Stampa 3D & Blender – Prima parte

gavinca   settembre 15, 2016   Commenti disabilitati su Stampa 3D & Blender – Prima parte
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La positiva esperienza della progettazione e stampa 3D della locomotiva D343 in scala TT mi ha spinto ha scrivere questo articolo in cui vorrei riportare le tecniche e gli strumenti che ho usato in modo da invogliare anche altri modellisti a percorrere  questa strada.

Per raggiungere questo ambizioso obiettivo, un container 20′ in scala TT sarà disegnato passo-passo con il software di modellazione 3D Blender.

Blender è disponibile per i principali sistemi operativi su blender.org

Per non allungare in modo eccessivo questo articolo non verranno spiegati i comandi base per muoversi con l’interfaccia di Blender,  quindi se non si ha alcuna esperienza con questo programma vi consiglio di seguire qualche tutorial disponibile in rete, oppure i video-tutorial che si trovano su Youtube.

Di seguito sono riportati per comodità i principali shortcut di Blender:
Mouse:

Azione Risultato
Mouse tasto dx Selezione
Shift+Mouse tasto dx Aggiungi alla selezione
Mouse tasto sx Posiziona cursore 3D
Rotella centrale Zoom in / Zoom out

Tastierino numerico:

Azione Risultato
1 Vista fronte
Ctrl+1 Vista retro
3 Vista sinistra
Ctrl+3 Vista destra
5 Vista prospettiva / orto
7 Vista sopra
Ctrl+7 Vista sotto

Tastiera:

Azione Risultato
a seleziona / deseleziona tutto
b selezione a area
c selezione a cerchio
Shift+d duplica selezione
e estrude
f crea spigolo / faccia
Ctrl+n Calcola normali esterne
p separa selezione
r ruota
s scala
x cancella selezione

Come primo passo, prima di iniziare il disegno del modello, è necessario fare alcune personalizzazioni di Blender, dato che di default non ha impostato alcuna unità di misura. Questo non è un problema quando si disegna per il rendering video, ma per la stampa 3D è fondamentale che tutte le unità di misura siano specificate correttamente.

Quindi dopo aver avviato Blender si selezionano le proprietà della scena e si imposta il sistema “metrico” e la scala 0.001 in modo da avere come unità base il millimetro.

BL_01_set_metric

La seconda impostazione riguarda la griglia che deve essere impostata in base alle dimensioni dell’oggetto da disegnare.

Dal menu di destra si seleziona “Display” e nei parametri della griglia si imposta la stessa scala: 0.001 (è anche possibile aumentare il numero di linee che compongono la griglia).

BL_02_set_griglia

Nota: il menu di sinistra appare/scompare con il tasto t

Per facilitarci  il compito di disegnare correttamente il container ho recuperato da internet una proiezione ortogonale e ho ritgliato a misura le varie viste. Ho poi impostato queste immagini come “sfondo” per le viste x, y e z di blender:

BL_02_set_image1

NOTA: le immagini sullo sfondo compaiono solo per particolari viste (front, top, righ, ecc) selezionabile dal tastierino numerico con 3 7 1 ecc.

Finalmente si può iniziare a disegnare !!

Prendiamo il cubo di default, ne modifichiamo le dimensioni e lo posizioniamo in corrispondenza della base del container come in figura. Dato che conosco le dimensioni e sufficiente selezionare il cubo con Mouse Tasto DX e dal menu di destra Transform –> dimensions x: 13.5 y: 0.6 z: 0.9.

Nota: il menu di destra appare/scompare con il tasto n

BL_03_cuboamisura

Con il parallelepipedo selezionato passiamo in edit mode con il tasto TAB e selezioniamo la faccia superiore sempre con Mouse Tasto DX.
Con la sequenza e  z si effettua un estrusione lungo l’asse z, quindi con il mouse ci si porta a misura e con INVIO si conferma l’estrusione:BL_03_cuboestruso1

Con la stessa tecnica selezioniamo 2 facce frontali e estrudiamo sull’asse x.

BL_03_cuboestruso3

Una ulteriore selezione di 3 facce e seguente estrusione ci permette di realizzare anche l’incavo presente a circa 1/3 della lunghezza del container. Ora torniamo in object mode con il tasto TAB e dal menu di sinistra selezioniamo duplica, premiamo y e spostiamo il mouse per allineare l’oggetto duplicato fino al secondo incavo, come in figura:

BL_04_cuboduplicato1

E’ necessario “riempire” il vuoto tra i 2 oggetti. Selezioniamo le 4 facce come in figura e facciamo una estrusione verso il primo solido cercando di essere piuttosto precisi.

BL_04_cuboduplicato2 BL_04_cuboduplicato3

Ora vediamo come allineare perfettamente i due oggetti. Questa sequenza è molto importante perchè è la tecnica usata ogni volta che è necessario allineare due oggetti.

  • Selezioniamo l’oggetto di destra e passiamo in edit-mode nella modalità vertici come indicato e cerchiato in rosso in figura,
  • selezioniamo con Mouse tasto sx il vertice superiore sinistro dell’oggetto.

BL_04_cuboduplicato4

  • con i tasti SHIFT + s attiviamo il menu di snap e selezioniamo “cursor to selected” per posizionare il cursore sul vertice selezionato.
  • passiamo in object mode con TAB
  • con i tasti CTRL + ALT + SHIFT + c per attivare il menu “set origin” e selezioniamo “origin to 3d cursor”.

Con questa sequenza di comandi l’origine dell’oggetto, identificato dal punto giallo, si è posizionato sul vertice di sinistra.

BL_04_cuboduplicato6

  • Allo stesso modo selezioniamo l’oggetto di sinistra, passiamo in edit mode (TAB), modatità vertice e selezioniamo il vertice destro (mouse tasto dx).
  • Attiviamo i menu di snap (SHIFT + s) scegliendo “cursor to selected”, per posizionare il cursore 3d, identificato dal “mirino”, sul vertice selezionato.

BL_04_cuboduplicato5

 

  • Passiamo nuovamente in object mode con TAB
  • selezioniamo l’oggetto di destra con Mouse tasto dx
  • SHIFT + s e nel menu di snap questa volta scegliamo “selection to cursor” per posizionare l’oggetto dove avevamo lasciato il cursore

 

BL_04_cuboduplicato6

Ora che i 2 oggetti sono allineati perfettamente possiamo riunirli in un unico oggetto:

SHIFT + Mouse tasto dx per la selezione multipla quindi dal menu di sinistra funzione “join”.

BL_04_cuboduplicato7

Un aspetto fondamentale del disegno per la stampa 3d è quello di ottenere una “mesh”, una maglia di poligoni che formi un solido completo. Non ci devono essere facce, spigoli o vertici che siano rimasti “orfani”.

Per verificare che il nostro disegno sia corretto, Blender ci mette a disposizione un addon da attivare nelle “Blender User Preferences”: con CTRL + ALT + u si attiva il menu delle preferenze, quindi add-ons e scendiamo fino a selezionare “Mesh: 3d Print Toolbox”.

BL_05_3dtoolbox1

E’ il momento di verificare che il nostro oggetto sia un solido usando la funzione checks Solid nel nuovo menu 3D Printing ora disponibile tra quelli di sinistra.

Se abbiamo lavorato bene l’esito del controllo deve dare:

  • Non Manifold Edge: 0
  • Bad Contig Edge: 0

BL_05_3dtoolbox2

Proseguendo con nuove estrusioni completiamo il telaio sul lato del container come indicato in figura

BL_06_scheletro

Per continuare con la struttura inseriamo un nuovo cubo dal menu add –> mesh –> cube

BL_07_addcube

Modifichiamo le dimensioni del cubo creato:

BL_07_addcube1

Con la sequenza CTRL + r attiviamo la funzione “loop cut and slide” che permette di tagliare la mesh. Avviciniamo il mouse al cubo per impostare il taglio (la linea di taglio è rosa), con Mouse tasto sx accettiamo il verso ma è ancora possibile muovere il mouse per spostare la linea di taglio, con un seconda pressione di mouse tasto sx si conferma

BL_07_addcube2

Con le estrusioni che abbiamo già imparato ad usare creiamo 2 oggetti come in figura che devono avere una lunghezza pari alla metà del container per completare la struttura sul fronte del container.

BL_07_struttura1

Per creare la struttura sul retro usiamo la funzione “duplicate” per il parallelepipedo da posizionare nella parte superiore del container.

Per la parte inferiore usiamo un “modificatore”, in  particolare il mirror rispetto all’asse y

BL_07_struttura2 BL_07_struttura3

Ora le 4 parti della struttura vanno posizionate come in figura collocando il cursore sul vertice e usando la “snao to 3D cursor” già utilizzata in precedenza.

BL_07_struttura4

Per il momento ci fermiamo.

Nel prossimo articolo completiamo il disegno del container ed effettuiamo l’upload a Shapeways per la stampa.

A questo link è disponibile per il download il file blender del container disegnato fino ad ora.