Indhold og cirka forløb af kursus

Transkript

1 Simpelt opgavekompendie til brug ved NEXT ugekursus Sammensat af Thor Høy Nyeste udgave kan hentes på Indhold og cirka forløb af kursus Dag 1: Opstart af computere og intro til Ugens forløb Introduktion til, og grundlæggende viden om 3D modellering. Hvad bruger vi 3D til og hvornår. Forskellige modellerings paradigmer og vigtige forskelle. NURBS/Mesh, Parametrisk/ikke Parametrisk. CAD/CAM - hvad er det. Mac/Pc Issues. Gennemgang af Rhino interface, overordnet. Gennemgang af Gumball, mus og short cuts Gennemgang af Curve tools, Distance, points on og Object snap Om at lære et 3D eller 2D program Dag 2: Repetition og yderligere gennemgang af interfacet. Command line VS toolbox VS Menu. Layer og object properties paletten. Gennemgang af funktionen Solid Creation og Boolean Operations. Gennemgang af surface creation - del1 Gennemgang af project curves paletten Gennemgang af Solid Tools paletten Dag 3: Gennemgang af surface creation del2 Gennemgang af funktionerne scale, array, arrange Gennemgang af funktionerne Explode, join, Trim, split, og wirecut samt group 3D print, fræs og scanning - gennemgang af forskellige teknikker og metoder, hvor er 3D print nået til. CAD/CAM og 3D output samt. Små kortfilm af et par maskiner i funktion fra nettet Typiske problemer med 3D print og måder at løse dem på Rundtur i skolens 3D maskinrum. Køb og sælg 3D modeller på nettet. 1

2 Simpelt opgavekompendie til brug ved NEXT ugekursus Dag 4: Gennemgang af transform paletten Gennemgang af rotate, copy og text tools Gennemgang af MESH paletten Gennemgang af Cunstruction plane og views Hvis muligt kan de der er færdige med feks en ring få den 3D printet. (ikke garanteret) Den specielle undo command, History funktion og zebra tool. Dag 5: Diskution om brugen af 3D og andre nye teknologier i smykkebranchen. Før, nu og i fremtiden. Kort beskrivelse af renderingsteknikker samt fordele og ulemper ved disse. Gennemgang af 2D dokumentation Repetion af diverse funktionaliteter Gennemgang af særlige guldsmede relaterede geometrier som kørner, blanksnit, emalje mm Diverse plug-ins til Rhino Andre nyttige 3D programmer Resourcer til self learning på nettet. Afslutning og udlevering af kursusbevis Moon Manchetknapper der findes i både guld og sølv, og med brillianter på undertegnedes webshop 2

3 3D generelt Når du arbejder i et 3D program skal du forestille dig at du står i værkstedet og arbejder i den virklige verden med metal, træ, ler eller lign. Vi er underlagt en del af de samme regler som i den virklige fysiske verden. Feks kan man ikke lave et 3 dimensionelt objekt der er uendeligt tyndt. Der er stor forskel på at arbejde i et 2D tegneprogram og et 3D tegneprogram, men i Rhino kan man sagtens tegne 2D også, ligesom du kan have god nytte af at kombinere Rhino med feks Xara eller Adobe pakken. Når vi arbejder i 3D med det formål at få et fysisk objekt ud i en eller anden form, kan det være vanskeligt at forholde sig realistisk til objektet på skærmen. Vi har tit zoomet voldsomt ind og kan arbejde med detaljer man ikke kommer til at se i den fysiske model. Husk altid at vurdere om det kan lade sig gøre i virkligheden hvis du sad og filede objektet ud i hånden. Vi kan bruge 3D til at lave en fuldstændig færdigt genstand, vi kan lave de stramme former på computeren og bløde det op i hånden. Vi kan lave ringskinnen i Rhino og dekorere den i hånden. Man kan modellere sig frem til stort set alt, men hvis du vil modellere et næsehorn i Rhino nytter det ikke meget hvis du ikke ville kunne modellere den i ler. Vi skal også vide hvad vi vil bygge, for Rhino gør kun det du har bedt den om at gøre. Dvs DU skal tage styringen og bestemme hvad du vil lave. Rhino er et værktøj ligesom lasersvejseren, filen og mikromotoren. Det tager lang tid at blive god til at lodde og det tager lang tid at blive god til Rhino. Lodder du en halv time hver dag i tre måneder bliver du hæderlig til det og bruger du Rhino konsistent bliver du også god til det. NURBS Når man skal lære et 3D program, eller et hvilket som helst andet stykke software, er det vigtigt at bruge de funktioner man bliver præsenteret for, først da sidder det fast. Man lære meget ved at se en video om at lodde, men det skal prøves en del gange i virkligheden før man kan det. Rhino er primært et Windows baseret program selvom der dog er kommet en version til MAC. Mange plug-ins og 3.parts programmer der er nyttige til Rhino er ikke endnu skrevet til MAC og det er tvivlsomt om det kommer. NURBS vs MESH Rhino er et NURBS baseret 3D program. NURBS står for Non Uniform Rational B-Splines. Det virker i grove træk ved at man tegner en række curver og trækker overflader hen over, som en teltdug og teltstængerne. Mesh er en fundamentalt anderledes måde at modellere på hvor man hele tiden tilføjer eller trækker materiale fra. lidt som at bygge noget i ler. De to modellerings paradigmer taler meget dårligt sammen og hvis man skal sige noget generelt så er NURBS rigtig godt hvis du skal lave fysiske ting og arbejder med ingeniører og maskinfabrikker og MESH er meget udbredt til ting der skal blive i computeren som feks spil og film. MESH 3

4 Rhino Interface Det skal dog tilføjes at både NURBS og MESH baserede programmer er fuldt ud i stand til at 3D printe. Det format man bruger til 3D print er et MESH format. Mange NURBS baserede programmer som SolidWorks og Inventor er parametriske, dvs man styrer en given geometris størrelse vha nummerisk indput og kan hen ad vejen ændre geometriens størrelse vha disse indput. Det er smart i mange tilfælde men også en anelse stift når man skal konceptudvikle. Rhino er IKKE parametrisk og de fleste MESH baserede programmer er heller ikke. Rhino Interface Centralt er de fire viewports som hver især bliver forstørret hvis du klikker på navnet oppe i venstre hjørne. Rundt om er arrangeret diverse toolboxes og faneblade med underværktøjer. Alt kan om arrangeres så det passer til dig. Der er mange hundrede værktøjer, men lad dig ikke overvælde fordi det kommer stille og roligt til at blive mere overskueligt. Brug noget tid på at klikke rundt i interfacet, skifte view, klikke toolboxes etc. Små guides til hvad du bør gøre Command line Construction plane Toolbars, hvis de har en pil kan de foldes ud. Tag fat i den øverste del og placér den frit. viewports Object snap Gumball Object properties paletten med layers og display settings samt små help videoer til hver enkelt tool 4

5 Rhino Interface Dobbelt klik på viewportens navn og den går i fuldskærm. Enkelt klik på navnet og vi får en række viewport options og shading options mm Der er oftest tre måder at tilgå et tool eller funktion på i Rhino. Enten klikker vi simpelthen bare på værktøjet sådan som de fleste kender det fra alle mulige andre programmer Eller man kan tilgå det fra menuen og fly-out menuen Eller man kan bruge commandline hvor man taster navnet på funktionen efterfulgt af enter, og så aktiveres funktionen. Det kræver lidt tilvænning men er usædvanligt godt når man lære at bruge det. 5

6 Gumball GUMBALL!!! den er bare fin! og den kan mere end du tror. pilene flytter i x,y eller z retning. Bemærk farverne svarer til koordinatsystemets farver I perspective view kan du flytte, rotere, skalere og kopiere frit i alle retninger. De små vinduer flytter i begge retninger i den aktive viewport Buerne rotere i x,y eller z retning. De små firkanter skalere i x,y eller z retning. De små vinduer flytter i begge retninger i den aktive viewport Hvis vi holder CTRL+SHIFT nede og klikker på enten en surface eller en edge makere vi netop det. efterfølgende kan vi så enten manipulere med objektet eller ved at holde ALT nede trække en kopi ud. Hvis vi holder ALT tasten nede samtidig med at vi flytter et objekt vha pilene på gumball laver vi en kopi. det gælder også for rotere og skalere. 6

7 Om 3D objekter Exploder man en primitive og joiner den igen får man en POLYSURFACE. Man kan også bygge en polysurface ved selv at samle en række surfaces. En såkaldt PRIMITIVE, et færdigt objekt du kan trække ud fra toolboxen Solid Creation. Den kan give nogen problemer ind i mellem. Prøv at EXPLODE den og JOINE den igen. På hjørnerne sidder et VERTEX. Dem kan man også bruge til at manipulere en geometri. Dette er en SURFACE, den er uendelig tynd og kan IKKE 3D printes En simple LINE En simple POLYLINE Skal en geometri 3D printes skal den være WATERTIGHT. Vi kan se i Object properties om det er en lukket polysurface. Er den det er der gode chancer for at printet bliver godt. 3D universet er i princippet uendeligt stort og uendeligt småt. Vi kan gøre GRID større så det fylder mere eller ændre på inddellingen. dette gøres under menupunktet - VIEW, Gridoptions Dette er en SPLINE med controlpoints slået til. Vha disse kan man manipulere i det uendelige med formen. HUSK at en given spline skal bestå af så få points som muligt. 7

8 Opgaver - CURVES Tegn alle de typer liner og splines man kan vha de tools vi har. Lines er det grundlæggende element i 3D geometri og jo bedre vi har greb om dem jo bedre bliver vores geometri LINE tools, alle har de yderligere tools indenunder. Hold museknappen nede for at tilgå dem. For at kunne skabe en watertight geometri ønsker vi som oftest at vores curves er closed. igen hjælper vores objekt properties os. Vi er nødt til at være meget nøjagtige når curverne bliver blot en smule komplekse. ofte er det på curve niveau at der er fejl når vores geometri driller. Brug også tid på at lære TRIM, SPLIT, EXPLODE og JOIN med dine curves. Det er helt essentielt at have styr på dem. Slå POINT ON til på både splines, lines og polylines og modificer derefter dine curves i vildskab. 8

9 Opgaver - CURVES i flere dimensioner Tegn forskellige figurer i 3D, denne kube er ca 50mm høj. Tegn 10 forskellige og brug både stjerne, ellipse og andre curver. Tegn nu en række figurer som minder om denne. Forestil dig at det er profilen af en vase, et vinglas, et gammeldags bordben eller lign. tegn mindst fem. Disse samlinger af curver danner grundlag for alle geometriske objekter 9

10 Opgaver - Solide Objekter Nu holder vi en kort pause fra curverne og ser på Rhinos færdiglavede objekter - Solider/primitiver. Vi kan tit bruge dem som start på en opgave, som del element, hurtig mock-up eller lign. De er kan explodes og bliver til en polysurface. I samme omgang skal vi stifte bekendtskab med funktionen BOOLEAN OPERATION der betyder at trække en geometri fra en anden, at smelte flere geometrier sammen eller at beholde den geometri der er tilfælles for flere overlappende geometrier. Brug nu alle disse figurer til at øve dig i boolean funktionen. der skal mindst være 20 forskellige og alle boolean funktionerne skal bruges Byg alle de figurer man kan fra solid creation paletten og eksperimenter med at skalere, flytte og kopiere dem. Prøv også at explode og joine soliderne og læg mærke til hvad der sker. Eksperimenter med nogen af de andre funktioner i samme toolbox, især skal du prøve CAP og EXTRACT SURFACE En forståelse for hvordan boolean virker vil hjælpe os senere med at fejlfinde vores geometri. 10

11 11

12 Opgaver - Surface Creation Byg mindst 2 forskellige former vha rail revolve Byg mindst 2 forskellige vaser med revolve funktionen Find et billede af en flaske eller vase på nettet, gem billedet, det skal være JPG format, og hent det ind i Rhino vha PICTUREFRAME funktion. Skriv feks pictu i commandline og se hvad der sker. Tegn profilen af genstanden så nøjagtigt du kan og med så få punkter som muligt. Brug revolve til at lave genstanden, husk den skal have tykkelse. 12

13 Opgaver - Surface Creation Byg 2 forskellige ringskinner, den ene skal have forskellig tykkelser og bredder i top og bund. Du skal bruge Sweep1 og sweep2 rail funktionen samt feks cap og trim. Tag et øjeblik og brug SHELL funktionen til at lave mindst 5 objekter der er SHELLEDE 13

14 Opgaver - Ringe - Tegn en eller flere af disse ringe og overvej om der ville komme problemer i virkeligheden med dele af dem. du skal ikke gå op i om det du tegner bliver akkurat magen til. Derfor er der heller ikke mål på billederne. Tilgengæld er det vigtigt at du får tegnet nogen stykker så du bliver fortrolig med værktøjerne og principperne. Brug ikke for meget tid på små detaljer. Alle ringene er fundet på nettet ved en tilfældig biledsøgning. 14

15 Eksempler Denne solitaire ring udviklede jeg hos Georg Jensen i samarbejde med guldsmed Jørn Nymann og Regitze Overgaard. Designet er sidstnævntes. Det er et godt eksempel på fordelene ved at bruge 3D. Ringene kan ligge i et fil bibliotek og printes til den enkelte bestilling. Der var over 400 kombinationer og det ville være meget dyrt at have alle på lager. 15

16 16

17 Opgaver - BEND, FLOW og Ekstra opgave. Tegn nogenlunde denne geometri vha BEND eller FLOW ALONG SURFACE. Keder du dig og er du mega sej tegn en BRILLIANT. HAr du ikke målene i hovedet må du finde dem på nettet 17

18 Eksempler på brugen af Rhino De franske liljer har jeg lavet i Tspline og konverteret dem til en Rhino geometri hvorefter jeg har brugt flow along surface. Delfinen har jeg bygget vha Tspline plug-in. Et lignende findes i RhinoGold pakken og hedder Clayoo. Uundværeligt når man bygger organisk og kombinere fordelene ved MESH box modellering og NURBS modellering. 18

19 Eksempler på brugen af Rhino Diise eksempler er hentet fra nettet og det er uvist hvem der står bag. En tilfældig billedsøgning viser at man kan bruge Rhino i alle typer brancher og de værktøjer og funktioner vi bruger til smykker bruger man også til at lave beslag, biler, huse, vaser, stole, legetøj mm Bilen er formentlig bygget i en kombination af T-spline og Surface creation Der kan være særlige plug-ins til at lave feks skibe eller sko eller for smykkers vedkommende, RhinoGold, RhinoJewel mfl. 19

20 3D Print, fræs, scan samt CAD vs CAM CAD står for Computer Aided Design og CAM står for Computer Aided Manufacturing. DVS CAD er den software hvor vi tegner vores objekter og CAM er den software der klargøre vores emner til produktion og som styrer selve maskinen. Der findes et hav af 3D modellerings software og der findes ligeledes et hav af CAM software. Skal et emne fræses hos en maskinfabrik på en stor dyr CNC maskine bruger de et kr CAM program og vil paradoksalt nok, sjældent godtage andet end STEP filer der kommer fra et NURBS baseret tegneprogram. Skal vi fræse noget på en mindre kostbar ROLAND fræser el.lign, kan vi nøjes med et STL filformat som kan gemmes ud fra ALLE 3D tegneprogrammer. Når noget skal fræses er det knap så vigtigt om modellen er WATERTIGHT. Skal vi derimod 3D printe emnet er det ofte helt essentielt at emnet er watertight. STL formatet er en bred standard indenfor 3D print. Interface fra MASTERCAM hvor man kan simulere fræsningen af et objekt før man egentlig fræser emnet Interface fra SOLIDSCAPE 3D wax printer Når man 3D printer, også kaldet Additiv fremstilling, så tilføjer man hele tiden materiale indtil man har det ønskede objekt. 3D printerens software deler geometrien op i et antal meget tynde agurkeskiver oftes ned til mm og bygger emnet ved at tegne det enkelte lag eller tværsnit ovenpå hinanden indtil objektet er færdigt. Principielt som en alm inkjet printer tegner på et stykke papir. NURBS baseret tegneprogram. Skal vi fræse noget på en mindre kostbar ROLAND fræser el.lign, kan vi nøjes med et STL filformat som kan gemmes ud fra ALLE 3D tegneprogrammer. Når noget skal fræses er det knap så vigtigt om modellen er WATERTIGHT. Skal vi derimod 3D printe emnet er det ofte helt essentielt at emnet er watertight. STL formatet er en bred standard indenfor 3D print. godtage andet end STEP filer der kommer fra et 20

21 3D Print, fræs, scan samt CAD vs CAM Der findes utallige slags 3D printere i alle prisklasser men de dækker nærmest alle sammen over 3 forskellige teknologier. Resin, Fused Deposition Modeling og pulver, samt nogen mellemting. Resin er når et kar med flydende plast i et ganske tyndt lag, bliver belyst og hærder der hvor lyset rammer. Denne proces gentages lag for lag indtil objektet er færdigt. Fused Deposition Modeling (Pølseprint) er nærmest som en meget præcis limpistol der bygger emnet op lag for lag. Pulver er når et kar med gips eller plast pulver bliver hærdet lag for lag vha enten laser eller væske. SolidScape har en teknologi hvor der bliver tilført flydende voks igennem to JETS. Skal man bygge smykker og har en høj forventning til overflade og præcision vil der PT ikke være nogen af de billigere printere der er gode nok til anden end skue og volumen modeller. Ravstedhus har en DWS printer som printer højopløst i resin der, med den rette udbrændings cyklus, kan støbes direkte. Andre resinprintere har oftest problemer med at blive brændt ud fordi de ekspandere. Dem kan man så bruge til at lave en gummiform over og derefter brænde voksmodellen ud på normal vis. SolidScape printere er helt konventionel voks i meget høj præcision, og kan brændes problemfrit ud. Den sidste jeg kender til PT er Projet der også printer i konventionel voks. 3D Scanning gøres ved at sende lys mod et objekt og måle den varierende afstand fra lyskilden, frem til objektet og tilbage igen. På den måde bygges mere eller mindre præcist en 3D repræsentation af geometrien op. Denne 3D repræsentation er i et ganske tilfældigt MESH format og man kan ikke uden videre arbejde videre med objektet i sit tegne program. Men objektet kan oftes 3D printes eller fræses direkte. Vi kan også bruge scannet som støtte til en egentlig modellering eller vi kan spejlvende noget og printe en modsat. Teknologien løber stærkt og det kan være at der er kommet et nyt smart produkt når du læser dette, men indtil videre har vi ikke alle sammen fået en 3D printer i køkkenet sådan som mange ellers forudsage for 10 år siden. Hos RAVSTEDHUS kan du få 3D printet på en DWS (Digital wax printer) 21