpracujących ze sobą części.

Dzięki temu można sprawdzić, czy elementy rzeczywiście do siebie pasują, w jaki sposób powinny się poruszać i czy podczas pracy nie dochodzi między nimi do niepożądanych kolizji. Jest to szczególnie wygodne podczas projektowania mechanizmów, składanych konstrukcji, obudów oraz produktów składających się z wielu części.

Elektronika i projektowanie PCB

Ciekawą cechą Fusion jest połączenie projektowania mechanicznego z narzędziami do elektroniki. Autodesk uwzględnia projektowanie elektroniki i płytek PCB jako jeden z obszarów funkcjonalnych platformy.

Ma to znaczenie szczególnie podczas tworzenia własnych urządzeń.

Możemy projektować zarówno elektronikę, jak i mechaniczną obudowę produktu, dzięki czemu łatwiej kontrolować położenie płytki, gniazd, przycisków, przewodów czy otworów wentylacyjnych.

To dobry przykład pokazujący, dlaczego Fusion należy traktować jako coś więcej niż program do rysowania modeli 3D.

Projekty w chmurze i praca nad kolejnymi wersjami

Fusion mocno wykorzystuje środowisko chmurowe. Projekty oraz dane mogą być zarządzane w ramach projektów i hubów, a system wspiera współpracę oraz kontrolę wersji.

Przy prostym modelu wykonanym w domu może wydawać się to mało istotne. Znaczenie rośnie wraz z rozmiarem projektu.

Zamiast tworzyć pliki o nazwach:

uchwyt_final

uchwyt_final2

uchwyt_final_poprawiony

uchwyt_final_poprawiony_naprawde_final

możemy korzystać z kolejnych wersji projektu i znacznie łatwiej wracać do wcześniejszych etapów pracy.

W przypadku zespołów projektowych takie podejście pomaga również utrzymać bardziej uporządkowany przepływ danych.

Czy Fusion 360 jest trudny?

Na początku – trochę tak. Osoba, która nigdy wcześniej nie korzystała z programu CAD, musi poznać sposób tworzenia szkiców, zależności, komponentów oraz podstawowych operacji na bryłach. Interfejs zawiera również wiele narzędzi, których początkujący użytkownik przez długi czas w ogóle nie będzie potrzebował.

Dobra wiadomość jest taka, że nie trzeba znać całego Fusion 360, żeby zacząć tworzyć użyteczne projekty. Do zaprojektowania pierwszych elementów do druku 3D często wystarczy opanowanie kilku podstaw: szkiców, wymiarowania, wyciągania, wycinania, zaokrągleń, faz, powielania elementów oraz pracy z komponentami. Dopiero później można stopniowo poznawać bardziej rozbudowane funkcje.

Czy Fusion 360 jest darmowy?

Autodesk nadal udostępnia Fusion do użytku osobistego, ale jest to ograniczona wersja przeznaczona dla kwalifikujących się użytkowników realizujących domowe, niekomercyjne projekty. Wersja Personal Use ma ograniczenia między innymi w zakresie CAM, elektroniki, dokumentacji 2D oraz obsługiwanych formatów importu i eksportu.

Nie należy więc traktować jej jako bezpłatnej licencji przeznaczonej do normalnej działalności komercyjnej. Autodesk określa szczegółowe warunki kwalifikacji do wersji Personal Use, dlatego przed wykorzystaniem programu do działalności zarobkowej warto sprawdzić aktualne zasady licencjonowania. Dla hobbysty chcącego nauczyć się projektowania własnych elementów możliwość korzystania z ograniczonej wersji programu może być jednak bardzo dobrym sposobem na rozpoczęcie nauki.

Dla kogo Fusion 360 będzie dobrym wyborem?

Lista zastosowań jest naprawdę długa. Program może zainteresować konstruktorów, inżynierów, operatorów i programistów CNC, projektantów produktów, elektroników, użytkowników drukarek 3D, modelarzy i majsterkowiczów. Szczególnie dobrze odnajdą się w nim osoby tworzące rzeczy, które później mają rzeczywiście powstać w świecie fizycznym.

Fusion 360 nie służy bowiem wyłącznie do przygotowania atrakcyjnej wizualizacji. Jego mocną stroną jest droga prowadząca od pomysłu i modelu CAD do prototypu, obróbki lub gotowego produktu. Autodesk właśnie takie połączenie projektowania, inżynierii i produkcji wskazuje jako jedno z głównych zastosowań platformy Fusion.

Czy warto nauczyć się Fusion 360?

Jeżeli interesuje Cię druk 3D, konstruowanie własnych elementów lub szeroko rozumiane projektowanie techniczne – zdecydowanie warto przynajmniej poznać podstawy.

Początkowo nawet stworzenie zwykłego pudełka może zająć trochę czasu. Po opanowaniu podstaw zaczyna się jednak dostrzegać ogromną różnicę pomiędzy pobieraniem gotowych modeli a możliwością samodzielnego zaprojektowania dokładnie takiego elementu, jakiego w danej chwili potrzebujemy.

I właśnie wtedy Fusion 360 staje się naprawdę ciekawy. Nie jest już kolejnym programem z dziesiątkami niezrozumiałych ikon, lecz narzędziem, dzięki któremu pomysł można zmienić w precyzyjny model, prototyp, część do drukarki 3D albo element przygotowany do dalszej produkcji.

Fusion 360 daje sporo przestrzeni do rozwoju – można zacząć od prostych uchwytów i organizerów, później przejść do mechanizmów i złożeń, a z czasem zainteresować się CAM, symulacjami czy projektowaniem całych produktów. To właśnie ta możliwość stopniowego rozwijania umiejętności sprawia, że program pozostaje interesującym rozwiązaniem zarówno dla początkujących, jak i znacznie bardziej zaawansowanych użytkowników.