Make: Projects - نماذج ثلاثية الأبعاد بسيطة مع OpenSCAD - 💡 Fix My Ideas

Make: Projects - نماذج ثلاثية الأبعاد بسيطة مع OpenSCAD

Make: Projects - نماذج ثلاثية الأبعاد بسيطة مع OpenSCAD


مؤلف: Ethan Holmes, 2019

لقد كتبت قبل أسبوعين عن الإثارة المحيطة ببرنامج OpenSCAD المجاني الجديد لكليفورد وولف. يستخدم OpenSCAD أسلوبًا رائعًا للاحتفاظ بالسهولة الفائقة في تصميم النماذج ثلاثية الأبعاد ، مما يلغي بيئة تحرير ما تراه تحصل عليه (WYSIWYG) التي تفضلها معظم حزم نماذج النماذج ثلاثية الأبعاد واستبدالها بـ بيئة نصية قائمة على النصوص يتم فيها برمجة النماذج بدلاً من نحتها. في الأساس ، تكتب نصًا يصف شكل النموذج الخاص بك ، ثم تقوم بتجميعه لإنتاج النموذج الفعلي ، والذي يتم عرضه بعد ذلك على الشاشة ويمكن تصديره إلى تنسيق STL للطباعة ثلاثية الأبعاد أو لأغراض أخرى.

يحتوي OpenSCAD على ميزتين قويتين لتسهيل عمليات البرمجة هذه. الأول هو دعم ما يسمى بنمذجة "الهندسة الصلبة البناءة" (CSG) ، حيث يتم تجميع الأشكال المعقدة كتقاطعات ونقابات واختلافات في الأشكال الأولية البسيطة مثل الصناديق والأسطوانات والأقماع والإهليلجيات. إذا سبق لك أن استخدمت برنامج تتبع الأشعة تحت الحمراء POV-Ray من قبل ، فستكون هذه الفكرة مألوفة بالنسبة لك.

الميزة الثانية ، الأقل شهرة (ولكن ربما بنفس القدر من القوة) لميزة OpenSCAD هي "قذف DXF" ، حيث يقوم OpenSCAD باستيراد رسم ثنائي الأبعاد بتنسيق تبادل الرسم الشعبي لأوتوكاد (DXF) و "قذفه" في البعد الثالث. يدعم OpenSCAD النتوء الخطي ، حيث يكون للجزء الناتج جوانب رأسية مستقيمة ، وكذلك قذف دائري ، مما ينتج عنه جزء ذو جوانب حلزونية. نظرًا لأن عددًا كبيرًا من نماذج النماذج الأولية السريعة هي ملفات تعريف مبثوقة بسيطة ، أتوقع أن ترى هذه الميزة كثيرًا من الاستخدام.

في هذا البرنامج التعليمي ، سأوضح لك كيفية استخدام OpenSCAD لإنتاج نموذج ثلاثي الأبعاد بسيط عن طريق سحب ملف تعريف جزء تم إنتاجه في برنامج رسم عادي. أستخدم Adobe Illustrator CS3 لأنني أتمكن من الوصول إليه ولدي دراية بواجهته ، لكن برنامج الرسم المجاني الشهير InkScape سيقرأ ويكتب ملفات DXF بشكل أصلي ، وليس هناك سبب يمنعه من تقديم الخدمة بشكل جيد إذا كنت تفضل ذلك . هناك عدد من البرامج المجانية والمنخفضة التكلفة التي ستصدر ملفات DXF. يشير مطور OpenSCAD إلى QCAD ، والذي يتوفر من مطوره RibbonSoft مقابل 24 يورو.

الجزء الذي أصنعه هو واحد من 12 قطعة لغز pentomino صلبة تعتمد على حيوانات البروج الصينية - في هذه الحالة ، الأرنب أو "Z" pentomino. تستند التصاميم إلى تصاميم مدرس المدرسة الياباني سابو أوغورو كما نُشرت في الصفحة. 40 من كتاب جيري سلوكوم وجاك بوتيرمانز لعام 1986 الألغاز القديمة والجديدة: كيفية جعلها وحلها، صورة مستنسخة في الجزء العلوي من هذه المقالة. تتوفر ملفات DXF الأصلية وملفات 3D STL المبثوقة مجانًا للتنزيل في Thingiverse. هذا الصباح في الساعة 10 صباحًا بتوقيت المحيط الهادي ، ستقوم Becky Stern ببث فيديو مباشر لأجزاء طباعة الماكينة MakerBot CupCake CNC الخاصة بها من هذه المجموعة ، وستكون أنا وأنت على استعداد لإجراء محادثات حول عملية الطباعة والنماذج نفسها. قامت بيكي بطباعة وتصوير جميع موديلات العالم الحقيقي الموضحة في هذه المقالة.


الخطوة 1: حجم لوحة الفن الخاص بك بشكل مناسب

سيؤدي تغيير حجم الصفحة أو اللوحة الفنية إلى حجم الجزء المنتهي تمامًا إلى تسهيل عرض النتوء الذي تم عرضه في OpenSCAD. يبدو أن الإحداثيات الصفرية يتم تحديدها بناءً على أحد أركان اللوحة الفنية ، وإذا قمت برسم جزء 1.5 × 1.5 بوصة في منتصف صفحة بحجم الحروف ، فإن النموذج الفعلي يميل إلى النهاية خارج حافة الشاشة عند تقديمها. وفر لنفسك الإزعاج وتقليص اللوحة الفنية عند إنشاء الرسم الجديد لأول مرة.


الخطوة 2: ارسم شبكتك في الطبقة السفلية

يجب رسم الشبكة أو أي أدلة رسم أخرى قد ترغب في تضمينها أولاً ، في طبقة منفصلة. في حالة pentomino الأرانب ، يجب أن يتناسب ملف تعريف الحيوان مع الخطوط العريضة لـ pentomino العادي "Z" ، وهو خمسة مربعات مرتبطة ببساطة كما هو موضح. صُممت قطع الألغاز هذه على شبكة 0.5، ، لذلك ابدأ برسم 0.5 0.5 مربع واحد باستخدام أداة الصندوق. ثم قم بعمل نسخة من هذا المربع ، والصقه ، واستخدم أداة السهم لالتقاط الزوايا الخاصة بها على زوايا المربع الأصلي. ثم كرر عملية النسخ واللصق الإضافية لإضافة المربعات الثلاثة المتبقية في مواضعها المناسبة. ثم "حدد الكل" وتغيير لون الحد إلى شيء آخر غير الأسود لتسهيل التمييز بين خطوط الأجزاء وخطوط الشبكة لاحقًا. أخيرًا ، قم بإغلاق الطبقة وإنشاء طبقة جديدة لرسم خطوط الأجزاء الفعلية فيها. قم بتغيير لون الحد إلى الأسود.


الخطوة 3: ارسم مقطع جانبي دون استخدام شرائح أو خطوط متعددة

يعتمد مستورد DXF في OpenSCAD على مواصفات ملف DXF لمراجعة 12 (R12) من أوتوكاد ، والتي لا تتضمن بعض عناصر الرسم الأكثر تقدماً المضمنة في المراجعات 13 والإصدارات الأحدث. وأبرزها ، هذه هي عناصر POLYLINE و SPLINE. مما لا شك فيه أن إصدار Illustrator (CS3) ليس صدفة فقط يتم تصدير DXFs لمراجعة الإصدار 13 والإصدارات الأحدث ، ولكن يبدو أن هذه الإصدارات متوافقة مع R12 طالما أنك تتجنب استخدام أدوات رسم معينة ، خاصة المسارات المركبة. ببساطة ، كل سطر في الرسم يجب أن يكون قطعة سطر منفصلة مع نقاط النهاية غير مفصولة. يبدو أن أدوات المربع والقطع الناقص تعمل أيضًا. تأكد من أن اللقطة قيد التشغيل وأن بداية كل مقطع خط يتم قطعها تمامًا إلى نقطة نهاية مقطع السطر السابق. وإلا فإن ملفك الشخصي الخاص بك سيكون له فتحات ولن يتم عرضه بشكل صحيح. إذا قمت برغي وقمت بتضمين عنصر رسم غير مدعوم أو إنشاء ملف تعريف جزء غير مغلق ، فستتلقى تحذيرًا لاحقًا عندما يحاول OpenSCAD تقديم النموذج.


الخطوة 4: حذف طبقة الشبكة

عندما تحصل على ملف التعريف المراد إرضاءك ، احفظ الرسم بتنسيقه الأصلي (.AI في حالة Illustrator). ثم حدد الطبقة السفلية التي تحتوي على الشبكة أو أدلة الرسم الأخرى وحذفها ، وترك ملف تعريف الجزء الخاص بك فقط في الطبقة المتبقية الوحيدة للرسم.


الخطوة 5: تصدير كـ DXF

إذا كان لديك خيار التصدير في DXF R12 ، فاستخدمه. في Illustrator CS3 ، استخدم خيارات تصدير DXF الافتراضية كما هو موضح أعلاه.


الخطوة 6: استيراد ملف DXF الخاص بك إلى OpenSCAD

قم بتشغيل OpenSCAD ، ثم أدخل (أو انسخ-لصق) الكود التالي في المستند الجديد ...

dxf_linear_extrude (file = "rabbit-Z.dxf" ، الارتفاع = 12.7 ، الوسط = صحيح ، التحدب = 1) ؛

... حيث "file" هو اسم ملف DXF الذي تريد استيراده ، "الارتفاع" هو الارتفاع بالملليمتر الذي تريد بثق ملف التعريف (12.7 مم = 0.5 ″) ، "الوسط" هو متغير منطقي يخبر OpenSCAD ما إذا كان لتوسيط النموذج المقدم أو لا (لم يسبق لي العبث به) ، و "التحدب" هو عددي يمثل الدقة التي تجعل الأسطح المنحنية بها. نظرًا لأن ملفات التعريف الخاصة بي لا تحتوي على أي أسطح منحنية تقريبًا (باستثناء فتحة العين الدائرية العرضية) ، فقد كنت سعيدًا بالحد الأدنى من التحدب عند 1. إذا كانت أجزاءك منحنية أكثر من جانبي ، واعتمادًا على التطبيق ، فقد ترغب في رفع ذلك. احفظ البرنامج النصي OpenSCAD كملف .SCAD باسم مناسب.


الخطوة 7: ترجمة وتقديم النموذج

من القوائم المنسدلة ، حدد "تصميم> ترجمة وعرض (CGAL)" أو فقط اضغط F6. إذا كنت قد فعلت كل شيء بشكل صحيح ، فيجب أن يظهر الجزء المبثوق في نافذة التجسيد في الزاوية العلوية اليمنى من مساحة العمل ، كما هو موضح. يمكنك تدويرها عن طريق النقر بزر الماوس الأيسر وسحب الماوس ، تحريك الكاميرا عن طريق النقر بزر الماوس الأيمن والسحب ، والتكبير والتصغير باستخدام عجلة التمرير.

إذا كان ملف DXF يحتوي على مسارات مفتوحة أو عناصر رسم غير مدعومة ، فسترى رسائل الخطأ المقابلة في نافذة السجل في أسفل اليمين. قد تضطر إلى التمرير لأعلى لرؤيتها. لأي سبب من الأسباب ، على الرغم من أنك أنتجت جزءًا واحدًا فقط ، فمن المحتمل أن يبلغ OpenSCAD أن لديك مجلدين في النموذج المقدم. هذا قد يكون أو لا يكون خطأ. في أي حال ، لا يبدو أنه يضر بأي شيء لذلك لا تقلق بشأنه.


الخطوة 8: تصدير النموذج الخاص بك كملف STL

من القوائم المنسدلة ، حدد "تصميم> تصدير كـ STL ..." ، واختر اسم ملف مناسبًا ، وانقر فوق "حفظ". يجب أن يبلغ OpenSCAD عن "تصدير STL منتهي" في نافذة السجل. وهذا كل شيء! يجب أن يكون النموذج ثلاثي الأبعاد جاهزًا للطباعة أو الاستيراد في مصمم نماذج WYSIWYG ثلاثي الأبعاد متوافق مثل Blender.


الملاحظات والأفكار

على الرغم من كونه رائعًا ، فإن OpenSCAD لا يزال قيد التنفيذ. على الرغم من تعطلها عدة مرات عندما حاولت تقديم ملفات DXF بعناصر رسم غير مدعومة ، وكان لدي وقت ملحوظة ، حيث اكتشفت أن وحدات ارتفاع Z-extrusion مليمترات ، عمومًا كنت سعيدًا جدًا بأدائها وسهولة الاستخدام. يوجد هنا دليل مستخدم أساسي (وبصراحة ، غير مكتمل) ، وإذا كانت لديك مشكلات لا يمكنك حلها عن طريق التجربة ، أو أنها أخطاء واضحة ، فيمكنك الإبلاغ عنها و / أو الحصول على المساعدة من خلال الاشتراك في OpenSCAD القائمة البريدية هنا. يعد OpenSCAD مشهورًا جدًا بالفعل في مجتمع MakerBot ، ويمكن أن تكون مجموعتهم من Google مصدرًا مفيدًا للمعلومات. وكما هو الحال دائمًا ، فنحن نرحب بك لنشر أسئلة أو تعليقات أدناه.

إذا كنت مهتمًا بالبنتومينو عمومًا ، فقد ترغب في الاطلاع على البرنامج التعليمي السابق الخاص بي حول إنشاء مجموعة من البنتومينو الصلب من الزهر الأكريليكي.



قد تكون مهتمة

ننسى اللباس لإقناع ، أجاد لإعجاب: وصفة لحم البقر BBQ

ننسى اللباس لإقناع ، أجاد لإعجاب: وصفة لحم البقر BBQ


Menorah بسيط جدا

Menorah بسيط جدا


تقديم: دليل هدايا العيد 2009: All-Arduino!

تقديم: دليل هدايا العيد 2009: All-Arduino!


تقديم: دليل هدايا العيد 2009: صياغة اللاعبين

تقديم: دليل هدايا العيد 2009: صياغة اللاعبين