Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Make: Projects - Jednoduché 3D modely s OpenSCAD

Napsal jsem před pár týdny o vzrušení, které obklopuje nový freewarový program Clifford Wolf OpenSCAD. OpenSCAD používá skvělý jednoduchý přístup k 3D modelování, který eliminuje hladovějící prostředí, které je dostupné v prostředí WYSIWYG, které je podporováno většinou balíčků 3D modelování. textové skriptovací prostředí, ve kterém jsou naprogramovány modely namísto vyřezávání. V podstatě napíšete skript popisující tvar vašeho modelu a poté jej zkompilováte tak, aby vytvořil skutečný model, který se pak vykreslí na obrazovce a lze jej exportovat do formátu STL pro 3D tisk nebo jiné účely.

OpenSCAD má dva výkonné funkce pro usnadnění tohoto programování. Prvním z nich je podpora takzvaného „konstruktivního modelování s pevnou geometrií“ (CSG), ve kterém jsou složité formy vytvořeny jako průsečíky, odbory a rozdíly jednoduchých primárních tvarů, jako jsou krabice, válce, kužely a elipsoidy. Pokud jste dříve používali program pro sledování paprsků POV-Ray, tato myšlenka vám bude známa.

Druhou, méně propagovanou (ale možná stejně výkonnou) funkcí OpenSCADu je „DXF extruze“, ve které OpenSCAD importuje 2D výkres v populárním formátu výměny výkresů (DXF) AutoCADu a „extrude“ do třetí dimenze. OpenSCAD má podporu pro lineární extruzi, ve které má výsledná část rovné vertikální strany a také rotační vytlačování, což má za následek část se spirálovitými stranami. Vzhledem k tomu, že velký počet modelů pro rychlé prototypování jsou jednoduché extrudované profily, očekávám, že tato funkce bude vidět mnoho využití.

V tomto tutoriálu vám ukážu, jak používat OpenSCAD k vytvoření jednoduchého 3D modelu pomocí vytlačení profilu součásti vytvořeného v běžném softwaru pro kreslení. Používám Adobe Illustrator CS3, protože k němu mám přístup a jsem obeznámen s jeho rozhraním, ale populární freewarový kreslicí program InkScape bude číst a psát soubory DXF nativně a není důvod, proč by nemohly sloužit stejně dobře, pokud dáváte přednost . Existuje řada dalších bezplatných a nízkonákladových programů, které exportují soubory DXF. Vývojář OpenSCADu zmiňuje QCAD, který je dostupný od jeho vývojáře RibbonSoft za 24 €.

Část, kterou dělám, je jeden z 12 kusů pevných pentomino puzzle založených na zvířatech čínského zvěrokruhu - v tomto případě králíka nebo „Z“ pentomina. Návrhy jsou založeny na návrzích japonského učitele Sabu Oguro, jak je zveřejněno na str. 7. 40 knih Jerryho Slocuma a Jacka Botermana 1986 Staré a nové hádanky: Jak je vytvořit a vyřešit, jehož obraz je reprodukován v horní části tohoto článku. Moje původní DXF soubory a extrudované 3D STL soubory jsou volně dostupné ke stažení v Thingiverse. Dnes ráno v 10:00 PST, Becky Stern bude streamování živého videa z její MakerBot CupCake CNC stroje tiskové části z této sady, a ona a já budeme on-ruka chatovat o procesu tisku a modely samotné. Becky vytiskla a vyfotografovala všechny modely reálného světa uvedené v tomto článku.


Krok 1: Vhodně nastavte velikost umělecké desky

Změnou velikosti stránky nebo umělecké desky na přesně takovou velikost vašeho hotového dílu usnadníte zobrazení vykreslené extruze v OpenSCAD. Zdá se, že nulová souřadnice je určena na základě jednoho rohu desky s uměním, a pokud nakreslíte část stránky o velikosti 1,5 ″ x 1,5 ″ uprostřed stránky s velikostí písmen, skutečný model má tendenci skončit mimo okraj stránky. obrazovku, když ji vykreslíte. Uložte si obtěžování a zmenšete uměleckou desku dolů při prvním vytvoření nového výkresu.


Krok 2: Nakreslete mřížku ve spodní vrstvě

Mřížku nebo jiné vodítka výkresu, které chcete zahrnout, by měla být nejprve nakreslena v samostatné vrstvě. V případě králičího pentomina musí zvířecí profil zapadat do obrysu normálního pentomina „Z“, což je pět čtverců, které jsou jednoduše spojeny, jak je znázorněno na obrázku. Tyto dílky jsou navrženy na 0,5 ″ mřížce, takže začněte kreslením jednoho čtverečku o velikosti 0,5 palce pomocí nástroje pro pole. Poté vytvořte kopii tohoto čtverce, vložte jej a použijte nástroj šipky, aby se jeho rohy zachytily do rohů původního čtverce. Poté opakujte proces kopírování-vložení-přichycení a přidejte zbývající tři čtverce do svých správných pozic. Pak vyberte „vše“ a změňte barvu tahu na jinou než černou, aby bylo možné snadno oddělit dílčí čáry od čar mřížky později. Nakonec uzamkněte vrstvu a vytvořte novou, která nakreslí skutečné čáry dílců. Změňte barvu tahu zpět na černou.


Krok 3: Nakreslete profil součásti bez použití drážek nebo křivek

Dovozce DXF v OpenSCADu je založen na specifikaci souboru DXF Revision 12 (R12) aplikace AutoCAD, která neobsahuje některé z pokročilejších prvků kreslení obsažených v revizích 13 a novějších. Jedná se především o prvky POLYLINE a SPLINE. Není pochyb o tom, že moje verze aplikace Illustrator (CS3) pouze exportuje DXFs revizi 13 a novější, ale zdá se, že jsou zpětně kompatibilní s R12, pokud se vyhnete použití určitých nástrojů pro kreslení, zejména složených cest. Zjednodušeně řečeno, každý řádek ve výkresu musí být samostatným úsečkem, jehož koncové body nejsou spojeny. Nástroje boxu a elipsy fungují také. Ujistěte se, že je zapnuto zaklapávání a že začátek každého segmentu řádku je zachycen přesně na koncový bod předchozího segmentu řádku. V opačném případě bude mít profil součástí otvory a nebude správně vykreslen. Pokud zašroubujete a vložíte nepodporovaný prvek výkresu nebo vytvoříte nedotčený profil součásti, zobrazí se upozornění později, když se OpenSCAD pokusí model vykreslit.


Krok 4: Odstraňte vrstvu mřížky

Když máte profil nakreslený k vaší spokojenosti, uložte výkres v nativním formátu (v případě Illustratoru .AI). Poté vyberte dolní vrstvu obsahující mřížku nebo jiné vodítka výkresu a odstraňte ji a ponechte v ní pouze jeden profil součásti.


Krok 5: Export jako DXF

Pokud máte možnost exportovat v DXF R12, použijte jej. V aplikaci Illustrator CS3 použijte výchozí možnosti exportu DXF, jak je uvedeno výše.


Krok 6: Import souboru DXF do OpenSCAD

Spusťte OpenSCAD, poté zadejte (nebo zkopírujte) následující kód do nového dokumentu…

dxf_linear_extrude (file = “rabbit-Z.dxf”, výška = 12,7, střed = true, konvexita = 1);

… Kde “soubor” je název souboru DXF, který chcete importovat, “výška” je výška v milimetrech, kterou chcete profil vytlačit (12,7 mm = 0,5 ″), “centrum” je logická proměnná, která říká OpenSCAD, zda vycentrovat vykreslený model nebo ne (nikdy jsem s ním nikdy nepořádal) a „konvexita“ je skalární představující jemnost, s níž lze vykreslit zakřivené povrchy. Vzhledem k tomu, že mé profily profilů neobsahují téměř žádné zakřivené povrchy (s výjimkou občasných kruhových otvorů), byl jsem spokojen s minimální konvexností 1. Pokud jsou vaše části křivější než moje, a v závislosti na aplikaci, můžete zvýšit. to. Uložte skript OpenSCAD jako soubor .SCAD s příslušným názvem.


Krok 7: Zkompilujte a vykreslete model

Z rozevíracích nabídek vyberte „Design> Compile and render (CGAL)“ nebo stiskněte klávesu F6. Pokud jste provedli vše správně, měla by se extrudovaná část zobrazit v okně vykreslení v pravém horním rohu pracovního prostoru, jak je zobrazeno. Můžete ji otočit kliknutím levým tlačítkem myši a přetažením myši, posouváním fotoaparátu pravým tlačítkem myši a přetažením a přiblížením a oddálením pomocí rolovacího kolečka.

Pokud soubor DXF obsahuje otevřené cesty nebo nepodporované prvky kreslení, zobrazí se v okně protokolu vpravo dole odpovídající chybová hlášení. Možná budete muset posunout nahoru, abyste je viděli. Z jakéhokoli důvodu, i když jste vyrobili pouze jeden díl, OpenSCAD pravděpodobně ohlásí, že máte ve vašem renderovaném modelu 2 svazky. To může, ale nemusí být chyba; V žádném případě se nezdá, že by to nic nebolelo.


Krok 8: Exportujte model jako soubor STL

V rozevíracích nabídkách vyberte možnost „Design> Export as STL…“, vyberte příslušný název souboru a klepněte na tlačítko „Save“. OpenSCAD by měl v okně protokolu hlásit „Export hotových STL“. A to je vše! Váš 3D model by měl být připraven k tisku nebo importu do kompatibilního 3D modelu WYSIWYG jako je Blender.


Poznámky a nápady

OpenSCAD je stejně chladný, jako je, je stále velmi nedokončenou prací. Přestože jsem se na mě několikrát zhroutil, když jsem se snažil vykreslit soubory DXF s nepodporovanými prvky kreslení, a měl jsem pokaždé spoustu času, když jsem zjistil, že jednotky výšky extruze Z jsou milimetry, celkově jsem byl velmi spokojen s jeho výkonem a lehkostí. použití. Je zde k dispozici základní (a upřímně řečeno, neúplná) uživatelská příručka, a pokud máte problémy, které nemůžete vyřešit experimentováním, nebo které jsou jednoznačně chybami, můžete je nahlásit a / nebo získat pomoc přihlášením k odběru služby OpenSCAD mailing list zde. OpenSCAD je v komunitě MakerBot již velmi populární a jejich skupina Google může být také užitečným zdrojem informací. A jako vždy, můžete uvítat otázky nebo komentáře níže.

Máte-li zájem o pentomino obecně, možná budete chtít vyzkoušet mé dřívější tutoriál o vytvoření sady pevných pentomino z akrylových kostek.

Podíl

Zanechat Komentář