3DCad Studio 1.3: Arquitetura Dual-Engine CAD, Open CASCADE BRep, Solver 2D e MCP 3DCad Studio 1.3: Dual-Engine CAD Architecture, Open CASCADE BRep, 2D Solver and MCP

O 3DCad Studio 1.3 marca a evolução da plataforma para uma arquitetura Dual-Engine CAD, unindo a agilidade da modelagem paramétrica por malhas CSG à precisão analítica de engenharia através do núcleo Open CASCADE Technology (v7.8) e Replicad compilados em WebAssembly. O estúdio roda 100% no navegador e offline, preservando privacidade total e zero instalação.

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3DCad Studio — Dual-Engine CAD, BRep analítico e montagens

O Melhor dos Dois Mundos: Malhas CSG + Sólidos BRep Exatos

Para atender tanto a prototipagem rápida e fatiamento 3D quanto a engenharia mecânica de alta precisão, o 3DCad Studio agora opera com dois motores geométricos integrados:

  1. Motor de Malhas Paramétricas (CSG): Modelagem ágil com Three.js e CSG em milímetros, ideal para peças rápidas, modificadores visuais e geração de malhas STL, OBJ e 3MF.
  2. Núcleo BRep Exato (Open CASCADE WASM): Geometria analítica contínua baseada em Boundary Representation (BRep), executada em segundo plano via Web Worker dedicado (cad_worker.js, cad_kernel.js). Permite operações avançadas como revoluções analíticas, concordâncias e chanfros contínuos, casca (shell) e exportação analítica padronizada em formato STEP (ISO-10303-21).

Solver Geométrico de Esboço 2D com Análise de DOF

O novo editor de esboços 2D traz um solver não-linear Levenberg-Marquardt amortecido com decomposição QR Jacobian, fornecendo controle interativo e cálculo em tempo real de Graus de Liberdade (DOF - Degrees of Freedom):

  • 16 tipos de restrições geométricas e dimensionais: Horizontal, Vertical, Coincidente, Distância/Comprimento, Tangente, Perpendicular, Paralela, Igualdade de Raio/Comprimento, Concêntrica, Ponto Fixo e Ângulo.
  • Badge de Status de DOF: Sinaliza visualmente se o esboço está sub-restringido (Under-constrained), totalmente restringido (Fully-constrained) ou sobre-restringido (Over-constrained).
  • Extração Automática de Loops e Furos: O extrator topológico identifica automaticamente o perfil externo e laços fechados internos para operações de extrusão ou revolução 360° em sólidos com furos concêntricos precisos.

Montagens Cinemáticas com Juntas e Simulação

A aba Montagem no painel de propriedades permite estruturar múltiplos corpos e conectá-los por juntas mecânicas padronizadas:

  • Juntas Suportadas: Fixa (Fixed), Revoluta (Revolute - rotação com limites angulares em graus), Deslizante (Slider - translação com curso mínimo e máximo em mm) e Esférica (Ball).
  • Cinemática Direta em Tempo Real: Controle deslizante interativo para movimentar juntas individualmente no viewport 3D respeitando batentes mecânicos.
  • Animação Cinemática: Modo de teste dinâmico contínuo (Animate Joints) para validar folgas, encaixes e interferências.

Histórico Paramétrico e Árvore de Operações

O grafo paramétrico (ParametricHistoryGraph) registra a linhagem hierárquica de recursos (primitivas, extrusões, revoluções, booleanas BRep, concordâncias e chanfros). Ao alterar uma dimensão ou restrição na base do projeto, o grafo recalcula em cascata todos os passos dependentes, preservando as operações posteriores.

Servidor MCP (Model Context Protocol) para Automação por IA

O 3DCad Studio inclui uma implementação completa de servidor MCP (mcp_server.cjs) compatível com agentes de IA (Claude Desktop, Cursor, Gemini CLI, Antigravity):

  • 8 Ferramentas CAD: cad_create_solid, cad_sketch_solve, cad_revolve, cad_edge_finish, cad_add_joint, cad_export_step, cad_get_scene, cad_clear_scene.
  • 2 Recursos Expostos: cad://scene (árvore do projeto e estatísticas da cena) e cad://joints (definição cinemática das montagens).

Validação Técnica e Confiabilidade

A versão 1.3.0 foi submetida a uma bateria abrangente de 51 testes automatizados, assegurando:

  • Convergência do solver 2D em menos de 50ms para laços complexos;
  • Integridade volumétrica analítica exata em esferas, cilindros e cones BRep;
  • Tolerância micrométrica na exportação e importação de arquivos STEP analíticos via Open CASCADE;
  • Persistência íntegra em IndexedDB e compatibilidade regressiva absoluta com projetos legados v2;
  • Isolamento estrito de cache PWA com atualização atômica para 3dcad-studio-v1.3.0.

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3DCad Studio 1.3 marks the evolution of the platform into a Dual-Engine CAD architecture, combining the speed of CSG parametric mesh modeling with engineering-grade analytical precision powered by Open CASCADE Technology (v7.8) and Replicad compiled to WebAssembly. The studio runs 100% in-browser and offline, ensuring total privacy and zero installation.

Open 3DCad Studio · Source and documentation · 1.3.0 release

3DCad Studio — Dual-Engine CAD, Analytical BRep and Assemblies

The Best of Both Worlds: CSG Meshes + Exact BRep Solids

To address both rapid prototyping / 3D printing and precision mechanical engineering, 3DCad Studio now operates with two complementary geometric engines:

  1. Parametric Mesh Engine (CSG): Fast, interactive modeling with Three.js and CSG in millimeters, optimized for rapid visual iteration and standard STL, OBJ, and 3MF generation.
  2. Exact BRep Kernel (Open CASCADE WASM): Continuous analytical geometry based on Boundary Representation (BRep), executed in the background via a dedicated Web Worker (cad_worker.js, cad_kernel.js). Enables advanced operations including true revolution solids, continuous fillets and chamfers, shelling, and standardized analytical STEP (ISO-10303-21) export.

2D Geometric Sketch Solver with Live DOF Analysis

The rebuilt 2D sketcher features a damped Levenberg-Marquardt non-linear solver with QR Jacobian decomposition, offering interactive manipulation and real-time tracking of Degrees of Freedom (DOF):

  • 16 geometric and dimensional constraints: Horizontal, Vertical, Coincident, Distance/Length, Tangent, Perpendicular, Parallel, Equal Radius/Length, Concentric, Fix Point, and Angle.
  • Live DOF Status Badge: Real-time indicator displaying Under-constrained, Fully-constrained, or Over-constrained state.
  • Automatic Wire and Hole Extraction: Topological loop detector automatically separates outer profiles and internal closed loops for extrusion or 360° revolve operations with precise concentric bores.

Kinematic Assemblies with Joints and Simulation

The Assembly tab in the properties inspector allows structuring multi-body assemblies connected by standardized mechanical joints:

  • Supported Joint Types: Fixed, Revolute (rotational with angle limits in degrees), Slider (linear prismatic translation with stroke limits in mm), and Ball (spherical 3-DOF).
  • Real-Time Forward Kinematics: Interactive joint test slider to drive individual kinematics in the 3D viewport while respecting physical motion limits.
  • Kinematic Animation: Continuous dynamic preview mode (Animate Joints) to verify clearances, fits, and assembly motion.

Parametric History Graph & Feature Tree

The dependency graph (ParametricHistoryGraph) tracks the hierarchical lineage of modeling features (primitives, extrusions, revolves, BRep booleans, fillets, chamfers). Modifying any foundational sketch dimension or primitive automatically recalculates downstream features step-by-step.

MCP (Model Context Protocol) Server for AI Automation

3DCad Studio includes a complete Model Context Protocol server (mcp_server.cjs) designed for AI agent integration (Claude Desktop, Cursor, Gemini CLI, Antigravity):

  • 8 CAD Tools: cad_create_solid, cad_sketch_solve, cad_revolve, cad_edge_finish, cad_add_joint, cad_export_step, cad_get_scene, cad_clear_scene.
  • 2 Resources: cad://scene (live scene tree and geometry stats) and cad://joints (kinematic assembly joint definitions).

Technical Validation & Reliability

Version 1.3.0 is verified by a test suite of 51 automated tests, validating:

  • Sub-50ms solver convergence on multi-constraint geometric loops;
  • Mathematical analytical volume precision across BRep spheres, cylinders, and cones;
  • Micrometric accuracy in analytical STEP roundtrips via Open CASCADE;
  • Reliable IndexedDB autosave and 100% backward compatibility with legacy v2 projects;
  • Strict PWA cache scoping with atomic migration to cache 3dcad-studio-v1.3.0.

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