Lokomotywa

Oprogramowanie ZW3D CAD/CAM może być wykorzystywane w wielu branżach. Korzystają z niego naukowcy, archeolodzy, projektanci maszyn, ale mogą też z niego korzystać… projektanci zabawek! Zobaczcie krok po kroku jak zrobić uśmiechniętą lokomotywę i wprowadźcie trochę radości w swoje projekty!

W zależności od potrzeby nasze modele możemy budować jako monolity pod rendering lub jako złożenia. W tym artykule omówimy kilka przydatnych funkcji i technik modelowania części i złożeń, na przykładzie modelu lokomotywy zabawki.

Przygotowanie

Techniki budowania złożeń jest kilka, m.in. budowanie złożenia od dołu do góry, od góry do dołu i w kontekście złożenia.

1. Złożenie od dołu do góry – technika ta polega na budowaniu pojedynczych części, a następnie wprowadzeniu ich do złożenia.
2. Złożenie od góry do dołu – w tej metodzie budujemy model jako część składającą się z wielu brył, a na końcu robimy wyprowadzenie brył do osobnych części (taki wewnętrzny eksport) jednocześnie zamieniając część wielobryłową w złożenie.
3. Budowa w kontekście złożenia – polega na dobudowywaniu kolejnych części do złożenia w oparciu o skopiowaną geometrię z elementów złożenia.

W naszym przykładzie zastosujemy ostatnią technikę. Na początek trzeba się zastanowić w jakiej kolejności będą dobudowywane kolejne części złożenia. Zapewne nie wszystkie części będą bazowały na sobie nawzajem, ale zbudowanie niektórych elementów przed innymi może znacznie ułatwić lub utrudnić (jeżeli kolejność będzie nieprawidłowa) zadanie.

Kolejny aspekt to wspólna przebudowa i bazowanie wzajemne części. Jeżeli nie przewidujemy zmian wymiarowych niektórych cech geometrycznych, to wystarczy, że wprowadzimy ich wymiary ręcznie podczas modelowania. Natomiast bazowanie do geometrii skopiowanej z innych części możemy wykorzystać do istotniejszych fragmentów naszego modelu. Oczywiście nie jest to żadna reguła, ponieważ dla własnej wygody możemy wybierać dowolne fragmenty, które będą modelowane przy pomocy wymiarów i te które będą bazowane na podstawie geometrii referencyjnej. W naszym projekcie zaczniemy od zamodelowania podwozia lokomotywy, od razu z umieszczonymi punktami mocowania pod inne pozostałe części. W razie potrzeby zawsze jest możliwa korekta położenia w późniejszym etapie.

W przypadku tej lokomotywy złożyło się tak, że na początku wszystkie części są bardzo proste, więc posłużą jako wprowadzenie do modelowania. Jednak już przy pierwszej operacji do tematu podejdziemy nietypowo, ponieważ nie rysujemy zamkniętego profilu na szkicu, a otwarty zarys podwozia, ponieważ w operacji wyciągnięcia szkicu możemy sterować zarówno szerokością wyciągnięcia, jak i grubością. Dzięki temu zyskujemy czas na modelowaniu, oraz możemy uniknąć błędów przy nadawaniu wiązań. Dalsze operacje modelowania są standardowymi krokami. Jedynie jedną z brył wyciągamy jako oddzielny kształt, po to, żeby odciąć niepotrzebny fragment.

Kolejny istotny krok to średnica kół. Ponieważ osie kół przednich i tylnych są na różnych wysokościach, przydatną informacją jest odległość obu osi od podłoża… którego nie mamy. Dlatego przy modelowaniu tylnych kół wykorzystamy geometrię odniesienia zarysu dolnej krawędzi ściany koła przedniego, czyli linii styku przedniego koła z podłożem. Przy wskazaniu osi koła tylnego jako osi obrotu, średnica wyjdzie nam sama, bez zbędnego mierzenia odległości. Także można powiedzieć, że tylne koła są w pierwszą częścią w pełni budowaną w kontekście złożenia.

To samo tyczy się modelowania haków. O ile przedni hak jest budowany w sposób standardowy, to tylny hak jest już budowany w oparciu o skopiowany asocjatywnie model bryłowy przedniego haka (geometria odniesienia), co nie dość, że ułatwia i przyspiesza proces budowy, to jeszcze daje nam automatyczne dopasowanie tylnego haka przy zmianie geometrii przedniego haka.

Modelowanie – opcje zaawansowane

W zasadzie to można powiedzieć, że już używanie geometrii odniesienia i budowanie części w kontekście złożenia jest operacją zaawansowaną, gdyż wielu użytkowników programu z niej nie korzysta lub nie wie jak prawidłowo z niej skorzystać. Dlatego też w tym wypadku stopniowo jest zwiększana ilość i typ wykorzystywanej geometrii odniesienia.

Dlatego uznajmy, że pierwszą zaawansowaną częścią w tej lokomotywie jest jej kocioł. Mamy tu do czynienia z bryłą podwozia jako skopiowaną geometrią odniesienia, która przez długi czas jest używana tylko do odpowiedniej orientacji i ustalenia gabarytu kotła, co skutkuje przechowywaniem 2 brył. Zaawansowaną opcją wewnątrz operacji jest wstawiany szyk cechy (operacji) z wyłączeniem elementów szyku, co uwalnia użytkownika od obliczania kątów i używania tej operacji kilkukrotnie.

Kolejny krok to parownica (w przedniej części kotła), dzięki temu, że jest szkic jest wstawiony na czołowej ścianie kotła, uzyskujemy efekt wnikania jej części w kocioł; prosta sztuczka dająca ciekawy efekt.
Następna sztuczka to zrobienie przewodu od piasecznicy. Ponieważ jest on wygięty w kilku płaszczyznach, to najprościej jest zastosować rzutowanie szkicu na ścianę. Po zrzutowaniu otrzymujemy splajn, przez co nie da się zastosować zaokrąglenia pomiędzy krzywymi, ale i na to jest rada, ponieważ możemy wykorzystać operację krzywej połączonej, która zrobi płynne przejście pomiędzy krzywymi. Następnie wystarczy użyć wyciagnięcia pręta.

Kolejna część to komin. Modelowanie tej części jest bardzo proste, a cała trudność sprowadza się do zaznaczenia opcji Nagraj stan w Geometrii odniesienia. Opcja ta powoduje zapamiętanie drzewa historii geometrii odniesienia w momencie jej kopiowania, czyli nowe operacje nie będą wpływały na naszą kopię, ale edycja istniejących operacji już tak. Chodzi o to, że najpierw kopiujemy kocioł, budujemy komin, a później wycinamy z kotła otwór pod komin. Jeżeli nie zaznaczymy tej operacji to przy kominie będzie nam się kopiował kocioł z otworem, przez co nie będziemy mogli powtórzyć prawidłowo części operacji.

W przypadku kabiny nie powinno być żadnych trudności przy modelowaniu, dlatego że jest to powtórzenie operacji, które były wykorzystywane przy wcześniejszych częściach: wykorzystanie geometrii odniesienia, wyciągnięcie z pogrubieniem, rzutowanie szkicu na ścianę, wyciągnięcie pręta. Pomocna może okazać się metoda modelowania oka z powieką za pomocą dwóch sfer, a następnie przycięciu jednej z nich.

Ostatni element, czyli węglarka, jest modelowana za pomocą wyciągnięcia szkicu, a następnie wyciągania ścian z ich odsunięciem. Ta metoda polega na uzależnieniu wymiarów kolejnych operacji od pierwszego szkicu. Swoistą wisienką na torcie jest natomiast zarys węgla na węglarce, zrobiony przy pomocy modyfikacji ściany losowo wybranymi punktami na ścianie. Dla lepszego efektu ta metoda jest powtórzona kilkukrotnie.

Zakończenie

Budując z pozoru prosty model lokomotywy zabawki możemy poznać zarówno zalety modelowania w kontekście złożenia, używania geometrii odniesienia, jak i kilka przydatnych sztuczek przy budowie modelu. Dodatkowo zbudowanie lokomotywy jako złożenie daje nam możliwość zrobienia widoku rozstrzelonego czy osobnej dokumentacji 2D dla każdej z części.

Zapraszam do śledzenia naszego kanału na YouTube (ZW3D 3D_MASTER)