Un point important à comprendre dans votre carrière. 🙂

Rassurez-vous on fera pas de mathématique, c’est pas notre métier, chacun le sien, et j’y comprend pas grand chose non plus… Comprendre comment Catia fonctionne un peu, çà évitera de voir des choses sur le Net comme utilisé Z-Brush pour faire de la pièce mécanique et passer pour un Déficient. 😁

Surtout avec la nouvelle mode des Imprimantes 3D, génial pour le grand public, mais n’étant pas de formation Méca, on y trouve aussi du grand n’importe quoi… 🤐

Vous serez un moment ou un autre confronté à un problème de précisions sur Catia, il faut donc apprendre un peu les bases de son fonctionnement, et ainsi savoir interprété ce que Catia nous dis. Sur plusieurs gros projets en Aéronautique ou j’ai bosser, on à presque à chaque fois eu quelques soucis avec çà. 😋

Catia est un Logiciel complexe et puissant, le plus complexe au monde même je dirais, et la tâche de Dassault est un vrai challenge, pour preuve il n’y à AUCUN autre logiciel capable de faire un avions ou une voiture entière, çà en dis long.

Ce que vous voyez à l’écran n’est pas la réalité, et la réalité ne sera jamais comme vous l’avez décider. C’est tordue j’avoue. 😆

Bon commençons par ce que vous connaissez, le Mesh! 😇

Y’en à partout, dans les jeux vidéos, le cinéma, l’impression 3D, presque tous ce qui nous entoure est fait à base de Mesh. Des points, soit 3 coordonnées X/Y/Z, relié par des lignes, qui forment une surface. Voilà. 😎

Plus on met de points, plus c’est précis, mais plus c’est lourd! 😵

Ca en 1995 çà faisait rêver, et oui. 😑

En général sous 3DS Max ou Blender on fait du Low Poly, on modélise grossier, et on applique un Modificateur qui lisse tous, qui subdivise quoi.

Les Meshs, ou Polygones, sont assez facile à travaillés, à 3 faces (triangles) ou 4 (quads) en générales. C’est la raison majeur qu’on les utilise dans le cinéma et jeux vidéos, rapide, simple, on peut faire un personnage en haute résolutions efficacement.

On préfère les Quads bien souvent dans les Logiciels, comme Maya ou Blender.

Simple à utiliser, mais y’a aussi des règles on fait pas n’importe quoi avec, exemple un polygone à 5 faces…

Sauf que voilà on zoomant à 0.001mm, qui est le niveau de précision normal de Catia, çà sera cubique! Donc faudrait augmentez de façon très très conséquente le maillage pour avoir des surfaces plus lisses, et même là à ce niveau de précision ca serais encore cubique. 😫
Sans conté que votre pauvre carte graphique même à 5000e la carte sera totalement à la ramasse, et vos disques dur totalement saturés.

Les STL d’impression 3D sont des Meshs à base de polygones à 3 faces.

Bref travailler sur un avions composer de milliers pièce à l’écran en Mesh de 1 Giga par pièce, c’est juste impossible, il à donc fallu trouver une autre solution, le NURBS! 😎

NURBS koi??? oo

NURBS! Pour Non-uniform rational B-spline.

En gros, Catia et les Logiciels de CAO fonctionnent en NURBS, des fonctions mathématiques exact, comme en image avec les Bitmap/Jpeg et image Vectoriel.

C’est ce qui différencie les 2 mondes de la 3D comme Blender/3DS Max/C4D et la CAO avec Catia/SolidWork/Nx/Rhyno….

Du NURBS, c’est de la fonction mathématique, parfaite, infinie, précise! Légers en terme de poids de fichier, mais plus long et complexe à concevoir comparé au Mesh. Un personnage sous Blender, en 2h vous pouvez sortir quelque chose, sur Catia 300ans plus tard vous y serez encore. 😅

Chaque ligne, chaque point, chaque surface, soit être définie, couper, assembler, ajusté,… Bref, c’est précis comme on veut, mais très long. Mais ca pardonne pas, on passe son temps à avoir des gros messages d’erreurs. 🤣
C’est des fonctionnes mathématiques, 1+1=2, et pas 1.9999952 ou 2.00000001, sinon les fonctions ne fonctionneront pas. C’est radical, mais précis!

Mesh ou NURBS, deux mondes différents, chacun avec ses avantages et inconvénients, adapté à telle ou telle usage.

Je vous conseille les vidéos suivantes qui expliquent bien les Nurbs:

Dans un monde parfait vous travaillerez donc soit sur du Mesh, pour faire un jolie Vaisseau Enterprise 1709, une jolie nana en Bikini, ou je ne sais quoi… Et en Nurbs pour faire de la CAO pour concevoir une voiture, un avions, une pièce d’impression 3D pour vos projets perso….

Mais dans un Logiciel complexe et/ou un projet complexe, faudra souvent utilisé les 2! 😄

La réalité en faite est plus complexe que blanc ou noir, Mesh ou Nurbs, chaque cas précis peut demandé soit l’un, soit l’autre, soit les deux. 😐

Catia utilisera du Nurbs la plupart du temps, mais si vous récupérez par exemples des Scans 3D de nuages de points, faite des calculs éléments finis, utilisez certains modules comme le Composite, vous aurez à faire à du Mesh. Imagine and Shape utilise aussi du Mesh, que Catia Subdivise en Nurbs. Et c’est encore bien plus complexe, on peut encore catégoriser, mais après je maîtrise plus. 😜

Le Nurbs sur Catia est lent à modélisé, mais, pour ce qu’on veut ici, maîtriser parfaitement le résultat obtenue, c’est parfait avec des fichiers très légers, qui permet d’ouvrir des ensembles de milliers de pièces sans problème de performance. Freestyle et son paradigme sans liens( dis Explicit)et IMA permettra de modéliser beaucoup plus rapidement que le Nurbs classique, mais on sera encore loin d’un 3DS Max ou Maya en terme de rapidité de modélisation.

Dans le cas de Maya, l’un des plus gros Logiciel 3D pour le Cinéma, on peut faire nos objets en Nurbs ou en Mesh, puis les convertirent en Mesh si besoin, ce qui est assez déroutant pour les utilisateurs des autres logiciels 3D comme Cinema4D, 3DS Max, Blender… Mais qui pour vous sera plus logique, puisque on modélise pareil que Maya sous SolidWorks ou Catia en CAO pour les objets de type Nurbs. 😎

En général on modélise en Nurbs les surfaces organiques/mécaniques complexe, et en Mesh pour le reste. C’est ce qui fait aussi la puissance de Maya, là ou les autres logiciels sont moins bon que lui sur le Nurbs.

Prenons un cas un peu débile sur Catia, on fait rarement dans la réalité, mais que vous compreniez mieux:

Un Solide classique, un cube ici, en Nurbs donc, ce qu’il à de plus courant (Pad).

Ensuite un Cube, mais en Surface Nurbs de Subdivisons fait par IMA, on le voit à la couleurs bleue, et dans l’arbre au nom et icône spécifique à ce module.

Puis une Surface Nurbs, qui est le résultat de la coupe du Cube IMA, qui donne une Surface Nurbs par Catia automatiquement, afin que vous puissiez travailler avec normalement avec tous les outils classique de Catia.

A noter donc qu’un Nurbs ou Mesh peut être une surface ou un Solide, car en faite dans le code et de façon général, c’est un peu la même chose, juste on les distinguent pour la facilité de conception, et le code les gère un peu différemment (Exemple avec les Normales).

Bref Mesh ou Nurbs, c’est du cas par cas, plus ou moins adapté selon certains cas, et plus ou moins bien géré par le Logiciel utilisé. La simplification Nurbs = précisions et Mesh = rapide est donc général, et fausse dans certains cas précis. 🤓

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Revenons à Catia, là ou je voulais en venir, donc, c’est qu’elle ne peux pas affiché du NURBS à l’écran! C’est infinie, affiché l’infinie, imaginez! 😱

Donc, on affiche en Mesh! Avec votre belle NVIDIA ou AMD (ou chipset Intel/AMD pour les pauvres), tous est affiché en Mesh, soit convertie. Et donc quelques soucis ici peut vent survenir. Voilà ou je voulais en venir.

On appelle çà la Tessellation, soit la conversion de NURBS en Mesh à base de triangle.

Et donc qui dis NURBS dis précision d’affichage.

Entrons dans la pratique maintenant! 🤗
Déjà, la première chose à savoir en tant que bon Dessinateur, et la première chose à faire, c’est réglé la précision de Catia au mieux, soit 0.01mm. Donc si vous avez tous suivie on règle ici la précision du Mesh à partir de Nurbs. 😋

Fait intéressant Catia travaille à 0.001mm de précision mais on peut régler qu’au centième au plus bas, limitation en 1998? Possible allez savoir…

Quelques valeurs intéressantes de précisions de Logiciels CAO NURBS:
– Catia V4: 0.1mm
– NX: 0.01mm
– Creo: 0.0012mm
– Catia V5: 0.001mm

C’est Catia V5 qui à la plus grosse voyez ici, mais ce sont que des chiffres, tous comme une voiture qui roule à 250km/h sera pas mieux qu’une voiture à 240Km/h. 😉

Mesure « Exact »: Donne une valeur issue de fonction mathématique parfaite NURBS.
Mesure « Approximatif »: Donne une valeur prise sur la 3D affiché, donc variable selon le PC et réglage de la précision.

Le nombre de fois ou sur différent projet on à été embêter à cause de çà, car, Catia, parfois prend l’un ou l’autre… Et c’est pas toujours facile de savoir quelle mesure elle à prise.

Prenons ici un cylindre de 50mm de Diamètre, ou j’ai réglé la précision sur 1mm, oui c’est tous pourrie, mais c’est histoire de bien vous montré:

Comme dis plus haut, Catia fait une Tessellation sur les Parts selon la précision que vous avez mise. Mais, si vous chargez 1000 Part dans un CATProduct, comme par exemple si vous bossez sur un grand Assemblage, cas classique en Aéronautique ou Automobile, vous allez tuez votre PC! 😂

C’est beaucoup trop lourd pour lui, et même si votre PC charge bien tous, il y à moyen d’aller beaucoup plus vite en chargement et performance d’affichage dans les Assemblages. 😋

C’est le fameux Cache System de Catia.

Menu Cache Management et CGR Management:

En gros, quand vous allez ouvrir votre CATProduct, Catia va prendre vos lire vos Parts NURBS, faite une Tessellation triangulaire comme vu plus haut pour pouvoir les affichés, et va refaire une Tessellation beaucoup plus simple, très grossière, en format CGR dans le dossier indiqué dans le menu. Un CGR est donc beaucoup plus légers en maillage, et aussi par le fait qu’il ne charge presque rien, pas d’esquisses, pas de notations,…

Tous ceci va permettre d’ouvrir une maquette beaucoup plus vite ! Tous le monde travaille ainsi, avec le Cache activé. Mais parfois Catia est mal ou pas configuré, et là ca sera à vous de coché ses options. 😋

Si vous cliquer sur une face, elle aura l’air beaucoup plus Tesselé qu’avant:

Mais attention n’allez pas prendre des mesures sur un CGR! 😵
Erreur classique des débutants, et j’avoue au début l’avoir fait… 😶

C’est un CGR, et non la Part charger, toutes les mesures sont indiqué en Approximatif donc. Il faut ensuite charger (Design Mode) la ou les Parts sur lesquelles vous souhaitez travailler, et seulement elle, surtout dans un Assemblage de milliers de Parts. Ainsi vous retrouverez une bonne précision et des mesures Exacts. 😎

Astuce: Il est possible de visualiser et supprimez les fichier de Cache CGR dans l’atelier DMU Navigator, dans Tools – Cache Content:

Aide de DS:
About Working with a Cache System
Product Structure (CATIA Infrastructure User’s Guide ou Product Structure)
Viewing the Cache Content (DMU Navigator)

Mais normalement, vous n’avez pas trop à vous soucié de çà. 😋

Prenons un Bug connue, le Picking Point, Catia vous prend la mesure sur la 3D, en Approximate, et vous dis que c’est du Exact!

Faite donc bien attention au Picking Point avec vos mesure, il était censé être régler mais sur la R2018 toujours pas…

Alors, convertir du Nurbs vers Mesh, c’est assez simple.

Sous Catia vous pouvez faire « Enregistrez sous » en STL par exemple pour l’imprimer, et Hop en 1 seconde chrono c’est fait, le Logiciel à juste mailler les surface Nurbs, selon la précision que vous avez mis dans les options de précision d’affichage.

Mais je vous conseille d’utiliser le module dédié (STL Rapid Prototyping) à la conversion en faisant une Tessellation, c’est plus PRO et vous aurez plus d’option:

Avec le module STL on peut voir en temp réel le maillage, et le changer au besoin, voir carrément le retoucher dans DSE! 😎

Pour l’impression 3D les résines SLA sont à 0.03mm maintenant et les FDM à 0.1mm au moment ou j’écrit ses lignes. A vous de choisir selon la précision voulue, inutile de mettre 0.001mm si la machine imprime à 0.1mm. 🧠

Mesh vers Nurbs, là, c’est plus compliquer. 😌

Catia et d’autre le font, comme les logiciels dédié à la Métrologie.

Y’a différentes techniques, approches, plus ou moins rapide et plus ou moins précise, c’est tout un métier. 🤓

Pour un Scan 3D par exemple, qui est un nuages de points, ba on reconstruit tous par dessus bien souvent, y’a pas de conversion magique direct pour avoir un résultat parfait.

Je vous renvoie à cet autre TUTOS pour plus de détails: SCAN3D – Mesh.

Donc, si vous avez tous suivie, on à les surfaces, et les Solides, qui sont en faites des surfaces fermés avec une notion de matière vers l’intérieur. 😊

Mais, y’a eu un intermédiaire sous Catia, les Volumes avec GSD ! 🤨

Fait pour Toyota à l’époque, c’est juste des surfaces fermé, plus vraiment utilisé et plus limité que les options Solides, donc vous n’avez pas vraiment à vous en soucié. 😋

Rhinocéros fonctionne en Surfacique et Volumiques seulement, donc sans notion de sens matière.

Vous devriez surement être un peu embrouillez. 😁

Pour résumer Catia travaille en NURBS, à 99% du temps, et affiche tous en Mesh, en faisant une Tessellation à base de polygones à 3 cotés. Car Catia ne peut affiché l’infinie. Le mode Cache/CGR est une surcouche en gros d’affichage pour les gros assemblages, qui permet de charger beaucoup plus vite en faisant une Tessellation grossière. 🤓

Pour du Scan 3D ou impression 3D vous travailler sur du Mesh/Nuage de points. Avec ce type de Mesh, on utilisera souvent les modules Digitized Shape Editor/STL Rapid Prototyping/Quick Surface Recontruction selon la finalité désirer, qui peut être de retoucher juste le Mesh, d’en faire une surface propre Nurbs pour le travail (Reverse Engineering), une pièce pour Impression3D…

IMA travail en Mesh/Nurbs, avec une méthode de Sub-Division, la cage de contrôle est en Mesh, et la surface en Nurbs. Méthode Hybride. 👻

Pour convertir sa CATPart en Mesh on viens faire une Tessellation avec le module STL Rapid Prototyping. 😎

Catia utilisera du Mesh pour les calculs éléments finies, plus adapté que du Nurbs, ou pour les dépliés des modules Composites. Ici on à pas à intervenir sur le Mesh, il est traité par le Logiciel et à la fin souvent convertie.

Voilà pour le tour d’horizon dont la façon dont Catia fonctionne de façon simplifié. 🚀

La Docs de Dassault:

Extrait du Chapitre 1 Introduction to FreeformSurface Modelling du Livre Advanced CAD Modeling – Explicit, Parametric, Free-form CAD and Re-engineering (Vukasinovic – 2019):

Un PDF sur les fonctions Mathématiques NURBS de Catia, n’ayez pas peur, vous n’avez pas besoin de comprendre, j’y comprend rien non plus, juste pour infos:

Fait intéressant à la fin le Professeur Vinter dis que même les BAC+3 ont un niveau insuffisant, c’est de la mathématique de haut niveau, Ingénieurs et spécialiser en Math est nécessaire pour comprendre.

NURBS

Donc voilà ce que nous avons besoin de savoir en tant que Dessinateur, rien de plus. 😉

Tous comprendre n’est pas de notre ressort, c’est de la mathématique pur de haut niveau.

Si Catia vous donne parfois certaines valeurs, vous savez maintenant comment mieux les interpréter.