DAK/DAP-skolen
Artikkel 2 – Grunnleggende metoder for 3D-modellering
Den første artikkelen viste en del
generelle anvendelser av tredimensjonale solidmodeller. Her vil vi vise
mer i detalj hvordan en slik modell kan konstrueres fra grunnen. Modellen
som bygges er en enkel brakett, der vi benytter basisfunksjonene i 3D-verktøyet.
Den første skissa
En modell starter vanligvis med en
plan strekskisse som så ekstruderes eller roteres til et emne. I dette
tilfellet skal vi tegne et rektangel som så ekstruderes normalt på profilen.
Det er kanskje den aller enkleste formen for 3D-modellering. Figuren
under viser en del av brukergrensesnittet for en foreløpig tom modell.
Til venstre i bildet finnes historietreet,
der hvert byggesteg vil komme fram fortløpende. Den tomme modellen består
hovedsakelig av tre plan, som vi kan bruke til å legge den første skissa
på. Disse planene har ulik orientering i rommet, og er navngitt deretter:
Front, Top og Right
Det aller første som gjøres er å
velge hvilket plan skissa skal legges på; dette får følger for orienteringen
av den ferdige modellen. I dette tilfellet skal det modelleres sett
ovenfra, hvilket innebærer at planet Top
velges. Som figuren viser, har vi flere verktøy tilgjengelig for å tegne
skisser. Med rektangel valgt, kan vi sette i gang. Markøren gir tilbakemelding
om dimensjonene på rektangelet, uten at disse målene vil bli begrensende
på noen måte. Denne metoden gir frihet til raskt å tegne grunnformen
på skissa.
Figur 1 : Rektangulær
skisse
Etter at den prinsipielle formen
er gitt, setter vi dimensjoner på linjene for å kunne definere geometrien
entydig. Hvis det er ønskelig kan ett eller flere mål utelates. Da vil
vi kunne dra og strekke i modellen, og den vil være såkalt variometrisk
oppbygget. Rektangelet under har fått alle nødvendige mål og relasjoner.
Med relasjoner menes begrensninger som f.eks. at to av linjene er horisontale
og to vertikale. Et annet viktig poeng er at alle hjørnene er sammenhengende,
men det sørger programvaren automatisk for.
Figur 2 : Målsatt
skisse
Fra streker til solid modell
Når skissa er ferdig kan den ekstruderes
ut i rommet. Vi velger 30mm lengde og får en modell som vist på figur
3. Siden planet Top (tilsvarende
bord- eller gulvplan) var valgt som skisseplan, vil modellen ekstruderes
oppover.
Figur 3 : Ekstrudert
rektangel
Nå som vi har en kloss med ytre overflater
på, kan vi bruke disse flatene til å arbeide videre på. Vi velger flata
på toppen av modellen for å legge på en ny skisse. Som vi ser av figur
4 gir markøren stadige tilbakemeldinger som en konstruksjonshjelp. På
bildet sier markøren av vi vil få en vertikal linje som er like lang
som nabolinja. Helt til venstre på skjermbildet kan vi nå lese alle
relevante data om den nye linja, for eksempel start- og sluttkoordinater.
Figur 4 : Ny
skisse på klossens overflate
I tillegg til de to linjene på forrige
bilde, lager vi en lukket kontur ved hjelp av en rett linje og en bue.
Buen gjøres automatisk tangent til endepunktene på de to parallelle
linjene. Formen på skissa tilsier at ett mål er nok til at konturen
blir entydig definert. Vi velger å sette totallengden til 60mm. Siden
vi har brukt de eksisterende sidekantene vet vi implisitt at bredden
på skissa er 40mm. Neste skritt er å ekstrudere denne profilen 5mm i
høyden.
Figur 5 : Fullt
definert skisse
Kutt
Vi fortsetter å bruke geometrien
som utgangspunkt for nye skisser etter hvert som den vokser fram. Vi
lager et sirkulært boss med samme senter og diameter som buen i forrige
steg. Midt på toppen av dette bosset skisserer vi en sirkel, fortsatt
med samme senter, og velger funksjonen ”Ekstruder
kutt”. Denne gjør det samme som vi har gjort helt fram til nå, bortsett
fra at den tar vekk materiale i stedet for å legge til.
Figur 6 . Gjenbruk
av sirkelsenter
Figur 7 viser dialogboksen for å
kutte. Her har vi valgt å sette endebetingelsen til Through all, altså tvers igjennom. I motsatt fall kunne vi ha kuttet
med en gitt dybde eller opp til en bestemt flate. I samme vindu kan
det eventuelt legges på slippvinkel i kuttet, og vi kan velge om det
er inn- eller utsiden av sirkelen som skal kuttes vekk.
Figur 7 : Gjennomgående
hull
Kantavrunding og -fasing
Det neste vi skal gjøre med denne
modeller er å legge på ulike avrundinger og faser. Først velger vi én
kant og legger på 2mm radius. Enklere kan det ikke gjøres. Resultatet
vises under.
I eksempelet har vi laget enkle avrundinger
med jevn radius. Det er mulig å bruke langt mer sofistikerte metoder,
der vi lar DAK-systemet legge på avrundinger med variable radier. For
eksempel kan en kant ha radius 5mm i den ene enden og få en jevn overgang
til 10mm i den andre. For ordens skyld må vi poengtere at kanter på
avanserte dobbeltkrumme flater heller ikke er noe problem.
Figur 9 : Avrundete flater
Å legge på en fas er en operasjon som ligner mye på avrunding.
Vi lager en 45 graders fas og skjærer av 1mm.
Figur 10 : Fas
Endringer
I første artikkel nevnte vi i generelle
vendinger viktigheten av å arbeide med en parametrisk modell. Dette
innebærer at alle målsetninger og andre relasjoner skal kunne forandres.
Se på figur 11. Bildet viser den
aller første skissen som ble laget, men med ett endret mål. Historieoversikten
til venstre i bildet viser alle byggesteinene i grått, hvilket sier
oss at de er midlertidig undertrykket. Det er riktig nettopp fordi vi
nå er inne og redigerer det første som ble gjort.
Figur 11 : Ny bredde på første skisse
Når vi så lar systemet gjenoppbygge solidmodellen med de nye forutsetningene,
kan vi klart se at endringene har fått følger gjennom hele historien.
Modellen er 10mm smalere uten at noen av våre geometriske forutsetninger
har gått tapt.
Modellen er nå ferdig og braketten er klar for automatisk generering
av arbeidstegning. Dette kommer vi tilbake til i en senere artikkel.
Neste artikkel:
3. Avanserte former med enkle metoder
Vidar Kvam
Siv.ing, produktsjef DAK
ProNor AS, tlf 6394 2022