3D моделирование с OpenSCAD – Часть_1

СебастьянБюттрих

ITлаборатория,УниверситетИнформационных Технологий Копенгагена,Дания sebastian@itu.dk

Напутиотидеик законченному3 D отпечатку, нужно совершить несколько шагов. Начать с проекта в CAD файле или сканирования уже существующего объекта, затем преобразовать в файл STL, возможно потребуется пост-обработка/восстановление, и наконец, преобразовать в исполняемыйпринтеромфайл g-кода.

Вашипервыешагив3D печати могут основываться на 3D проектах, найденных в Интернете, но став серьезнее, Вы захотите разработать свой собственный проект или улучшить существующие проекты, вместо того, чтобы просто копировать работу других. Здесь мы сосредоточимсянаэтапахразработки,т.е.создание3D моделейиэкспортSTLфайлов.

Есть много доступных программных средств, и следующие два адреса – хорошие отправныеточки,чтобыосвоить их:

•http://www.reprap.org/wiki/Useful_Software_Packages

•https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_3D_computer_graphics_software

РазработкавOpenSCAD

Наиболее популярными бесплатными и открытыми программами являются Blender, POVRay, Wings3d и OpenSCAD. OpenSCAD подходит для всего, что легче рассчитать и генерировать программно нежели изобразить от руки, мышью или светокопированием (трассировкой лучей). Чтокасаетсяпоследних,то Blender илиPOV-Ray могутстать Вашимвыбором.

Таким образом, когда стоит задача конструирования объектов, все размеры которых точно заданы или объектов, отрисовка которых обременительна или даже невозможна, но легко описываемых формулами, параметрами или числовой последовательностью, OpenSCAD – Ваш инструмент.Его подходк 3D проектуосновываетсянаматематикеипрограммировании.

Цитатасвеб-сайтаhttp://openscad.org:

«В отличие от большей части бесплатного программного обеспечения для создания 3D моделей (такое как известное приложение Blender), оно не фокусироется на художественных аспектах 3D моделирования, а вместо этого фокусируется на аспектах CAD. Таким образом, это приложение может быть тем, что Вы ищете, когда планируете создать 3D модели деталей машины, но со значительной степенью уверенности это не, то, что Вы ищете, если Вас большее интересует создание компьютерных анимационных фильмов».

OpenSCAD – бесплатное программное обеспечение, доступное под Linux/UNIX, MS Windows

иMac OS X,полицензииGNU GPL v.2

ВOpenSCADдваосновныхспособамоделирования:

1.Конструктивная блочная геометрия (CSG) – сборка из цельных трехмерных объектов,элементзаэлементом,изскрипта.

2.Экструзия 2D контуров – берутся готовые 2-мерные фигуры, например, из файла

DXF или просто 2-мерныеформыиизэтого производится3 D объект, например, поворотомили подъемом.

Затем,получившийся3D файл можетбыть экспортированвфайл форматаSTLилиOFF. STLзначитСТереоЛитография.Большинство программСАПР поддерживаютэкспортв этот

формат. Файл STL представляет объект, который можно назвать «водонепроницаемым»: объект без отверстий или искажений. Можно, конечно, вообразить и зарисовать и более смелые объекты, но только «водонепроницаемый» объект – объект, который может быть заполнен материалом– можетв действительностибыть распечатан.

Нужно отметить, что в процессе экспорта в STL могут возникнуть проблемы, и всегда лучше проверить результатыприпомощиинструментапост-обработкии"ремонта",такогокак Meshlab.

Основные элементы синтаксиса OpenSCAD – переменные, модули, функции, включения и требования.

Переменныеописываютсятак

myVar=5+4

имогутбыть сгруппированыввектора/точкикак:

myVector=[5,4,8]

Переменные задаются один раз во время компиляции, не изменяются в течение всего периодаисполнения.

OpenSCAD понимает скалярные арифметические операторы, операторы сравнения, операторы булевой логики и длинный список общеупотребимых математических функций. Вы можете создать 2D (круг, квадрат, многоугольник) и 3D (кубы, сферы, цилиндры) примитивы, каждый из которых принимает в качестве входных аргументов такие параметры как упомянутые выше точки, зачастую дополняемые разрешающей способностью, параметрами поверхности и дополнительнымиинструкциями.

ШпаргалкапоOpenSCADнаhttp://www.openscad.org/cheatsheet/даетхорошеекраткое изложениевсехэлементовязыка OpenSCAD

Следующий пример кода демонстрирует перевод преобразования и трех основных булевыхлогическихопераций: