TEMA 4: DIBUJO 3D POR ORDENADOR CON SKETCHUP. IMPRESIÓN 3D

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1 TEMA 4: DIBUJO 3D POR ORDENADOR CON SKETCHUP. IMPRESIÓN 3D SketchUp es un programa de diseño gráfico y modelado en tres dimensiones (3D) basado en dibujar las caras de un objeto y luego dar volumen. 1.- Primeros pasos: Elegir en el inicio del programa como PLANTILLA: Diseño arquitectónico en mm Insertar las siguientes barras de herramientas, mediante el menú Ver, Barras de herramientas Conjunto grande de herramientas Estándar Medidas Sólidos Vistas 2.- Pantalla de SketchUp: Al arrancar el programa accederemos a la ventana de trabajo. Las principales partes de la ventana son: Figura humana nos ayuda a hacernos una idea de las dimensiones del dibujo. Barras de herramientas Cuadro de medidas: casilla donde debemos introducir las medidas a las que vamos a dibujar Las medidas se separan por ; (ej: 600;500) Ejes de coordenadas: nos sirven para situarnos en el espacio: Eje azul (altura) Eje rojo (ancho) Eje verde (profundidad) Cuando queramos dibujar una línea paralela a alguno de los ejes, la marca del dibujo se volverá del mismo color que la del eje paralelo Barra de herramientas Ejes de coordenadas Cuadro de medidas Antes de empezar nuestros dibujos quitaremos la figura humana 1

2 3.- Barras de herramientas: PRINCIPAL Seleccionar Crear componente Pintar DIBUJO Línea Mano alzada Rectángul o Polígono Círculo Arco 2p Arco c-2p Arco 2p-c Arco 3p MODIFICAR Crear componente: Convierte varias partes o formas del objeto en un solo componente. Esto nos permite que la figura sea sólida y no hueca. Será imprescindible realizar este paso si luego queremos realizar la figura mediante impresora 3D Los arcos se pueden dibujar eligiendo diferentes opciones Arco c-2p: mediante el centro y 2 puntos (inicio y fin) Arco 2p: mediante dos puntos (inicio y fin) y el radio o curvatura Arco 3p: mediante tres puntos (inicio, segundo punto y fin) Arco 2p-c: mediante el centro y 2 puntos (inicio y fin) Mover Girar Escala Extruir Sígueme Equidistancia EXTRUIR: Empujar/tirar. Convierte las figuras planas en figuras 3d dándolas volumen. Sígueme: sirve para crear figuras 3D siguiendo un camino a lo largo de una trayectoria Equidistancia: crea formas paralelas CONSTRUCCIÓN Medir Acotar Texto 3D Medir permite medir distancias y crear líneas guía o líneas de referencia. Texto 3D dibuja texto en tres dimensiones CÁMARA Orbitar Zoom Centrar Desplazar Orbitar permite girar el objeto para poder verlo desde diferentes puntos de vista VISTAS Alzado Posterior Las vistas permiten ver el objeto desde las diferentes caras 3D Planta P.Dcho 2

3 SÓLIDOS Revestimiento Unión Recortar Revestimiento y unión: une 2 sólidos en uno sólo Sustraer: recorta o quita un sólido dentro de Intersecar Sustraer Dividir Ejercicio 1 1. Quitar la figura humana 2. Dibujar un sólido (rectángulo 600x500) 3. Extruir o empujar la base (altura 100) 4. Dibujar y extruir la parte posterior a 300 mm de altura 5. Medir, dibujar líneas y extruir para realizar la rampa 6. Dibujar un arco marcando el centro y los dos puntos de inicio y fin. Extruye el arco 7. Crea un componente 8. Acota la figura Ejercicio 2 1. Realiza la siguiente figura, siguiendo estos pasos. Utiliza la herramienta medir para ayudarte en el proceso 2. Crea un componente 3. Da color a la figura 4. Acota la figura Ejercicio 3 1. Dibujar la siguiente figura y dar color. El agujero interno hexagonal taladra toda la pieza. Debes colocar los centros de las piezas centrales y utilizar la herramienta polígono para dibujar los hexágonos 2. Crea un componente 3. No es necesario acotar 3

4 Ejercicio 4 1. Dibujar la siguiente figura, en la que el agujero central taladra toda la pieza. 2. Crea un componente 3. Da color a la figura 4. No es necesario acotar 4.- Herramientas de sólidos Para trabajar con estas herramientas debemos hacer que nuestras figuras sean sólidos, es decir debemos crear grupos o componentes. Revestimiento Unión Intersecar Sustraer Dividir Revestimiento y uno sólo unión: une 2 sólidos en Dividir: intersecciona 2 sólidos y se queda con la intersección y con los dos sólidos iniciales recortados Intersecar o intersección: permite recortar 2 sólidos (se queda sólo con la unión de ambos). Sustraer: recorta o quita un sólido dentro de un objeto Recortar: recorta o quita un sólido dentro de un objeto, pero no elimina el primer sólido 4

5 Ejercicio 5 Dibujar las siguientes figuras, en la que todos los agujeros son pasantes. NOTA: Para convertir estas superficies en sólidos hay que crear grupos o componentes. Si no lo hacemos así nuestras piezas estarán huecas Ejercicio 6 Diseñar y dibujar una pieza para colocar como marca o logotipo de vuestra maqueta de taller. Deberá llevar dos zonas que permita colocarla y atornillarla a la maqueta - Crea un componente - Guardar como STL: Selecciona la pieza, desplegamos el menú "Archivo" y seleccionamos "Exportar STL...". Este es el formato para trabajar con la impresora 3D Ejercicio 7 Diseñar y dibujar la pieza de un semáforo o porta-faros donde alojar los 2 ó 3 LEDS de iluminación que pueda llevar tu maqueta. 5

6 - El tamaño del agujero para alojar el led será de ϕ 6,5 mm - Crea un componente de vuestra pieza - Seleccionamos la pieza, desplegamos el menú "Archivo" y seleccionamos "Exportar STL...". Este es el formato para trabajar con la impresora 3D Ejercicio Extra 6 Dibujar UNA TUBERIA, UNA ESFERA Y UNA COPA con la herramienta sigueme: - Dibujar círculo de la base de 140 mm de diámetro - Dibuja la superficie lateral plana de la tuberia - Selecciona el círculo, y con la herramienta sigueme marca la superficie de la tuberia - Da color o textura a la tubeia - Crea un componente - Dibujar círculo de la base de 120 mm de diámetro - Dibuja un arco lateral plano de 120 mm de altura y 60 mm de radio - Selecciona el círculo, y con la herramienta sigueme marca el arco - Da color o textura a la esfera - Crea un componente Dibujar una copa siguiendo los siguientes pasos: - Dibujar círculo - Dibujar rectángulo cuya base esté inscrita en el círculo - Dibuja un arco y la forma lateral plana de la copa - Elimina las superficies sobrantes - Selecciona el círculo, y con la herramienta sigueme marca la copa - Da color o textura a la copa - Crea un componente 6

7 IMPRESIÓN 3D Los materiales termoplásticos pueden utilizarse para impresión 3D, debido a su facilidad para darles forma mediante calor. El material se introduce en forma de hilos y mediante una boquilla con extrusor, el plástico se calienta y se va depositando en forma de capas con la forma deseada. Extrusor 1.- Plásticos utilizados en impresión 3D: ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) Es un plástico muy duro, resistente y rígido. Da objetos de alta calidad. Al calentarlo emite gases tóxicos, por lo que se debe imprimir en habitaciones con ventilación. PLA (poliácido láctico) Es un plástico creado a partir de materiales naturales como el maíz o la caña de azúcar. No emite gases contaminantes en el proceso de impresión. Los objetos creados tienen peor calidad que los de ABS Filaflex Es un plástico flexible. Permite imprimir zapatos, carcasas de móviles, etc. 2.- Proceso de impresión 3D Las etapas que tenemos que seguir son: DISEÑO 3D LAMINADO IMPRESIÓN 3D Diseño 3D: se realiza mediante programas informáticos. Siempre debemos guardar o exportar nuestro archivo en formato.stl, que es el formato con el que trabaja el software de la impresora Laminado: los programas informáticos de laminado crean y calculan las láminas de material que tienen que echar para formar el objeto. Pasan el archivo.stl a formato.gcode que es el que entiende la impresora Impresión 3D: el archivo.gcode se copia en una tarjeta de memoria y se lleva a la impresora 3D. 3.- Programas de diseño para impresión 3D La mayoría de programas de diseño 3D se clasifican en dos grupos generales que son; Programas CAD (Diseño asistido por ordenador) Este tipo de programas son utilizados en el diseño industrial, diseño mecánico, arquitectura, industria aeroespacial e ingeniería. Este tipo de programas son para crear diseños técnicos precisos Estos programas utilizan sólidos (piezas macizas) para la creación del modelo 3D a diferencia de los programas de animación que utilizan mallas o superficies. Algunos de los programas más importantes de CAD son: 7

8 AutoCAD SolidWorks Catia FreeCAD Programas de Modelado 3D o Animación. Son programas de diseño artístico utilizados para animación y videojuegos. En estos softwares se trabaja mediante el modelado de superficies o mallas. Es decir, se dibuja el exterior de un objeto con una capa o piel muy delgada. Para convertir estas superficies en sólidos hay que crear grupos o componentes. Si no lo hacemos así nuestras piezas estarán huecas Algunos de los programas de modelado que podemos encontrar son: SketchUp Blender 3D Studio Max 4.- Laminado Vamos a utilizar el programa Repetier Host. Este programa pasara nuestro archivo.stl a formato.gcode, mediante un tratamiento de loncheado o laminado para que lo pueda imprimir la impresora 3d. Los pasos que debemos seguir son: Abrir nuestro modelo.stl en el Repetier-Host Preparar la pieza para la impresión: Las impresoras 3D tienen la limitación de que no pueden imprimir en el aire. Cuando una pieza tiene zonas en el aire decimos que tiene voladizos y necesita soportes o andamiajes para poder sujetarla al imprimir. Por eso lo primero que tenemos que hacer es colocar la pieza de manera óptima. Utilizaremos la opción de Rotar Objeto y colocaremos la pieza a una posición en la que no tenga partes en el aire. 8

9 Definir los parámetros de impresión: Nos colocamos en la opción de Slicer Tipo de plástico y color: en nuestro ejemplo plástico PLA y color negro Densidad y patrón de relleno Debemos decidir la densidad de relleno en porcentaje. Y la forma de las capas de rellenar Laminar o lonchear el modelo 3d Pulsamos la opción de Slice con Slic3r. De esta forma el programa nos crea un archivo con extensión.gcode Mediante la vista previa podemos ver cómo será el proceso de impresión 3D. Guardar el archivo.gcode Se recomienda guardar el archivo en una tarjeta SD que después se llevará a la impresora 9