La modellazione solida

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1 Alla fine del capitolo saremo in grado di: Utilizzare in modo appropriato i vari strumenti di modellazione. Porre in successione una serie integrata di strumenti di modellazione per ottenere forme complesse. Utilizzare le trasformazioni geometriche relative alle Feature Scegliere in modo appropriato gli strumenti che producono le trasformazioni geometriche per le Feature e quelli per gli oggetti. Individuare le proprietà di simmetria negli oggetti e gestire corrispondente gli strumenti idonei. Fruire di ulteriori strumenti di modellazione quali arrotondamenti, smussature, forature. Gestire gli strumenti che consentono la riproduzione di oggetti in serie disposti lungo una matrice rettangolare o lungo una circonferenza. Distinguere gli effetti della serie di feature da quelle degli oggetti. Produrre elementi solidi attraverso la rivoluzione di profili piani attorno ad un asse. Creare elementi scatolari e coordinarli con successive protusioni associate. Scoprire ulteriori proprietà delle protusioni. Manipolare individualmente le facce piane di un solido attraverso la loro rotazione o il loro spostamento. Scegliere strumenti differenti che consentono di realizzare uno stesso risultato finale di modellazione. Gestire le Feature in fase di modifica e/o di visualizzazione Comprendere le potenzialità della modellazione solida. Gestire la modellazione solida parametrica. Apportare le modifiche appropriate agli oggetti solidi. Saper distinguere le feature dagli oggetti solidi Considerazioni generali Il programma che stiamo considerando, consente di realizzare forme tridimensionali complesse. Tali forme possono essere ottenute: Trasformando elementi solidi tridimensionali semplici (modellazione solida). Realizzando forme superficiali complesse trasformate successivamente in solido assegnando alla superficie uno spessore (modellazione con le superfici). Una volta ottenuto il solido con la modellazione attraverso al manipolazione di superfici, è possibile agire su tale elemento grafico anche con gli strumenti della modellazione solida,

2 Questo capitolo consentirà al lettore di ottenere forme tridimensionali complesse attraverso operazioni di modellazione solida, mentre il successivo capitolo mostrerà come modellare forme superficiali. Fino alla versione J del programma gli strumenti di modellazione solida (di tipo parametrico) erano disponibili con il modulo aggiuntivo denominato Feature Modeling. Attualmente tali strumenti sono disponibili direttamente con il pacchetto di base; inoltre, i solidi realizzati con operazioni di modellazione, sono gestibili anche all interno di altri pacchetti applicativi come ad esempio Triforma. Gli strumenti di modellazione solida consentono di modificare la forma dei elementi solidi semplici attraverso una serie di operazioni che ricordano da vicino il modo di operare del mondo reale. Ad esempio si può costruire un solido semplice (magari che rappresenti un muro o un qualunque altro oggetto della realtà) e, successivamente si può: Forarlo con qualunque forma piana sia in modo passante che realizzare una cavità parziale. Modificarne gli spigoli attraverso smussi e arrotondamenti. Ruotare singolarmente le facce del solido, siano esse piane che di forma cilindrica. Realizzare protusioni e cavità anche lungo uno o più spigoli del solido. Nell ambito della modellazione solida, risulta molto efficiente la fase di modifica, dove per rimuovere uno smusso, è sufficiente cancellarlo; e il programma ripristina la forma del solido senza smusso oppure si possono apportare modifiche dimensionali allo smusso stesso o a qualunque altra operazione di modellazione senza dover nuovamente rappresentare il solido. Modellazione del solido basato sulla feature La funzionalità operativa preminente del modellatore è costituita la Feature o caratteristica. Per uniformità con la manualistica del il programma in uso, utilizzeremo sempre la parola Feature tenendo sempre presente che essa è una caratteristica o proprietà aggiuntiva del solido. La Feature è una costruzione geometrica intelligente che è applicata ad un solido semplice precedentemente rappresentato. Una Feature definisce alcuni aspetti di un solido e non può esistere separatamente dal solido stesso. Per esempio, un foro è una Feature di un solido; tale Feature ha diametro, profondità, ed altri parametri. L utilizzo delle Feature consente di modellare un componente che abbia smussi, arrotondamenti degli spigoli, fori circolari, tagli, incavi e protusioni e costolature, ecc. Su di un generico solido si possono: Applicare Feature diverse. Applicare più volte la stessa Feature. Apportare modifiche alle Feature attraverso la modifica dei parametri che la definiscono. Ottenere nuove Feature sullo stesso elemento solido, utilizzando le trasformazioni geometriche relativamente alle sole Feature. Eliminare le Feature senza cancellare il solido a cui appartiene. Le Feature come alternativa all uso delle operazioni booleane Le Feature costituiscono, quasi sempre, un alternativa valida alla realizzazione di solidi attraverso le operazione Booleane di unione, sottrazione, intersezione. Infatti, solidi costruiti con operazione Booleane mostrano inconvenienti operativi che scompaiono se costruiti con le Feature. Ad esempio, il solido ottenuto a seguito di 497

3 \un operazione booleana diventa un unico oggetto. Il primo inconveniente che è necessario affrontare, consiste nell impossibilità di modificare separatamente i solidi iniziali. Al contrario l utilizzo delle Feature oltre a consentire una casistica di forme finali notevolmente superiore, risulta sempre possibile modificare una qualsiasi Feature trasformando magari un intaglio di forma circolare in una forma rettangolare o in una qualunque altra forma. Mostriamo qui di seguito alcune forme solide ottenute mediante l utilizzo delle Feature e lasciando al lettore il compito di individuare le operazioni Booleane mediante le quali sia possibile ottenere tali forme. In Figura 1, si possono osservare: Forature semplici, forature per viti con testa svasata o con testa cilindrica. Protusioni, tagli passanti o parziali (incavi). Smussi ed arrotondamenti. Bene, tutte queste caratteristiche aggiunte al modello iniziale sono delle Feature. Figura 1 Figura 2 La storia delle Feature Al fine di consentire la modifica degli elementi di modellazione, il programma prevede un apposito comando (come mostreremo in seguito nel presente capitolo) attraverso il quale + possibile osservare la sequenza delle operazioni di modellazione che sono state applicate al solido attraverso le feature. Tale sequenza, può essere modificata ma è importante sapere che, selezionando un icona qualunque della sequenza, è immediatamente possibile apportare modifiche ad una determinata Feature. Tale operatività semplifica notevolmente il processo di manipolazione del modello in quanto l intervento potrà essere mirato alla specifica Feature interessata alla modifica. Tale strumento diventa poi, in modo implicito, utile strumento per comprendere come potrà essere realizzato nella realtà il solido rappresentato. 498

4 Figura 3 Linee guida della modellazione La modellazione solida basata sulle Feature, richiede un differente approccio rispetto a quello che si deve utilizzare con un tradizionale strumento di rappresentazione tridimensionale in cui sia possibile operare solo con le operazioni booleane. Innanzitutto è necessario precisare che non esiste un unico percorso per raggiungere lo stesso risultato finale della modellazione. Qui di seguito si vogliono indicare, comunque, alcune regole essenziali che consentono di raggiungere razionalmente e per quanto possibile senza intoppi, il risultato finale desiderato. Un possibile processo operativo potrebbe essere il seguente: Analizzare il modello solido nella sua forma finale e scomporlo in elementi solidi più semplici, operando in modo del tutto analogo come già mostrato in Scomposizione del modello da rappresentare. Individuare, per ciascun elemento, la parte solida separandola dalle Feature associate e realizzare la parte solida iniziale con gli strumenti disponibili in termini di primitive o di strumenti di estrusione parametrica. Applicare le Feature al solido per ottenere la forma finale di ciascun elemento. La capacità di separare il solido iniziale dalle Feature dipende essenzialmente da due fattori: Conoscere le caratteristiche operative delle Feature disponibili. Saper riconoscere il processo di lavorazione dell oggetto solido che si sta rappresentando per ottenere la forma finale desiderata. In effetti con la modellazione, non si deve assolutamente pensare di rappresentare il solido attraverso le sue proiezioni ortogonali (in questo caso si rappresenterebbero solo le linee degli spigoli del solido); si deve invece individuare le trasformazioni che si debbono produrre sul solido per mutarne la forma. È importante, pertanto, conoscere la funzionalità di ciascuno strumento che applica le Feature e le varianti dello strumento, che si ottengono assegnando appropriati valori ai parametri numerici o attivando opzioni specifiche dello strumento stesso. Infatti con l'applicazione di ogni variante, come scopriremo in seguito, otterremo un risultato di modellazione differente che ci consente di ottenere il risultato desiderato. In Figura 4 è mostrato un taglio passante ottenuto con un profilo e, di lato, un incavo cieco ottenuto sempre con lo stesso strumento di taglio a assegnando in modo appropriato nuovi parametri alla Feature. In questo caso possiamo affermare che il nuovo taglio è una variante del 499

5 precedente. Il corretto utilizzo delle Feature e dei relativi parametri consente di raggiungere il risultato finale desiderato, nel modo più razionale possibile. Tale condizione operativa richiede un applicazione costante e riflessione sulle caratteristiche operative degli strumenti da parte dell operatore. Nel caso in cui sia necessario eseguire un operazione booleana su più solidi, è opportuno eseguire un unica operazione su tutti gli oggetti interessati, in particolare quando si deve fare l unione. Quindi, si dovrà eseguire una selezione preliminare di tutti gli oggetti (non è possibile utilizzare la Fence durante le operazioni di modellazione solida) e, successivamente, attivare l operazione di unione. Occorre non dimenticarsi dell impossibilità di tornare ai solidi componenti il modello complessivo, se quest'ultimo è stato ottenuto con operazioni Booleane, se non attraverso la funzione Annulla. Figura 4 A questo punto passiamo a presentare i diversi strumenti di modellazione. Tali strumenti saranno applicati al nostro esempio guida e, in alcuni casi si riproporrà la rappresentazione di alcuni elementi dell edificio utilizzando gli strumenti di modellazione solida, al fine di far osservare al lettore la differenza operativa rispetto agli strumenti per la creazione degli oggetti tridimensionali descritti nei precedenti capitoli. Gli strumenti di modellazione solida parametrica Nella versione 8 sono disponibili gli strumenti che consentono di: Creare solidi parametrici; cioè solidi che possono essere modificati assegnando nuovi valori a parametrici numerici. Modificare (modellare) i solidi assegnando ad essi caratteristiche aggiuntive denominate Feature. Modificare le Feature attraverso i parametri che sono stati utilizzati per applicarle al solido. Per fruire dell insieme dei comandi che consente la modellazione solida, è necessario attivare il comando Feature Modeling presente nel menu Strumenti. A seguito di tale azione si ottiene la disponibilità del seguente insieme di comandi: 500

6 Figura 5 Tali strumenti, pur essendo caratterizzate da specifiche funzionalità, risultano in parte presenti anche in MicroStation di base (vedi Figura 6), ma, in quest ultimo caso, gli strumenti di lavoro hanno funzionalità differenti rispetto a quelle disponibili in Feature Modeling. Figura 6 Nota: I solidi creati con gli strumenti 3D di MicroStation di Base, non sono modificabili con il modellatore rispetto alla parametricità, ma appena si applica una generica feature al solido, il programma trasforma l elemento solido in un oggetto parametrico. In tutti i casi è comunque opportuno operare solo con gli strumenti resi disponibili nell ambiente di modellazione solida. Le primitive solide parametriche Il primo sottogruppo di comandi disponibile con il modellatore è quello relativo alle primitive solide che comunque sono di tipo parametrico. I parametri variano a seconda del tipo di primitiva utilizzata. Attenzione: Il simbolo di calcolatrice posto a fianco di ciascun parametro, indica che lo stesso può essere definito anche attraverso variabili. Tale caratteristica operativa non sarà trattata in questo percorso di apprendimento. I valori dei parametri possono essere assegnati numericamente o ottenuti in modo automatico durante la rappresentazione grafica del solido con Accudraw; infine è possibile anche il metodo operativo in cui alcuni parametri sono definiti analiticamente ed altri ottenuti in modo dinamico per via grafica. 501

7 Figura 7 Una volta rappresentato il solido, sarà possibile modificarlo utilizzando lo strumento di modifica delle feature come sarà illustrato in seguito nel presente capitolo.. È evidente, dai simboli iconici riportati in Figura 7, quali siano le primitive solide disponibili con il modellatore; si può subito osservare che sono le stesse che sono disponibili in MicroStation di base. Si lascia al lettore l acquisizione delle competenze per l uso delle primitive solide del modellatore. Come abbiamo già illustrato nella creazione dei primi oggetti tridimensionali, i solidi iniziali non sono sempre costituiti esclusivamente da primitive solide; spesso, invece, i solidi di partenza si possono ottenere per estrusione di una forma piana generica: Lungo un segmento di retta (estrusione) Attorno ad un asse di rotazione (rivoluzione) Lungo una linea curva o una poligonale mista (segmenti ed archi di circonferenza) Lungo un segmento di retta raccordando due figure piane differenti ma costituite dallo stesso numero di vertici. Lungo un percorso elicoidale nello spazio. I solidi per proiezione parametrica rettilinea di figure piane Il comando che consente di ottenere i solidi di proiezione rettilinea con il modellatore è Estrude Feature del gruppo di comando Profile feature solids. Innanzitutto con questo strumento è possibile ottenere un solido per proiezione (estrusione) di una figura piana lungo un asse normale al piano contenente la figura stessa. La figura può essere chiusa o aperta e realizzata con i diversi strumenti che consentono di realizzare forme piane dallo smartline a forme ottenute con i comandi relativi a figure curve (le bi-spline) che illustreremo nel prossimo capitolo. Fruendo dei vari parametri presenti nella finestra di dialogo dello strumento, si possono ottenere molteplici ed interessanti solidi che, un utente alle prime armi, in genere, non riesce ad immaginare. Ora è importante conoscere come impostare i parametri per ottenere un solido pieno di proiezione. Così facendo sarà possibile, ad esempio, rappresentare la platea della casa relativa al nostro esempio guida. 502

8 I parametri presenti nella finestra di dialogo hanno il seguente significato: Significato parametro Possibile Risultato grafico Distanza (distance) : Costituisce l altezza del solido misurata lungo la normale alla superficie piana; tale altezza può essere impostata analiticamente oppure definita con le coordinate di AccuDraw; infine definita con il mouse, magari utilizzando la tecnica del punto tentativo o Accusnap. Spessore (thickness) : Consente di ottenere forme tubolari partendo dalla forma piana iniziale. Se il valore del parametro è positivo lo spessore del solido è posto all esterno del profilo, se è negativo è posto all interno. Nel caso delle costruzioni civili serve a realizzare pareti perimetrali e tramezzi, in quanto l estrusione può essere realizzata anche partendo da un semplice segmento. Se la forma piana è di tipo aperto e con spessore nullo. Angolo di sformo (Draft Angle): consente di realizzare solidi di forma rastremata sia con diminuzione della forma piana originaria, (angolo negativo) che con aumento della stessa forma (angolo positivo) il risultato della rastremazione o sforma dipende anche dalla direzione in cui si realizza l estrusione. Mostreremo in seguito, nel presente capitolo come realizzare un tetto utilizzando il presente parametro. Si deve tener presente che quando si utilizza un angolo di sformo tale per cui le due facce laterali si intersecano, la parte del solido relativa a tali facce è estesa fino al punto in cui la superficie piana superiore si annulla 503

9 Cella è possibile utilizzare come forma piana di base un elemento in precedenza definito come cella. (vedere in le celle). Quando si utilizza la cella quale figura piana di estrusione, vi è qualche difficoltà nell individuare la direzione della retta di estrusione. Utilizzando il comando V di Accudraw, è possibile definire la direzione dell estrusione, osservando nelle diverse finestre il momento in cui il programma da inizio all estrusione stessa. La potenzialità parametrica dello strumento di estrusione c on celle si completa, nel caso in cui la figura piana che costituisce la cella, sia stata realizzata con gli strumenti del disegno parametrico presenti in MicroStation. Mantieni il profilo: consente di riutilizzare il profilo costituito dalla forma geometrica piana da cui si ricava il solido e di riutilizzarlo successivamente. Tale caratteristica può anche non essere presa in considerazione, utilizzando la possibilità, come illustreremo in seguito nel presente capitolo, di estrarre i profili piani che hanno consentito la realizzazione di solidi o profili che hanno consentito la modellazione attraverso i diversi strumenti disponibili. Combinazione di parametri: è possibile utilizzare anche la combinazione di parametri. Ad esempio se si combinano in modo appropriato i primi tre parametri, si ottiene la forma solida riportata a lato. Alcune osservazioni sui solidi di proiezione Quando si eseguono operazioni di proiezione in una delle modalità ammesse dal programma, occorre rammentare che sulla forma solida ottenuta per estrusione di una figura piana non è possibile apportare modifiche agli smussi, tagli, arrotondamenti, eventualmente generati dall'operazione di estrusione stessa. Ciò deriva dal fatto che le caratteristiche di forma del solido non sono state ottenute attraverso delle Feature aggiuntive, ma sono solo proprietà della figura piana di base. Nel caso in cui non si ritenga di far ricorso alle figure piane parametriche e sia necessario modificare dopo la realizzazione del solido alcune parti specifiche del contorno della figura piana, è necessario seguire il seguente metodo: 504

10 Realizzare la figura piana senza i lati che produrranno superfici del solido che si intendono modificare. Eseguire l estrusione della figura piana per proiezione lungo una retta. Operare con le Feature per aggiungere smussi ed arrotondamenti sino ad ottenere la forma desiderata della superficie laterale del solido. Aggiungere eventuali ulteriori Feature per realizzare la forma finale del solido. In Figura 8, sono mostrati due solidi a prima vista identici ma, osservando attentamente la loro storia costruttiva utilizzando Feature Modeling Feature Manager, si scoprirà come il solido di destra è stato ottenuto per estrusione di una figura piana già opportunamente sagomata in tutte le sue parti, mentre quello di sinistra è costituito da una forma piana parzialmente sagomata e, successivamente, è stato opportunamente Modellato il solido estruso. Si deve pensare al fatto che la forma finale potrebbe essere ottenuta anche attraverso la modellazione di un parallelepipedo. Nel caso del solido ottenuto con la sola estrusione, non è possibile modificare od eliminare gli smussi, gli arrotondamenti e i tagli, nel secondo caso il solido può essere riportato allo stato iniziale eliminando le feature aggiuntive. Figura 8 Sarà possibile apportare modifiche alle parti del solido ottenuto per estrusione di una figura piana contenente le parti generatrici di smussi ed arrotondamenti, solo se, quest ultima, sia stata realizzata con il procedimento che consente di realizzare figure piane parametriche. Un metodo alternativo sarà mostrato nel presente capitolo nella parte relativa a Le forature e le modifiche delle feature, e consiste: Nell estrarre il profilo piano dal solido Apportare modifiche alla figura piana. Sostituire il profilo del solido iniziale con il profilo modificato. Solidi di rivoluzione Il procedimento per realizzare la rivoluzione del profilo al fine di ottenere i differenti solidi di Figura 10 è sostanzialmente lo stesso, tra un solido e l altro mutano i parametri come il raggio 505

11 e lo spessore da dare al profilo e l orientamento dell asse di rotazione rispetto al profilo iniziale. Innanzitutto lo strumento che consente di ottenere solidi di rivoluzione ammette 4 metodi per definire l orientamento dell asse di rivoluzione. Figura 9 Il metodo più generale è quello per due punti. In questo caso, una volta selezionato il profilo, attraverso la posizione di due punti si stabilisce l asse; in tal modo si possono ottenere anche assi di rivoluzione comunque inclinati nel piano o nello spazio. Sempre utilizzando tale metodo, una volta posizionato un punto dell asse, muovendo il mouse sullo schermo, il programma indica in modo dinamico come sarà il solido a seconda dell orientamento dell asse. In particolare, nella barra di stato, il programma indica per quali orientamenti dell asse non può essere ottenuto il solido di rivoluzione. Il parametro angolo, serve a stabilire l ampiezza della rivoluzione che può essere di 360 (rivoluzione completa) o inferiore a 360 per ottenere una rivoluzione parziale( si pensi ad esempio come rappresentare la volta di una cupola realizzata in 12 parti dove ciascuna delle parti ha un angolo di rotazione di 30 ). Il parametro raggio non funziona solo nel caso in cui l asse sia fissato con il metodo dei 2 punti; utilizzando gli altri metodi, se il valore del raggio è impostato, la posizione dell asse è prestabilita e il punto dati serve solo a stabilire l orientamento dell asse di rivoluzione. L ultimo parametro Spessore (thickness), se non è assegnato, il solido di rivoluzione, così come il solido di estrusione sarà pieno. Quando si realizzano solidi di rivoluzione, la difficoltà consiste nello stabilire il profilo che consente di realizzare il solido. Vedremo più avanti in questo capitolo il rapporto tra profilo, asse di rotazione e solido di rivoluzione da ottenere. Nel caso in cui si generi un solido di rivoluzione pieno e, successivamente si vuol rimuovere una faccia, assegnando idonei spessore alle facce rimanenti, vedremo come ciò sarà possibile con gli strumenti di modellazione. Nel caso in cui si assegni uno spessore in fase di creazione del solido di rivoluzione, il solido risulterà sempre forato nel piano normale all asse di rotazione in modo analogo a ciò che si realizza con la estrusione lineare. In Figura 10 sono mostrati alcuni effetti quali: Spessore nullo nel solido. Spessore non nullo. Variazione della posizione ed orientamento dell asse di rivoluzione. Solido con scavatura di una sua parte dopo aver realizzato un solido pieno. 506

12 Figura 10 Realizzazione di alcuni elementi dell edificio con gli strumenti di modellazione Con la conoscenza del funzionamento dei primi strumenti di modellazione (estrusione lineare), è possibile realizzare e modificare alcuni elementi costruttivi dell edificio: Platea di fondazione. Travi di fondazione. Pilastri. Muri esterni e tramezzi. Figura 11 Per rappresentare tali elementi solidi si opera in modo analogo a quando visto nel capitolo relativo alla costruzione dei primi elementi tridimensionali e, specificatamente: Stabilire la vista in cui rappresentare il profilo da estrudere. La vista è quella in cui si può osservare in vista reale il profilo. Nel caso della platea sarà la vista dall alto, mentre nel caso delle travi di fondazione sarà la vista frontale o quella laterale. Rappresentare la forma del profilo iniziale utilizzando lo smartline. Attivare il comando Estrude Feature. 507

13 Impostare in modo appropriato i valori dei parametri, (nel caso di platea, travi di fondazione in questo caso solo l altezza o distance). Selezionare il profilo e con Accudraw definire il verso dell estrusione. Le modifiche dimensionali di un oggetto Supponiamo di aver realizzato due travi di fondazione attraverso il procedimento di estrusione lineare, la terza ha lo stesso profilo delle prime due ma una lunghezza differente. Invece di ripetere l operazione di creazione del profilo, è possibile utilizzando lo strumento di modifica delle feature, variare la lunghezza della trave in quanto la stessa è stata realizzata con l estrusione lineare. Figura 12 Prima di utilizzare lo strumento è necessario far le seguenti ulteriori osservazioni: La finestra di dialogo che apparirà, una volta selezionato il solido da modificare, dipende dal procedimento di costruzione del solido. Se il solido è realizzato attraverso una primitiva solida sarà possibile modificare tutti i parametri caratteristici del solido stesso. Se il solido è stato realizzato attraverso l estrusione di una superficie piana, lo strumento di modifica consente di variare solo il parametro relativo all estrusione. In seguito mostreremo come modificare anche il profilo iniziale. Inizialmente, quando si sceglie il comando di modifica del solido, appare una piccola finestra di dialogo in cui è presente il parametro Modifica solidi attorno al punto ID (Modifica il solido con riferimento al punto di selezione). Se si abilita il selettore, il punto di selezione definirà la sezione che non si muoverà successivamente alla fase di modifica della lunghezza. Nel nostro caso se si selezionerà l estremo sinistro della trave (con Accusnap) e il selettore è attivo la modifica della lunghezza della trave determinerà lo spostamento della faccia di destra della trave. Se, ad esempio, si selezionerà al centro la trave, la modifica della lunghezza determinerà lo spostamento dio entrambe le facce estreme del solido. Suggerimento: Si consiglia di abilitare sempre tale parametro e di utilizzare il punto tentativo o Accusnap nella fase di selezione del solido, La procedura per modificare la lunghezza della nostra trave ruotata è la seguente: Scegliere il comando Modifica Solido O Feature ed abilitare il parametro Modifica solidi attorno al punto ID. 508

14 Selezionare il solido con Accusnap o con il punto tentativo nel punto in cui la trave non deve subire alcuno spostamento; il programma indicherà il punto di selezione con un quadratino vedi Figura 13) Confermare la selezione. Digitare il valore del nuovo parametro di distanza (nel nostro caso 14,7). Confermare il nuovo valore con il pulsante Ok, Figura 13 La misura del parametro di lunghezza deve essere digitata e non può essere definita visualmente; ciò significa che il valore della misura deve essere noto preliminarmente; inoltre è necessario, al fine di non invertire il verso dell estrusione, assegnare la distanza, con lo stesso segno con cui appare nella finestra di dialogo il valore iniziale del parametro da modificare. Se il valore della distanza è negativo, significa che, al momento della creazione del solido, il verso di estrusione era opposto al verso della normale alla superficie. Una maggior attenzione alla finestra di dialogo di Figura 13 ci induce a notare che è possibile apportare modifiche ai parametri di rastremazione e della forma proiettata e di trasformare il solido in una forma tubolare assegnando l idoneo spessore. Per quanto riguarda ancora la parametricità del nostro oggetto, è da tener presente che essa viene conservata con i nuovi valori dei parametri e, di conseguenza, può essere ulteriormente modificata operando nuovamente con la procedura illustrata. Operando nel modo appena descritto, è possibile modificare ciascuna trave per ottenere la misura appropriata. Se ci si sofferma un momento, si può riflettere sull enorme potenzialità della rappresentazione con modellatore parametrico. Per realizzare le travi di diversa lunghezza, in sostanza si tratta di 509

15 rappresentare la sezione e, successivamente di eseguire l estrusione con operazioni di copia e di eventuali modifiche del parametro lunghezza. Figura 14 Il completamento del seminterrato con i solidi parametrici Figura 15 Per quanto riguarda i pilastri si fa riferimento a quanto riportato nella costruzione della casa seminterrato, tenendo conto che lo strumento presente nel modellatore è parametrico ed è 510

16 possibile modificare ciascuno dei parametri che definiscono il parallelepipedo associato al pilastro stesso. Per ottenere gli altri pilastri, è sufficiente far riferimento a quanto riportato al capitolo Completamento della prima parte del modello. È certamente interessante utilizzare gli strumenti di modellazione per realizzare i muri in alternativa a quanto riportato in Gestione logica del progetto con i livelli (argomento Inserimento dei Muri).Infatti, i muri possono essere ottenuti attraverso la rappresentazione di linee guida che definiscono il profilo lineare del muro e successivamente con un estrusione nella quale si definiscono i valori di altezza e spessore. Per facilitare l inserimento delle linee guida sono state rimosse le travi di fondazione; inoltre non bisogno mai dimenticare che i livello e la profondità attiva devono essere definiti prima di inserire il nuovo elemento grafico. Figura 16 In Figura 16 è riportato tutto il processo di estrusione dei muri. Nella windows 1 sono riportati i profili iniziali dei muri che possono essere rappresentati anche in assonometria, avendo cura di disabilitare il blocco di profondità. Nella windows 2 è riportata l estrusione del primo muro esterno avendo cura di utilizzare la vista assonometrica per definire il verso di estrusione del muro; nella windows 3 il risultato dell estrusione di tutti i muri nella windows 4 è riporta l estrusione di un muro esterno che risulta essere estruso in modo errato rispetto alle esigenze. Ciò è dovuto al segno dello spessore dell estrusore rispetto al verso di percorrenza del profilo iniziale. In effetti il verso di percorrenza del profilo iniziale è stato opposto rispetto a quello dei muri esterni ed opposto deve essere il segno dello spessore di estrusione. Nella windows 5 è stato corretto il segno dello spessore. Nella windows 6 è riportata l estrusione di un tramezzo interno. Dove è stato variato lo spessore. In questo caso il segno dello spessore ha un significato più semplice, se negativo, lo spessore del solido è realizzato all interno della figura, 511

17 se positivo lo spessore è realizzato all esterno della figura piana. Nella windows 8 è stata completa l estrusione con l ultimo tramezzo. Mentre le prime estrusioni hanno come figura piana un segmento di retta, le ultime due estrusioni hanno come profilo piano una poligonale. In questo caso con un unica operazione si ottiene l estrusione di tutto il profilo. Per quanto mostrato in precedenza nella modifica dei solidi o delle feature, è possibile in qualunque momento modificare sia lo spessore che l altezza dei singoli elementi estrusi. Il risultato finale dell estrusione dei muri è riportato in Figura 17. Figura 17 Le forature, i tagli negli oggetti con il modellatore e le modifiche delle Feature Una volta realizzati i solidi, che nel nostro caso sono costituiti dai muri pieni, si può passare a realizzare forature, tagli, incavi, protusioni nei solidi stessi utilizzando, utilizzando le Feature anziché le operazioni Booleane. In sostanza le feature eseguono operazione booleane, solo che lo strumento è in grado di memorizzare i parametri relativi alle forme geometriche che consentono di modellare il solido. Inoltre utilizzando lo strumento di modifica delle feature è possibile apportare modifiche di forma al solido, senza dover ripetere tutto l iter costruttivo. Mentre programmi specializzati di architettura realizzano le corrispondenti forature quando si inseriscono i corrispondenti serramenti, con modellatore è necessario separare le due operazioni. Nonostante ciò si illustrano le varie caratteristiche del modellatore solido, in quanto vi sono forme del modello, comprensivo di eventuali forature che risulta molto più complesso realizzale con gli strumenti propri di Triforma. Qui di seguito illustreremo i diversi tipi di foratura e taglio in un solido, mentre facendo riferimento alle celle (vedere in Le celle) si possono inserire nelle forature dell edificio i serramenti realizzati in precedenza e memorizzati nelle librerie di celle. Una volta illustrate le caratteristiche di base della Feature necessaria per realizzare tagli e forature, applicheremo tale strumento per la realizzazione dei vani delle finestre; mostreremo, inoltre, come modificare le stesse forature utilizzando le risorse del modellatore. 512

18 Gli strumenti per forare o tagliare con Feature Modeling La modellazione solida Abbiamo affermato in precedenza che il modellatore è in grado di modificare la forma del solido iniziale attraverso l associazione di Feature al solido stesso; e che inoltre è possibile modificare in posizione e forma le Feature o eliminarle. Attivando il pannello delle Feature, si può osservare la presenza dello strumento Crea taglio Figura 18 Tale strumento consente in sostanza di: Realizzare forature sia normali ad una faccia del solido che in direzione inclinata rispetto a qualunque faccia. Produrre tagli di forma qualunque Realizzare forature non passanti (Nicchie). Sono disponibili, però, altri strumenti per generare forature, tagli o cavità negli elementi solidi, quali: Crea Fori, il quale fori circolari; (che mostreremo durante la realizzazione di particolari d arredo). (Taglia/ Crea protusioni) lungo spigoli; tale strumento consente anche di scavare il solido assumendo come percorso di taglio uno o più spigoli del solido stesso. Svuota Solido, per ricavare un solido scavato da un solido pieno come ad esempio la cappa aspirante da cucina o il tetto a spiovente di una casa. Modifica Faccia, il quale serve a modificare le superfici del solido ottenendo dei risultati visivi che in qualche caso sono simili ad operazione di taglio. In questo caso, visto che dobbiamo inserire i vani nei muri, mostriamo l utilizzo dello strumento da taglio per realizzare forature e nicchie negli oggetti solidi I profili per le forature o i tagli L operazione di taglio o di foratura con Crea Taglio (Cut Feature), consiste nelle seguenti fasi: 513

19 Rappresentazione della figura piana o profilo per generare il taglio o la foratura del solido. Esecuzione dell eventuale modifica di posizionamento ed orientamento nello spazio del profilo. Impostazione dei parametri di taglio o foratura. Esecuzione del taglio o della foratura. In Figura 19 sono riportati diversi profili utilizzati per produrre tagli o forature nel parallelepipedo e, specificatamente i profili: 1, 2, 3, 6 sono costituiti da figure piane aperte realizzate con le risorse bidimensionali del programma; le figure aperte, producono solo dei tagli nel solido. I profili 4 e 5 sono costituiti da figure piane chiuse; tali figure determineranno delle forature o al minimo delle nicchie, quando il profilo di taglio è compreso nel solido; in caso contrario si otterranno dei tagli. Figura 19 Posizionamento ed orientamento dei profili È importante disporre il profilo nella vista idonea e orientarlo in modo appropriato rispetto al solido, in quanto, durante l operazione di taglio, tali caratteristiche influiscono sul risultato finale dell operazione stessa. Quando si realizza l operazione di taglio o di foratura, il programma individua la normale al piano contenente il profilo; se quest ultimo è costituito da un solo segmento, la normale ad esso coincide con la normale alla vista nella quale il segmento stesso è stato disegnato. 514

20 Oltre all orientamento del profilo taglio rispetto al solido, è importante posizionare il profilo rispetto alla superficie del solido che si assume come riferimento per l operazione di taglio; infatti, oltre alla direzione, il programma individua anche il verso della normale. Se si osservano i diversi profili di taglio riportati in Figura 19, si noterà che: I profili 1 e 4 sono situati al di là del solido nella vista frontale; il primo darà luogo ad un taglio, il secondo ad una foratura o ad una nicchia. I profili 2 e 3 sono situati nella vista frontale al di qua del solido; in particolare il profilo 2 è costituito da un segmento che, nel nostro esempio è disegnato nella vista frontale stessa, mentre la figura di taglio 3 è costituita da un arco di circonferenza interno al contorno del solido nella vista frontale. Nella simulazione del taglio mostreremo l effetto di tali profili durante l operazione di taglio, per far osservare al lettore cosa succede quando i profili non costituiti da figure piane chiuse, hanno gli estremi situati esternamente al solido che dovrà essere tagliato. Il profilo 5 è costituito da una forma chiusa posta all interno del solido; anche in questo caso è possibile realizzare una foratura e, in particolare, è possibile realizzare anche una cavità completamente interna al solido. Infine il profilo 6 è costituito da una figura aperta realizzata con strumenti che non sono ancora stati presi in considerazione; ciò che è importante qui far presente, è che il piano a cui appartiene il profilo non è parallelo a nessuna faccia del parallelepipedo che si vuol forare. Volutamente si sono posizionate le figure piane di taglio in modo distinto rispetto al solido per poterle mostrare come elementi separati. La loro posizione, spesso, risulta appartenente ad un piano coincidente con una delle superfici piane delimitanti il solido anche se tale posizione non è vincolante. Realizzazione della foratura Figura 20 Si possono ottenere diversi risultati della foratura e tutto dipende, una volta posizionato ed orientato nello spazio di lavoro il profilo di taglio, da come si impostano i parametri di creazione della Feature Taglio. Il primo parametro Metodo di taglio (interno al profilo) determina il volume da sottrarre al solido in fase di taglio. Nel caso in cui tale il metodo sia interno, sarà sottratta dal solido la porzione intersecata dall'interno del profilo di taglio, in caso contrario sarà sottratta la parte di solido esterna al profilo. 515

21 Il secondo parametro Entrambe le direzioni se abilitato, consente di realizzare il taglio in entrambi i versi della normale al piano contenente il profilo di taglio (vedi Figura 20) Se si disabilita il precedente parametro, il verso del taglio è gestibile in modo dinamico con il posizionamento idoneo del mouse. In Figura 21 è mostrato l'effetto del taglio, posizionando il cursore di schermo del mouse al di qua o al di là del piano contenente il profilo n 5 di taglio, nella vista dall'alto. Il parametro di taglio Profondità (Through), consente di definire fino a quale profondità sarà realizzato il taglio o la foratura. Figura 21 Le impostazioni possibili di tale parametro sono: Tutte le Facce (All Faces); sono attraversate tutte le facce del solido incontrate dal profilo di taglio lungo la normale. Cieca (Blind) Fino al solido (Up to Body); attraversa tutta la parte solida fino la prima superficie in cui l asse normale entra nello spazio privo dell elemento solido da forare. Cieca; il taglio o la foratura è eseguito fino ad una profondità prefissata, misurata a partire dalla posizione corrente del profilo in modo da ottenere un incavo piuttosto che una foratura. In questo caso è importantissima la posizione del profilo rispetto al solido, in quanto un incongruenza tra i valori della profondità di taglio e la posizione del profilo rispetto al solido, può non dar luogo a nessuna operazione di taglio nel solido. Faccia successiva (Next Face), arresta la foratura quando la proiezione del profilo di taglio non interseca una faccia qualunque del solido 516

22 Facce selezionate (Selected Faces), alcune facce del solido selezionate durante l operazione di taglio costituiscono un piano di riferimento rispetto al quale è definita la profondità di taglio. Figura 22 Figura 23 Per meglio comprendere la funzionalità di tale parametro è opportuno osservare il seguente esempio costituito da un solido tubolare che deve essere forato da una forma piana di tipo esagonale come riportato in Figura 23, la quale volutamente è stata posta all interno di un superficie del solido per far notare la differenza tra Next Face e All Face. Si deve osservare subito che il solido è un elemento unico e, di conseguenza, l effetto della foratura oltre ad interessare le facce del solido più vicine alla figura di taglio, può interessare anche tutte le facce del solido che il profilo interseca durante l operazione di taglio in base alle impostazioni definite. 517

23 Qui di seguito mostriamo alcuni effetti della foratura in base alle impostazioni di direzione e di attraversamento scelte Impostazioni ed annotazioni Profondità: Tutte le Facce (All Faces) Direzione: Entrambe, Indietro, Avanti La profondità tutte le facce consente di forare tutte le facce del solido incontrate dal profilo, se è attiva la direzione Entrambe, e se la voce Profondità Opposta è attiva la voce Tutte le facce, allora il solido è completamente attraversato dal profilo di foratura, in caso contrario il risultato dipende dall impostazione di quest ultimo parametro. Quando la direzione Entrambe è disabilitata, il programma produce la foratura lungo tutto il solido, ma solo nel verso impostato dal mouse. Ad esempio data la posizione del profilo, nel caso Avanti, la foratura è parzialmente cieca su una parte del solido e passante dall altra parte. Risultati della Foratura Impostazioni ed annotazioni Direzione: Entrambe Disabilitata Profondità: Cieca (Blind) Il risultato della foratura oltre a dipendere dal verso scelto dall utente, dipende dall impostazione della profondità e dalla posizione del profilo rispetto al solido. Nel primo caso la profondità di taglio è minore dello spessore residuo e si ottiene una cavità interna, nel secondo caso la profondità di taglio è maggiore dello spessore residuo e si ottiene una nicchia. 518

24 Risultati della Foratura Impostazioni ed annotazioni Direzione: Entrambe Disabilitata Profondità: Fino al solido (Up to body) Il risultato della foratura oltre a dipendere dal verso scelto dall utente, dipende dalla posizione del profilo di taglio rispetto al solido. Nel caso 1 il taglio termina in corrispondenza della prima faccia incontrata nel processo di foratura, nel caso 2 il taglio termina in corrispondenza della seconda faccia incontrata perché quest ultima è quella adiacente allo spazio privo di solido. Risultati della Foratura Impostazioni ed annotazioni 519

25 Direzione: Entrambe Disabilitata Profondità: Faccia successiva (Next Face) Il risultato della foratura è simile a quello del caso precedente, solo che la foratura si arresta, non appena il profilo di taglio interseca una faccia nel verso di taglio. Nel primo caso il risultato della foratura è uguale al caso 1 dell esempio precedente in quanto la prima faccia incontrata dal profilo è la stessa. Nel secondo caso il risultato differisce dal corrispondente caso dell esempio precedente, in quanto il profilo deve arrestare la sua foratura quando raggiunge la prima faccia e non quando abbandona completamente il solido. Nel terzo caso il risultato è ancora difforme e si può notare che tra le tre facce che il profilo può intersecare nella parte sinistra del solido, arresta la propria foratura proprio in corrispondenza della prima faccia incontrata. Risultati della Foratura 520

26 Impostazioni ed annotazioni Direzione: Entrambe Disabilitata Profondità: Facce selezionate (Selected Faces) Questo metodo è un poco più complesso ed ha come obiettivo quello di definire la profondità di foratura in base alla posizione di una opportuna faccia selezionata durante la procedura di foratura. n effetti, il risultato potrebbe essere ottenuto anche con il metodo della foratura Cieca. Il motivo dell introduzione del procedimento che qui illustriamo è probabile che sia determinato dalla necessità di ridurre i calcoli di profondità di foratura, quando è noto che la stessa è riferibile ad una faccia esistente. Innanzitutto la faccia, che deve essere scelta per definire la profondità, non deve essere perpendicolare al piano del profilo. Si deve tener presente inoltre che vi sono due opzioni di profondità: Offset di (Offset by) significa che la foratura sarà arrestata prima rispetto al piano a cui appartiene la faccia selezionata, della quantità indicata Offset di. Sposta di (Move By) significa che la foratura sarà arrestata Dopo rispetto al piano a cui appartiene la faccia selezionata, della quantità indicata in Sposta di La procedura, oltre a quanto indicato in precedenza per le forature, richiede la scelta della faccia a cui far riferimento per definire la profondità. Fino a quando non sarà selezionata la faccia e non sarà confermata tale scelta, la foratura sarà del tipo passante. Per confermare la faccia scelta si deve premere un punto dati esternamente al solido. Nel caso 1 si è scelto Sposta di e la faccia selezionata è quella interna della zona destra del solido ed è possibile osservare che il termine della foratura è oltre a tale faccia. Nel caso 2 si è scelto Offset di e la faccia selezionata è quella in basso alla destra ed è possibile osservare che il termine della foratura è arretrato rispetto al piano della faccia selezionata. 521

27 Risultati della Foratura Per gestire con padronanza tutti i parametri e le possibili combinazioni, è necessario fare un certo numero di prove osservando il rapporto tra l impostazione dei parametri e il risultato 522

28 grafico di modellazione ottenuto. Pertanto si lascia al lettore di scoprire l effetto degli altri parametri di taglio (che sono utili anche operando con altre Feature). Si può far senz altro riferimento a quanto indicato in I primi elementi costruttivi di un modello tridimensionale In tutti i casi si consiglia di utilizzare lo stesso metodo della scoperta qui mostrato, per poi decidere come utilizzare in modo appropriato il parametro per raggiungere il risultato desiderato nel proprio ambito applicativo. Applicazione dello strumento di foratura al muro Ora abbiamo tutti gli strumenti per realizzare le forature dei muri. Nel nostro caso i muri sono costituiti da singoli parallelepipedi, e quindi ogni foratura sarà relativa ad un singolo muro. Figura 24 Il procedimento per ottenere la foratura del muro è la seguente: Realizzare il profilo corrispondente alla forma del vano e posizionarlo nel punto desiderato per ottenere il vano nel muro (verificare la posizione del profilo nelle diverse viste). Per quanto possibile, è opportuno disporre il profilo in adiacenza alla superficie dove si osserva la forma del vano (in Figura 24 sono indicate in stile tratteggiato i profili prima di eseguire la foratura). Attivare lo strumento di taglio e verificare che il parametro di attraversamento sia impostato a Tutte le facce Selezionare il muro che si desidera forare. Selezionare il profilo. Verificare la correttezza del verso di taglio dall osservazione temporanea del risultato grafico (nel caso in cui il verso sia errato, modificare la direzione del taglio prima di dare la conferma dell operazione). 523

29 Verificare l opzione Taglia profilo interno; tale opzione determina se la parte del solido che deve essere eliminata è quella interna al profilo (Taglia profilo interno attivo) oppure se è quella esterna. Confermare l operazione. Applicando il metodo appena esposto ai muri esterni del piano seminterrato si ottiene il risultato finale riportato in Figura 25. Figura 25 Realizzazione di una nicchia nel muro Supponiamo di dover realizzare una nicchia nel muro, all interno della quale disporre successivamente, ad esempio, il contatore dell acqua. Il profilo sarà sempre un rettangolo, ma l impostazione della Profondità sarà Cieca. Figura

30 Le possibilità di taglio Con lo stesso strumento fin qui illustrato, è possibile eseguire dei tagli. Il risultato di taglio, anziché di foratura dipenderà dal tipo di profilo e dalla posizione del profilo rispetto alla sagoma esterna del solido. Si ottiene un taglio quando il profilo non è chiuso oppure quando il profilo chiuso interseca la sagoma esterna del solido. Nel caso dei profili illustrati in Figura 19, si ottengono dei tagli solo con profili non chiusi. Illustriamo qui di seguito i risultati dei tagli per i profili non chiusi. Inoltre ipotizziamo di spostare il profilo rettangolare in modo che intersechi la sagoma esterna del solido. Nell ipotesi di voler ottenere un taglio completo del solido, l attraversamento deve essere impostato a Tutte le facce. Profilo ed osservazioni Profilo N 1 La parte del profilo esterna alla sagoma esterna del solido viene ignorata. Nel caso del profilo aperto è importante verificare l effetto dell opzione Taglio profilo interno. Risultati del taglio Profilo N 2 Il profilo è prolungato fino all intersezione con il contorno del solido. Il profilo, deve essere selezionato nella vista in cui la normale alla vista intersechi il solido (nel nostro caso nella vista frontale). È interessante provare a realizzare un taglio assegnando un angolo non nullo al parametro Angolo di sformo, per realizzare tagli inclinati rispetto alla normale del profilo. Profilo N 3 In questo caso il profilo sarà prolungato lungo le tangenti ai suoi estremi, fino ad incontrare il contorno del solido. In questo caso si è mostrato che cosa può verificarsi a seconda che si abiliti o meno l opzione Taglio profilo interno. 525

31 Profilo N 4 Il profilo chiuso che interseca il contorno del solido determina un taglio anziché una foratura Profilo N 6 Il profilo risulta inclinato rispetto a qualsiasi faccia del solido e, di conseguenza, il taglio è inclinato. Il profilo, inoltre suddivide il solido in due parti. L oggetto solido però è sempre unico, ragion per cui se si producono trasformazioni geometriche sul solido, la stessa trasformazione è applicata a ciascuna delle parti. Lo strumento di taglio e di foratura, è uno degli strumenti maggiormente usati nell ambito della modellazione. Pertanto si consiglia il lettere di eseguire un numero idoneo di prove al fine di acquisire la necessaria padronanza dello strumento. Inoltre l uso appropriato dei parametri con le operazioni di taglio, torna utile anche con altri strumenti di modellazione come ad esempio la protusione che mostreremo nella realizzazione di elementi costruttivi di dettaglio. Eliminazione di una Feature Ogni singola Feature può essere eliminata e il solido riprende automaticamente la forma che aveva prima dell inserimento della Feature stessa. Tale funzione è estremamente comoda in quanto non implica di manipolare irrazionalmente il modello. È importante, quando si eliminano le feature attivare lo strumento Feature Manager che sarà illustrato alla fine del presente capitolo al fine di non determinare incongruenze nella modellazione a seguito di eliminazioni errate. Quando si esegue l eliminazione di una feature il programma provvede a mostrare all operatore la feature oggetto di eliminazione, tratteggiandone il contorno. Quando sono presenti più feature e, in particolare smussi ed arrotondamenti, rotazione di facce, ecc. è necessario porre molta attenzione alla feature selezionata in fase di eliminazione. Si lascia al lettore di osservare l effetto dell eliminazione, rammentando ancora una volta che, se si utilizza lo strumento di eliminazione di MicroStation, viene eliminato contemporaneamente l oggetto solido e tutte le Feature associate. 526

32 Figura 27 Modifica dei profili Quando si esegue un solido per estrusione lineare, per rotazione o lungo un percorso, quando si eseguono tagli o forature con forme generiche, quando si eseguono protusioni o si eseguono scanalature lungo gli spigoli del solido, si utilizzano sempre dei profili costituiti da figure piane chiuse o aperte. Una delle potenzialità del modellatore, consiste nel cambiare la forma della feature modificandone il profilo. Così un solido ottenuto con un estrusione lineare a base esagonale, può trasformarsi immediatamente in un solido con forma di base completamente differente ma mantenendo tutti gli altri attributi del solido originale. Allo stesso modo è possibile trasformare una foratura con profilo rettangolare in una foratura con profilo cilindrico, attraverso la semplice sostituzione del profilo utilizzato per generare il solido o per realizzare la feature. Il comando che consente la gestione dei profili Modify Profile è quello riportato in Figura 28. Figura 28 Il primo strumento consente di editare i parametri associati al profilo. Tale strumento è utile se si sceglie di realizzare il profilo attraverso forme piane parametriche. 527

33 Il secondo strumento è utile per estrarre il profilo di un solido generato per estrusione o di una feature che si basa sull utilizzo di un profilo. Ad esempio può essere necessario modificare la forma di base del profilo, apportando una o più modifiche al profilo stesso. In questo caso si opera nel seguente modo: Attivare il comando Extract Profile. Selezionare il solido realizzato con il modellatore attraverso un profilo o la feature prodotta attraverso un profilo in un punto qualunque. Osservare il risultato della selezione e si posiziona il profilo in un punto qualsiasi dello schermo. Apportare le modifiche desiderate alla forma piana. Posizionare il profilo in modo appropriato rispetto al solido. Attivare il comando Replace profile. Selezionare il solido originale in un punto qualunque Selezionare il nuovo profilo. Figura 29 In Figura 29 è riportato tale processo tra le Windows 1 e 5 per il solido, mentre tra le windows 6 e 8 è mostrata una sostituzione del profilo. Sostituzione di un profilo Nell esempio precedente, si è mostrata la potenzialità dell estrazione del profilo con lo scopo di modificare la forma del solido attraverso la sostituzione del nuovo profilo al posto del vecchio profilo generatore. Oltre a fruire del vecchio profilo è possibile anche creare nuovi profili per sostituire quelli esistenti. 528

34 IL procedimento è del tutto analogo a quello precedente, solo che la fase di estrazione del profilo è sostituita dalla fase di creazione del nuovo profilo. Le windows 6-8 di Figura 29 riportano la sostituzione di profili per cambiare la forma di vani di finestre o trasformare il vano di una finestra in un vano per porta. Occorre fare molta attenzione, nel caso di sostituzione delle feature circa la posizione del nuovo profilo rispetto al vecchio. L attenzione deve essere posta sia nei confronti della posizione geometrica del nuovo profilo, in quanto si produrrebbero degli spostamenti ad esempio nelle forature, ma maggior attenzione occorre porre nei confronti della posizione del profilo rispetto all orientamento delle feature precedenti. Figura 30 In Figura 30 il nuovo profilo che trasforma il vano di una finestra in uno di una porta è stato posto dietro al muro posteriore. Date le caratteristiche di taglio del profilo iniziale, non si ottiene solo la sostituzione del profilo, ma si realizza una feature differente rispetto a quella iniziale. Pertanto a volte è necessario simulare la modifica della feature per verificare le sue impostazioni e quindi posizionare correttamente il nuovo profilo. A volte ancora il profilo non realizza la feature che esisteva con il profilo precedente. In tal caso occorre verificare se le dimensioni del nuovo profilo sono ancora congruenti con le impostazioni della feature iniziale e eventualmente ruotare di 180 il piano del profilo rispetto alla normale di esecuzione della feature. È interessante anche l opzione Replace All Instance. In effetti, quando si copia un solido parametrico con le sue feature, per il programma, questo nuovo solido è un istanza della precedente in termini di profili dei solidi, anche se, in seguito al solido stesso si apportano ulteriori modifiche parametriche o si associano nuove feature. Osserviamo in Figura 31 cosa succede a due solidi il secondo di quali (quello a destra in pianta) è stato ottenuto per copia del primo solido e successivamente sono state apportate 529

35 modifiche ai parametri di estrusione. Nel caso in cui si esegua una sostituzione di profilo e si abiliti l opzione Replace All Instance, entrambi i solidi saranno modificati in termini di profili generatori, ma ciascun solido manterrà le proprie feature aggiuntive. Figura 31 Le trasformazioni geometriche con le Feature Il modo di operare con il modellatore consiste sostanzialmente nell'inserire delle Feature in un dato elemento solido. Non sempre la posizione delle Feature al primo inserimento è quello desiderato, oppure può essere necessario eseguire alcune trasformazioni geometriche sulle Feature inizialmente associate all elemento solido per ottenere la forma finale desiderata. Per tali motivi è certamente utile poter manipolare le Feature per apportare, di conseguenza, modifiche alla forma dell oggetto solido. Le trasformazioni geometriche e le manipolazioni che si possono eseguire sulle Feature, sono presenti nel gruppo di comandi Manipolate Feature del Feature Modeling. Figura 32 Le manipolazioni consentite sulle Feature (vedi Figura 32) sono: Spostamento con o senza copia della Feature originale. 530

36 Rotazione nello spazio con o senza copia della Feature originale. Simmetria con o senza copia della Feature originale. Serie rettangolare o serie polare. Posizionamento vincolato di una feature. A questo punto del nostro percorso mostriamo solo come funzionano i primi due strumenti, che possono essere usati spesso nell ambito del disegno, e lo strumento che consente di eliminare la Feature gli altri strumenti sanno mostrati nella seconda parte del presente capitolo quando realizzeremo elementi di dettaglio relativi al nostro progetto.. La manipolazione è concettualmente simile a quella mostrata con gli strumenti di MicroStation di base, solo che sono differenti: L oggetto della manipolazione. Gli effetti a seguito della manipolazione In quanto qui si manipolano le feature e non l intero solido. Ad esempio non è possibile fare alcuna selezione preliminare con il selettore o con la fence, quindi significa che le azioni di manipolazione sono individuali. Se si utilizzano gli strumenti di MicroStation di base per produrre le trasformazioni geometriche, ci si accorge subito che l azione dello strumento di manipolazione è relativa all elemento solido nel suo complesso (parte solida e Feature) e non alla specifica feature che si vuol manipolare. Nota: Occorre rammentare sempre che, quando si opera con gli strumenti di manipolazione di Feature Modeling, l azione è sulla singola Feature selezionata oppure sul solido inteso come elemento distinto dal solido contenente le Feature. Mentre se si opera con gli strumenti di manipolazione di MicroStation di base, la manipolazione interessa il solido nel suo complesso (Feature comprese). Spostamento e copia della Feature Lo spostare o il copiare una Feature si realizzano con lo stesso strumento operativo. In effetti nella finestra di dialogo del comando Move Feature, compare l opzione Copy, che consente di trasformare un azione di spostamento in un azione di copiatura. Figura 33 Per spostare o copiare una Feature si deve: Selezionare la singola Feature, Definire la sua nuova posizione nello stesso solido e, nel caso in cui si desideri posizionare la feature in uno specifico punto del solido, si dovrà utilizzare una delle seguenti tecniche Accusnap, punto tentativo, oppure l assegnazione della nuova posizione con le coordinate di AccuDraw. 531

37 Si deve tener presente che non si possono spostare quelle Feature che per la loro proprietà sono collegate ad una specifica parte dell elemento solido così come gli smussi e gli arrotondamenti. Effetti che si possono ottenere muovendo o copiando le Feature. Consideriamo il fatto di aver realizzato una foratura nella muratura del seminterrato. Se si sposta la foratura e il profilo non è più compreso nel contorno del solido, la foratura si trasforma in un taglio come indicato in Figura 34. Si ottiene un effetto opposto, spostando un taglio in modo tale che il profilo chiuso risulti situato completamente all interno del contorno del solido. Quando spostando una Feature, alla fine dello spostamento si interseca un'altra Feature, l effetto finale della modellazione ottenuta tiene conto dell intersezione tra le due Feature. In Figura 35 sono indicate tre forature separate (una cieca e due passanti) Figura 34 Figura

38 L effetto appena mostrato dell intersezione di Feature con il contorno del solido come indicato in Figura 34 o tra due feature come riportato in Figura 35, deve portare il lettore a considerare la possibilità che, attraverso un organizzazione razionale dell inserimento delle Feature, è possibile ottenere forme complesse anche attraverso il semplice spostamento delle Feature stesse, successivamente al loro inserimento. Per essere in grado di gestire in modo razionale tale possibilità è necessario eseguire un numero adeguato di prove, osservando il risultato raggiunto e correlandolo al procedimento adottato. Tale necessità deriva dal fatto che, in molti casi, la nostra mente è stata abituata a proiettare forme e spesso non si è in grado di comprendere come il modello che si sta realizzando possa essere ottenuto attraverso un procedimento di lavorazione reale. Per copiare una feature si deve utilizzare lo stesso comando Sposta Feature solo che è necessario abilitare l opzione Crea copia. Se l effetto visivo del risultato di copia è ovvio, non allo stesso modo è evidente il modo con cui il programma memorizza le copie delle feature. Delle caratteristiche di memorizzazione ci si rende conto quando si esegue una sostituzione di profilo. Con l ultima versione di feature modeling, è presente un opzione sulla copia delle Feature (selected feature only) che ha senso solo quando su una feature sono state eseguite altre feature ad esempio su di un foro è stato eseguito uno smusso. Bene, se l opzione è attivata significa che sarà copiata solo la feature effettivamente selezionata, in caso contrario sarà copiata sia la feature selezionata e quelle connesse a tale feature. L esempio seguente mostra i due casi possibili in un foro con gli smussi ad entrambi i lati del foro stesso. Figura

39 Rotazione della Feature Oltre ad essere spostata o copiata, una Feature può essere ruotata, lasciando inalterato l orientamento del relativo solido nello spazio. Può verificarsi, ad esempio, di dover ruotare il vano di una finestra senza dover ripercorre il procedimento di foratura. Attivando il comando Ruota Feature, si può operare con la finestra di dialogo di Figura 37, osservando subito la sostanziale differenza con lo strumento di rotazione di MicroStation. Figura 37 Innanzitutto si può direttamente ruotare contemporaneamente nei tre piani coordinati dello spazio, e poi è possibile stabilire che gli assi di rotazione siano relativi a: Vista. Disegno. Feature. Il metodo più comodo è quello certamente relativo alla vista, tenendo conto che l asse X è quello orizzontale, l asse Y è quello verticale e l asse Z è quello normale alla vista e uscente verso l operatore. Per poter realizzare la rotazione della feature è importante, una volta selezionata la feature da ruotare, osservare nella vista di selezione o nelle altre viste come avviene la rotazione in funzione del centro di rotazione selezionato. In Figura 38 è mostrata la rotazione di 90 del vano di una finestra del nostro modello. Nel riquadro in altro a sinistra è mostrato il punto di selezione, mentre negli altri riquadri in alto sono mostrati differenti punti di rotazione (con la tecnica del punto tentativo) che danno luogo a rotazioni differenti. Se con la rotazione attorno all asse Z della Vista è prevedibile la posizione dell asse di rotazione, non è così ad esempio se si deve ruotare attorno all asse X o Y. Per comprendere il risultato della rotazione, prima di completare l operazione, è importante osservare in modo coordinato due viste, quella di selezione ed una vista ad essa ortogonale. Infatti man mano che si muove il cursore sulla vista di selezione, il programma mostra nella vista ortogonale come si posiziona l asse di rotazione nello spazio. Nell esempio di Figura 39 è mostrata la rotazione rispetto all asse X. È interessante osservare come, man mano che si sposta la posizione dell asse nella vista frontale, lo stesso asse si sposta anche nella vista da sinistra in modo coerente. Infatti se si seleziona la linea inferiore della finestra, l asse di rotazione è situato sul lato inferiore della faccia Posteriore come si nota nella vista da sinistra, perché su tale faccia è stato inizialmente posizionato il profilo di taglio. Se si posiziona l asse sul lato intermedio, così avviene anche sulla vista da sinistra, ed infine anche 534

40 quando si posiziona l asse sul lato superiore, l asse nella vista da sinistra si sposta e da luogo ad una foratura differente rispetto alle altre 2 posizioni. Figura 38 Figura

41 Un risultato indiretto della rotazione delle feature può essere quello di eseguire forature sempre con profili appartenente ad uno dei piani del solido e, nel caso in cui tale foratura non debba essere perpendicolare a tale faccia, produrre una opportuna rotazione della feature stessa in una fase successiva. Applicazione della modellazione su alcuni oggetti complementari dell edificio: il disegno dei particolari Vediamo ora come applicare in modo integrato i diversi strumenti di modellazione ad oggetti che possono essere realizzati nell ambito del modello costituito da un edificio. Oltre agli strumenti di modellazione fin qui esposti, saranno mostrati altri strumenti di modellazione in modo da fornire un percorso integrato nell uso di strumenti di modellazione. Sarà il lettore, in seguito, che dovrà applicare l uso degli strumenti proposti per la modellazione di altre forme solide che incontrerà lungo la propria attività di progettazione. È ovvio a tutti, osservando attentamente i manufatti che si presentano sotto i nostri occhi quotidianamente in un edificio, la complessità delle forme di alcuni oggetti e il livello di dettaglio che dovrebbe essere raggiunto nell'ambito della rappresentazione grafica se si volesse rappresentare la realtà con approssimazione spinta. Nel nostro caso ci limitiamo a realizzare il disegno abbinato al processo di costruzione dell'edificio mentre la rappresentazione di elementi complementari, consentirà di raggiungere i seguenti scopi: a) Mostrare al committente, in realtà virtuale, come si presenterà l'edificio comprensivo degli elementi complementari. b) Mostrare ad altri tecnici, ad organismi di controllo e al costruttore, la funzione degli elementi complementari o la loro interazione con le parti essenziali dell'edificio. Ne consegue che ogni elemento complementare non deve essere rappresentato, nel nostro caso, in modo tale da dare le indicazioni perché esso possa essere costruito. Da quest'ultima osservazione discende che il livello di dettaglio non deve essere quello che consente la costruzione dell'elemento complementare stesso. Quando non si deve produrre il disegno d officina, è necessario non spingersi eccessivamente sui dettagli costruttivi, in quanto si determinerebbe: Un inutile appesantimento grafico del modello Un aumento ingiustificato dell occupazione di disco e di fabbisogno della memoria Ram. Un consistente rallentamento del sistema informatico in fase elaborativa. Un aumento considerevole dei costi di progettazione senza alcun beneficio significativo in termini di informazioni presenti nel modello. Certo è che lo stesso programma fosse utilizzato per realizzare i disegni di costruzione d officina il disegno deve essere sicuramente spinto, ma certamente ciascun disegno sarà considerato separatamente e quindi non sarà necessariamente inserito nel modello complessivo. I manufatti complementari all'edificio Per poter utilizzare nel modo più completo possibile gli strumenti di modellazione, prendiamo in esame tre manufatti tipici della casa: Il serramento. Oggetti vari. Il tavolo. 536

42 Il tetto. Il caminetto completo di canna fumaria. Ciascuno di questi manufatti è caratterizzato da elementi costruttivi che consentono di mostrare i vari strumenti disponibili nel programma in uso. Scomposizione dei manufatti e loro rappresentazione Per rappresentare tridimensionalmente un manufatto più o meno complesso, è necessario scomporlo mentalmente nei elementi solidi componenti, come indicato in Scomposizione del modello da rappresentare nel primo volume. La scomposizione che si realizzerà con il modello, dipende dal livello di dettaglio che si intende raggiungere e quindi dallo scopo per il quale si vuol rappresentare il manufatto. La mancanza di alcuni elementi costruttivi nei vari manufatti che qui di seguito saranno mostrati, deriva dal fatto che tali elementi non sono stati ritenuti necessari nell'ambito della rappresentazione dei manufatti stessi per il loro inserimento nell'edificio. Una volta che i manufatti sono stati scomposti mentalmente, si deve procedere alla rappresentazione coerente dei singoli elementi solidi componenti. La scelta dei manufatti è stata tale da consentire l'utilizzo di quasi tutti gli strumenti presenti in Modellatore. Il serramento Il serramento è un elemento dell'edificio con caratteristiche estremamente variabili. Tanto è vera questa affermazione che, nel pacchetto specifico del prodotto architettonico (Triforma) che si basa su MicroStation, vi è un apposito comando che gestisce la generazione dei serramenti. La funzionalità di tale strumento sarà trattata nel terzo volume. Figura 40 In questo caso vogliamo rappresentare un semplice serramento, al fine di mostrare il funzionamento di alcuni strumenti del modellatore e realizzare oggetti grafici che possono essere gestiti in progetti distinti utilizzando le libreria di celle (vedere Le celle ) o i modelli della versione V8 per migliorare la produttività del disegno. Una finestra, nella sua essenzialità. è composta da : 537

43 Un controtelaio (che qui non consideriamo). Un telaio. Una o più ante comprensivo di sopraluce con vetri e fermavetri. Cerniere. Accessori (ad esempio le maniglie). La modellazione solida Il Telaio: la gestione dei tagli e della simmetria di una Feature Il telaio è costituito da specifici profili estrusi, la cui forma piana di estrusione può essere rappresentata con lo Smartline. Visti i nostri fondamentali obiettivi che consistono da un lato di rendere la nostra finestra simile alla realtà, e dall'altro di limitare il numero degli spigoli necessari per descrivere la forma dell'oggetto, siamo costretti a semplificare la forma del profilo piano ed estrudere il profilo in modo da ottenere un solido pieno ed approssimato anziché il solido tubolare caratterizzato da un idoneo profilo complesso come esso è nella realtà. Figura 41 Osservando attentamente le viste riportate in Figura 41 si nota la differenza sostanziale tra la rappresentazione del profilo reale e quella approssimata del profilo stesso. Utilizzeremo quest'ultima rappresentazione perché risulta quella idonea alle esigenze tecniche e riduce notevolmente la difficoltà di interpretazione di quanto rappresentato. Tra i due solidi vi è inoltre una sostanziale differenza di occupazione di memoria (11 byte per il profilo approssimato; 120 Byte per il profilo reale). Figura

44 È chiaro che se il problema di rappresentazione è relativo all'analisi del singolo profilo di estrusione, allora lo stesso dovrà essere rappresentato ed estruso tenendo conto dell'effettiva forma del profilo stesso. A questo punto è necessario realizzare dei tagli per realizzare il telaio. Tale operazione corrisponde esattamente a quanto avviene in officina. Ciò porta ancora una volta ad evidenziare che la sequenza delle fasi di rappresentazione è molto simile al processo costruttivo reale. Nel nostro caso i profili devono essere tagliati con un piano inclinato a 45 gradi rispetto all'asse del profilo e disposto perpendicolarmente, nel nostro caso, al piano di proiezione frontale. Si può notare in Figura 42, come la traccia del profilo di taglio non deve necessariamente fuoriuscire dal contorno del solido da tagliare. La procedura per realizzare il primo taglio del profilo è riportata in precedenza in questo stesso capitolo. Figura 43 Un alternativa razionale al taglio: la rotazione delle facce Il taglio prevede di eseguire con un profilo una sottrazione di una parte del solido. Nel caso in cui sia necessario modificare l inclinazione del taglio, sarà necessario, rimuovere il taglio precedente e, successivamente, operando con un nuovo profilo di taglio diversamente inclinato rispetto al precedente sarà possibile attraverso un ulteriore operazione di taglio modificare l inclinazione del taglio stesso. Esiste una tecnica che consente di ruotare una delle del solido; tale tecnica è illustrata in modo approfondito in Rotazione delle facce nell ambito della costruzione grafica del caminetto, in quanto con la rotazione delle facce e altri strumenti di modellazione, un parallelepipedo sarà trasformato nell involucro del caminetto stesso. Utilizzando tale metodo di lavoro, in effetti se si vuol modificare l inclinazione della superficie di taglio, è sufficiente modificare l angolo di 539

45 rotazione, utilizzando le procedure riportate in Modifica di una Feature. Questa tecnica è sicuramente più rapida ed efficiente in quanto è svincolata da qualunque profilo di taglio e si basa esclusivamente sul valore di un attributo di una particolare feature. Si lascia al lettore di scoprire l efficienza della tecnica appena accennata dopo aver letto quanto riportato in Rotazione delle facce. Si suggerisce Importante: L ulteriore e sostanziale vantaggio che si ottengono utilizzando la rotazione delle facce per eseguire il taglio del profilo, deriva dal fatto che se si modifica la lunghezza dell elemento solido utilizzando modellatore, la feature della rotazione della faccia è sempre congruente a qualunque lunghezza del solido. Mentre. nel caso invece del taglio sia stato ottenuto utilizzando un profilo, quando si varia la lunghezza del solido originale con modellatore, il taglio del profilo stesso potrebbe risultare nascosto. Il taglio sul lato opposto del telaio: la simmetria di una feature Una volta realizzato il primo taglio è possibile ottenere la faccia opposta con una simmetria della feature. Infatti non si deve dimenticare che taglio o la rotazione della faccia è una Feature e che tra le modifiche che si possono eseguire sulle Feature vi è quella di realizzare la sua simmetria. Nel caso che la faccia inclinata del profilo sia stata ottenuta con la rotazione della faccia, non è possibile eseguire la simmetria ma deve essere ruotata separatamente la faccia opposta. Lo strumento di simmetria è stato solo accennato in Le prime trasformazioni geometriche degli oggetti, vedremo di seguito come si differenziano i due strumenti di simmetria presenti nel programma tra MicroStation di Base e nel modellatore e quando utilizzare in modo appropriato ciascuno dei due strumenti. Nel nostro caso dobbiamo realizzare la simmetria di una Feature e, di conseguenza, è necessario utilizzare lo strumento di simmetria presente modellatore nel gruppo dio comandi Manipola Feature. Figura 44 Il procedimento operativo per realizzare il taglio sull'estremità opposta del profilo è il seguente: Impostare l operazione di simmetria con l opzione Crea Copia attiva. Selezionare la Feature desiderata; occorre facendo attenzione al fatto che, se non si stabilisce un idoneo livello di visualizzazione nella vista in cui si è presente la Feature da selezionare, si rischia di selezionare l'intero oggetto, non riuscendo in tal modo ad ottenere il risultato desiderato. È opportuno, inoltre eseguire la selezione della Feature nella vista in cui è stato creato il profilo di taglio. Scegliere il sistema di riferimento rispetto a quale (Asse) dovrà essere posizionato l'asse di simmetria della Feature. Si consiglia, le prime volte, di scegliere il sistema di riferimento costituito dalla Vista e, successivamente, si possono scegliere gli altri sistemi di riferimento proposti dal programma. Scegliere la direzione dell'asse di simmetria (Specularizza lungo). L'effetto della simmetria muterà al mutare della combinazione sistema di riferimento e direzione 540

46 dell'asse. In effetti quando si sceglie la direzione, il programma richiede la normale all asse di simmetria (tale caratteristica può essere notata muovendo il mouse prima di scegliere il punto effettivo sull asse. Fissare, con la tecnica del punto tentativo o Accusnap, il punto appartenente all'asse di simmetria in modo tale che il nuovo taglio risulti nella posizione desiderata e confermare tale punto. Resettare due volte con il tasto destro del mouse. Le impostazioni del nostro caso saranno (Vista frontale), sistema di riferimento Vista, lungo l'asse Y, e punto appartenente all'asse coincidente con il punto medio dello spigolo AB del profilo non tagliato. Figura 45 Figura

47 Si deve far attenzione al lato del profilo utilizzato per determinare la posiziona dell asse di simmetria. Infatti il punto tentativo è stato posizionato sullo spigolo laterale a sinistra, in quanto la lunghezza di tale spigolo è pari a quella originale del profilo estruso senza taglio. Il completamento del Telaio: la distinzione tra i due strumenti di simmetria del programma Per disegnare gli altri profili del telaio, non è necessario ripetere tutte le operazioni, ma sarà sufficiente manipolare opportunamente il solido appena rappresentato, sia utilizzando Feature Modeling che le risorse delle trasformazioni geometriche di MicroStation di base. Qui di seguito illustriamo uno tra i possibili metodi. Tenendo presente che il profilo è lo stesso su tutti i lati del telaio, saremmo portati a realizzare copie del profilo solido appena realizzato o copie ruotate dello stesso. Iniziamo a risolvere questo primo problema, realizzando il profilo inferiore del telaio il quale dovrebbe essere posizionato come riportato in Figura 47. Figura 47 Figura

48 Per quanto è di nostra attuale conoscenza potremmo pensare di ottenere il profilo orizzontale, utilizzando lo strumento di rotazione con copia come illustrato in La rotazione degli oggetti con o senza copia, producendo una rotazione di 90 del profilo iniziale attorno al punto B. L'effetto che si otterrebbe, in questo caso, potrebbe essere quello illustrato in Figura 48. In effetti esiste una sostanziale differenza tra la rotazione e la simmetria di un oggetto. Nel caso della rotazione, tutti i punti passano dalla posizione iniziale alla posizione finale percorrendo traiettorie circolari aventi lo stesso centro di rotazione. Nel caso della simmetria, punti omologhi dell'oggetto originale e di quello simmetrico risultano equidistanti rispetto ad un punto o rispetto ad un asse come nel nostro caso. I risultati grafici sono evidentemente differenti come risulta confrontando le Figura 47 e Figura 48. La difficoltà nel leggere caratteristiche simmetriche all'interno di un oggetto o tra oggetti, deriva dal fatto che nell'ambito della rappresentazione manuale non si utilizza mai la risorsa simmetria, dovendo disegnare individualmente ogni parte del disegno. Nel caso del CAD, è invece importante saper individuare sia simmetrie interne ad un singolo oggetto (come nel caso precedente del taglio) che tra oggetti (come nel caso del profilo orizzontale rispetto al profilo verticale. Con MicroStation, quando si devono realizzare nuove Feature che siano simmetriche rispetto a quelle già esistenti, è necessario utilizzare lo strumento indicato in precedenza e riportato in Figura 46, quando si devono invece creare nuovi oggetti che siano simmetrici rispetto ad oggetti già rappresentati, è necessario utilizzare lo strumento Specularizza, disponibile in MicroStation di base nel gruppo di comandi Manipola.. Figura 49 Esistono tre possibilità di orientare l'asse di simmetria: Verticale; l'asse è orientato verticalmente rispetto alla vista nella quale si realizza la simmetria Orizzontale; l'asse è orientato orizzontalmente. Linea; l'asse può essere orientato in una direzione qualunque. Per realizzare una simmetria di un oggetto solido o di una figura piana, con (Crea copia attivo) o senza conservazione dell'elemento grafico originale, è necessario stabilire la posizione dell'asse di simmetria. Si consiglia di posizionare l'asse, operando in una delle viste standard che non sia quella assonometrica, a meno di non possedere la dovuta competenza per operare in tale vista. 543

49 Simmetria rispetto ad un asse orientato in modo generico Se la simmetria è relativa ad un asse verticale od orizzontale, per posizionare tale asse è sufficiente un solo punto, quando invece l'orientamento è generico (Linea), sono necessari due punti. Mentre è facile riconoscere oggetti ottenuti utilizzando lo strumento di simmetria ad asse verticale od orizzontale, esiste qualche difficoltà nell'individuare simmetrie rispetto ad altri assi. In generale, per stabilire l'orientamento dell'asse di simmetria è necessario osservare l'angolo formato tra spigoli omologhi di due solidi simmetrici o tra lati omologhi di due figure piane simmetriche. Nota: L'asse di simmetria è orientato in modo da costituire la bisettrice dell'angolo formato tra spigoli omologhi di forme solide o tra lati omologhi di figure piane. In Figura 50 sono riportati i due profili simmetrici del telaio i cui spigoli omologhi formano un angolo di 90 e l'asse di simmetria è inclinato di 45 rispetto a ciascuno dei due spigoli suddetti. Figura 50 Operativamente per realizzare l'oggetto simmetrico nel caso di un asse inclinato (una volta selezionato il comando) di deve: Selezionare la figura. Scegliere il primo punto appartenente all'asse di simmetria; nel nostro caso il punto B del profilo originale. Scegliere il secondo punto appartenente all'asse di simmetria; nel nostro caso il punto C del profilo originale. Generalizzazione del procedimento per la simmetria di oggetti in una direzione generica In genere per definire un'asse di simmetria generico è fornito l'angolo dell'asse e un punto sullo stesso asse, invece dei due punti. 544

50 Anche in questo caso è possibile utilizzare lo strumento precedentemente proposto applicando una variante al procedimento. Per comprendere il procedimento di seguito descritto è sufficiente osservare che per definire un asse sono necessari due punti. Pertanto se il primo punto dell'asse è noto ai dati del problema grafico, il secondo punto potrà essere uno qualsiasi tra gli infiniti che appartengono all'asse di simmetria. Pertanto assegnato il primo punto sarà sufficiente utilizzare le coordinate polari assegnando una distanza generica dal primo punto e l'angolo che individua l'asse di simmetria. La procedura per ottenere una simmetria quando si opera nelle condizioni innanzi indicate, è la seguente: Selezionare l'elemento grafico per il quale si vuol realizzare l'oggetto simmetrico. Definire il primo punto appartenente all'asse di simmetria. Assegnare il secondo punto appartenente allo stesso asse utilizzando le coordinate polari (distanza qualsiasi e angolo corrispondente all'inclinazione dell'asse). Confermare la scelta dell'asse. Modifica dell'elemento orizzontale del telaio Una volta realizzato il profilo simmetrico, sarebbe sufficiente ridurre le dimensioni del profilo orizzontale per ottenere il lato orizzontale del telaio. Purtroppo, per una caratteristica di Modellatore, modificando la lunghezza del profilo non sono più mostrati i due tagli estremi. Per questa ragione, occorre attivare un processo un poco più elaborato, rispetto a ciò che l'utente otterrebbe utilizzando il comando tradizionale di estensione della figura solida. Rammentiamo ancora una volta che non è opportuno utilizzare lo strumento di taglio nell'ambito della modellazione solida quando è necessario ottenere oggetti simili ma di lunghezza differente. Figura 51 Per ottenere il profilo orizzontale modificato in lunghezza e nuovamente caratterizzato dai tagli è necessario operare nel seguente modo: Rimuovere i tagli originali, utilizzando il comando Elimina Feature (vedere in Eliminazione di una Feature Modificare la lunghezza del solido, con il comando Modifica Feature o Solido Parametrico (La modifica del solido parametrico). Tagliare nuovamente le estremità del solido come mostrato in precedenza nel presente capitolo. Alla fine del suddetto procedimento si ottiene l'elemento orizzontale del telaio con la lunghezza desiderata. 545

51 Alternativa con la rotazione delle facce Se si realizza il taglio del profilo con la tecnica della rotazione delle facce, non vi è alcun ostacolo alla ridefinizione della lunghezza del solido, quando si utilizza lo strumento Modifica Feature o Solido Parametrico. Occorre tener presente però la rotazione delle due facce estreme del profilo devono essere ottenute senza l operazione di simmetria. Simmetrie rispetto ad assi orizzontali o verticali La realizzazione degli elementi simmetrici ad asse orizzontale o verticale è molto più semplice rispetto a quella in cui l'asse è orientato in modo generico. Infatti, una volta selezionato l'oggetto, il programma chiede solo di definire un punto sull'asse, in quanto la direzione dell'asse di simmetria è già predefinita dalla scelta preliminare fatta dall'utente circa l'orientamento dell'asse stesso. In Figura 52 è mostrato come ottenere il profilo orizzontale superiore con una simmetria ad asse orizzontale e il profilo verticale destro con una simmetria ad asse verticale. In entrambi i casi la posizione dell'asse è ottenuta con il punto tentativo. Si lascia al lettore di scoprire la corretta individuazione (in generale) del punto appartenente all'asse di simmetria, partendo da un'attenta osservazione di quanto mostrato in Figura 52. Figura 52 Le lavorazioni sui particolari Al fine di mostrare ulteriori strumenti di modellazione, illustreremo qui di seguito alcune lavorazioni virtuali per ottenere elementi costruttivi che costituiscono gli accessori di un serramento. La maniglia del serramento: Forme di maggior complessità con arrotondamenti, smussi e protusioni La maniglia del serramento è un elemento che può assumere forme sostanzialmente differenti ma, per quanto riguarda l'apprendimento degli strumenti di modellazione del nostro programma, la realizzazione del suo disegno consente di mostrare: L'utilizzo delle protusioni. L'inserimento di smussi ed arrotondamenti. Un utilizzo particolare dello strumento di foratura. 546

52 Supponiamo di dover realizzare la parte centrale della maniglia riportata in Figura 53. Le lavorazioni di tale parte sono riportate nell'elenco a destra, mentre l'elenco delle lavorazioni posto a sinistra indica quelle relative alla leva della maniglia. Si può subito comprendere una certa complessità per realizzare il corpo centrale della maniglia e, sicuramente, ci sarà qualche difficoltà nel scegliere il procedimento più idoneo quando si opera le prime volte con il modellatore. Abbiamo scelto un procedimento che consente di poter intervenire, in fase di modifica, su una qualunque parte dell oggetto. Per tale motivo si è fatto uso della Feature protusione e foratura. Vedremo in particolare che la scelta del tipo di foratura, per generare degli incavi su di un componente, non è di immediata intuizione. Figura 53 Per meglio far capire il processo costruttivo, indichiamo l'elenco delle fasi e, successivamente illustreremo le caratteristiche operative degli strumenti utilizzati e non ancora illustrati nei capitoli precedenti. Procedimento costruttivo elemento centrale della maniglia Op. N. Fase Strumenti ed osservazioni 1. Creazione del Posiziona primo Parallelepipedo. Per parallelepipedo realizzare il solido è sufficiente fornire le tre dimensioni. Risultato grafico 547

53 Op. N. Fase Strumenti ed osservazioni 2. Arrotondamenti Raccorda facce o spigoli. L'operatività con lo strumento sarà illustrata al termine del presente procedimento. Risultato grafico 3. Taglio parziale del parallelepipedo lungo il suo asse longitudinale (gola nel parallelepipedo ) 4. Protusione troncoconica con arrotondamento 5. Arrotondamenti vari Crea Taglio Cieca con Spessore negativo di 3 mm. Questa è una particolare operazione di taglio, in cui il profilo coincide con la faccia del parallelepipedo iniziale e lo spessore del profilo di taglio è negativo per ottenere la cavità desiderata. Utilizzando l'opzione Cieca la cavità avrà la lunghezza desiderata. Costruzione protusione. Si rappresenta prima il profilo a forma rettangolare e poi si utilizza lo strumento di protusione. Le caratteristiche e l'operatività con questo strumento sarà illustrata al termine del presente procedimento. Vedi fase 2 548

54 Op. N. Fase Strumenti ed osservazioni 6. Protusione Costruzione rilievo circolare con circolare. Si rappresenta arrotondamento direttamente il cilindro di base che viene automaticamente collegato al solido e il raggio di raccordo deve essere impostato prima dell'inserimento della Feature. 7. Gola nel Vedi fase 3 cilindro Risultato grafico 8. Protusione circolare Vedi fase 6 9. Smusso Smussa spigoli. L'operatività con lo strumento sarà illustrata al termine del presente procedimento. Gli smussi sono in color azzurro 10. Foratura a sezione quadrata Vedi fase Arrotondamenti nella foratura a sezione quadrata Vedi fase 2 549

55 Caratteristiche operative di alcuni strumenti utilizzati per realizzare il corpo centrale della maniglia Figura 54 Se si osserva con attenzione il procedimento costruttivo per realizzare il corpo centrale della maniglia, si può notare che sono stati utilizzati i nuovi strumenti per generare: Protusione di forma qualunque. Protusione cilindrica. Arrotondamenti. Smussi. Strumento di foratura utilizzato in modo particolare, per realizzare gole in cilindri e in parallelepipedi. Per poter utilizzare anche in altri ambiti gli strumenti che consentono di inserire le Feature sopra riportate in un generico modello solido, è necessario approfondire la conoscenza delle loro caratteristiche. Inoltre, per completare la conoscenza di modellazione solida su elementi meccanici, mostreremo anche come utilizzare lo strumento di foratura cilindrica, in alternativa alla foratura in precedenza realizzata con sezione di forma quadrata per realizzare il vano delle finestre. Gli strumenti di protusione Con il modellatore è possibile utilizzare le funzioni di base presenti nei programmi tridimensionali, che realizzano le operazioni Booleane tra solidi e in particolare l'operazione di unione e di sottrazione. Come abbiamo visto per il taglio, il quale in sostanza non è altro che una particolare forma di sottrazione tra elementi solidi, così la protusione costituisce cilindrica o di forma generica, costituisce in sostanza una forma di unione tra solidi. Il procedimento e lo strumento che consentono di realizzare protusioni, sono del tutto simili a quelli necessari per realizzare forature. A tale argomento si rimanda per quanto concerne i concetti di base. Sono disponibili i seguenti tipi di protusioni: Cilindriche. Di forma generica. Di rivoluzione o lungo un percorso prestabilito 550

56 Protusione cilindrica Per realizzare protusioni di forma cilindrica si deve utilizzare il comando Costruisci rilievo circolare. Figura 55 In questo caso è sufficiente assegnare il diametro della protusione e la sua altezza. Nel caso in cui la protusione debba essere conica, si deve anche assegnare il valore della conicità, utilizzando il parametro Angolo di sformo. Il parametro, Raggio, consente di realizzare automaticamente il raccordo tra la faccia del solido alla quale è collegata la protusione cilindrica e la protusione stessa, così come è mostrato nella precedente fase 6. Il programma rende disponibile un ultimo parametro che consente di orientare la protusione. È interessante osservare che se il parametro Direzione Normale alla faccia, il programma automaticamente determina la normale alla superficie del solido nel punto selezionato. Ciò consente di orientare in modo dinamico, nello spazio, la protusione di tipo cilindrico. Il procedimento di inserimento di una protusione cilindrica consiste nel: Selezionare il solido. Posizionare la protusione. A volte vi è qualche difficoltà nel scegliere la faccia del solido dalla quale far emergere la protusione; ciò avviene nel caso in cui in una data vista sono visibili più facce parallele del solido considerato. Per risolvere il problema, è necessario utilizzare lo strumento che gestisce la profondità di visualizzazione facendo in modo che nella vista in cui si selezione la superficie da collegare al solido di protusione cilindrica, sia visibile solo tale superficie. Se con tale strumento non si risolve il problema, è necessario utilizzare lo strumento di protusione che qui di seguito sarà illustrato (che ha caratteristiche più generali) e assumendo, come forma di base della protusione, una circonferenza. Protusione generica Per realizzare protusioni di forma generica è necessario creare preliminarmente il profilo, come nel caso del taglio e poi generare la protusione utilizzando lo strumento Costruisci Protusione. Lo strumento è del tutto simile a quello mostrato per le forature. Nel nostro esempio la fase 4 è stata realizzata con la protusione di forma generica operando nel seguente modo: Disegnare il profilo da estrudere per protusione nella posizione e nell'orientamento desiderato rispetto alla faccia del solido. 551

57 Impostare i parametri della protusione, tenendo conto che con un thickness negativo si ottengono protusioni tubolari. Attivare il comando di protusione scegliendo opportunamente il verso della protusione stessa. Dovendo realizzare una protusione cilindrica e dovendo scegliere uno dei due strumenti disponibili, si deve tener presente che il primo strumento illustrato è in grado di orientare automaticamente la normale alla superficie nel punto selezionato, mentre lo strumento generale di protusione, l'orientamento della normale di estrusione coincide con la normale al piano contenente il profilo iniziale. Quest'ultimo, però, consente di realizzare protusioni tubolari. Figura 56 Un particolare uso dello strumento di taglio Si può notare nel procedimento precedente, (fasi 3 e 7) la realizzazione di gole di forma qualunque in un solido. Per ottenere tale risultato, è sufficiente utilizzare lo strumento di Taglio. Infatti, dopo aver realizzato il profilo con forma e dimensioni uguali alla forma del solido sul quale si deve ricavare la gola, è sufficiente impostare un taglio con spessore (spessore) negativo per ottenere il risultato desiderato. Figura

58 Le protusione di rivoluzione e lungo un profilo A partire dalla versione di MicroStation/J è possibile incrementare le possibilità di scavare o aggiungere parti solide ad un modello tridimensionale attraverso protusioni o incavi che possono essere generati lungo un percorso circolare o lungo un profilo generico. Consideriamo nuovamente la nostra generica maniglia e supponiamo di dover realizzare un incisione o una protusione di rivoluzione nella parte cilindrica come riportato in Figura 58 Figura 58 Il nuovo strumento del programma Crea/taglia protusione lungo spigoli consente di ottenere tale risultato. Se si volessero utilizzare altri strumenti, il procedimento sarebbe molto complesso se non a volte impossibile. Per ottenere protusioni di taglio o di protusioni di rivoluzione, utilizzando lo strumento appena indicato, si deve: Creare il profilo di taglio che, in questo caso deve essere piano e chiuso. Inoltre nel realizzare il profilo occorrerà porre la dovuta attenzione sulla parte del profilo che entrerà nel solido cilindrico (nel caso del taglio di rivoluzione) o sulla parte del profilo che uscirà dal solido (nel caso di protusione di rivoluzione) Scegliere il comando e gestire i diversi parametri: Modalità Taglio per realizzare gli Incavi e Crea protusione per realizzare le protuberanze sulla parte cilindrica Spessore diverso da 0 nel caso in cui si vogliono realizzare dei canali di rivoluzione partendo da un unico profilo 553

59 Figura 59 Angolo diverso da 360, nel caso in cui l effetto del taglio deve essere relativo solo ad una parte della circonferenza di rivoluzione Figura 60 Figura

60 Nel caso in cui il taglio o il profilo di protusione da realizzare non debba svilupparsi lungo un arco di circonferenza, il programma consente di realizzare anche tale tipo di modellazione assumendo come percorso gli spigoli. Poniamo, ad esempio che sia necessario per il balcone di una casa modellare il contorno della parte inferiore della lastra di marmo. Anche in questo caso è necessario predisporre preliminarmente il profilo, stabilendo se dovrà essere di taglio o di protusione. Si deve porre la dovuta attenzione sul fatto che il taglio o la protusione è quella derivante dall area chiusa della figura di taglio. Ne segue che per ottenere uno stesso risultato di modellazione finale con il taglio o la protusione, si devono definire due profili differenti. Inoltre il profilo di taglio /protusione, deve essere posizionato correttamente rispetto agli spigoli guida del solido che definiremo qui di seguito. In effetti il profilo di taglio deve intersecare una faccia del solido che deve essere modellato ed è solo la parte di intersezione tra la superficie racchiusa dal profilo e il solido che determinerà il volume che sarà tagliato o che sarà generato sul solido. Figura 62 Il procedimento è sostanzialmente il seguente: Decidere se eseguire un taglio o creare un protusione Rappresentare la forma piana chiusa che consentirà di realizzare il taglio o la creazione di una protusione. Posizionare correttamente la forma piana in funzione del risultato finale che si intende ottenere e della successione degli spigoli che definiscono il percorso di taglio o di creazione Selezionare il comando di Crea/taglia Protusione lungo spigoli. Impostare i parametri della finestra di dialogo 555

61 Selezionare il solido da modellare Selezionare la figura di taglio o creazione protusione Selezionare gli spigoli lungo i quali si deve produrre il taglio o la protusione. In Figura 62 sono riportate delle operazione con lo strumento che stiamo considerando, utilizzando lo stesso solido e la stessa forma di taglio e/o protusione. Sono state eseguite operazioni di simmetria per passare dalla protusione iniziale al taglio, si è spostata la posizione della forma piana, si è scelta, per l ultimo caso, una successione differenti degli spigoli che definiscono il percorso. In quest ultimo caso, come si può notare è diffide prevedere il risultato di modellazione considerando la forma piana utilizzata. Con l esempio della lastra di marmo del balcone, saranno evidenti al lettore gli innumerevoli ambiti applicativi in cui utilizzare il presente strumento di modellazione e quali siano i vantaggi dello strumento medesimo. Figura 63 Gli arrotondamenti Nel disegno dei particolari, spesso è necessario arrotondare o smussare gli spigoli di solido. Il programma, consente di realizzare entrambe le lavorazioni. Per quando riguarda l'arrotondamento degli spigoli è necessario attivare il comando Raccorda facce o spigoli. Lo strumento consente di arrotondare: Spigoli, senza tener conto delle facce che determinano ogni singolo spigolo con andamento Costante o Variabile. Spigolo definito da due facce contigue di un solido (Faccia-Faccia). Vertice determinato dalla concorrenza di 3 o più spigoli. Figura

62 Il procedimento operativo presenta quindi delle varianti a seconda del metodo utilizzato. Mostriamo qui di seguito come realizzare arrotondamenti utilizzando il metodo per Spigoli. Figura 65 Per realizzare l'arrotondamento una volta scelto il comando e fissato il raggio di arrotondamento (di norma il Raggio iniziale è uguale a quello finale Raggio finale, si deve: Selezionare il solido; il programma seleziona contestualmente il primo spigolo e indica il valore del raggio. Selezionare (è opportuno in genere operare nella vista assonometrica) ogni singolo spigolo che si intende arrotondare. Si deve tener presente la selezione dello spigolo avviene in genere automaticamente non appena il cursore di schermo del mouse passa in prossimità dello spigolo desiderato; per confermare la scelta è sufficiente un clic del mouse. Modificare eventualmente il raggio prima di selezionare un nuovo spigolo; il programma oltre ad evidenziare che lo spigolo è caratterizzato da un raggio di arrotondamento differente, presenta la selezione con un colore diverso (vedere Figura 66). Resettare con il tasto destro del mouse per terminare la selezione degli spigoli. Confermare l'esecuzione degli spigoli o resettare per concludere l'operazione. Figura

63 Nel caso in cui si desideri eseguire l arrotondamento contemporaneo di più di uno spigolo, è necessario premere il pulsante CTRL mentre si seleziona lo spigolo con il cursore di schermo del mouse, così come indica la barra di stato. Lo strumento di arrotondamento ammette altre 2 opzioni: Raggio a punto; raggio di arrotondamento variabile lungo uno spigolo che deve essere arrotondato con transizione (Conversione) lineare o curvilinea (omogenea). Raccordo tra arrotondamenti di spigoli convergenti in un vertice (Aggiungi spigoli omogenei); l'effetto di tale opzione si nota quando si arrotonda successivamente uno spigolo avente vertice comune con spigoli già arrotondati. Si lascia al lettore la scoperta della funzionalità di tali caratteristiche di arrotondamento, e dell operatività connessa con gli altri tipi di raccordo. Gli smussi Oltre all'arrotondamento degli spigoli è possibile eliminare gli spigoli vivi che connettono facce adiacenti di un solido con gli smussi, attivando la finestra di dialogo Smussa spigolo. Figura 67 Il comando ammette tre metodi per realizzare gli smussi: Lunghezza smusso; si deve assegnare il valore della larghezza dello smusso misurato sul piano inclinato dello smusso stesso. In questo caso lo smusso è solo a 45..Valore della larghezza e dell'altezza dello smusso (Distanze). Valore della larghezza dello smusso e angolo di orientamento in direzione verticale od orizzontale(distanza e Angolo); per tener conto della possibilità di riferire l'angolo rispetto ad una delle due direzioni il programma attiva automaticamente l'opzione Inverti smusso. Valore di smussi di ugual lato che di realizzare uno smusso a 45 gradi conoscendo la larghezza dello smusso proiettata sul piano orizzontale o sul piano verticale. In Figura 68 sono riportati 2 smussi uno con il metodo della lunghezza dello smusso l altro con il metodo dei lati uguali. 558

64 Figura 68 Il procedimento operativo è del tutto simile a quello mostrato con gli arrotondamenti. In questo caso, però, non è possibile inserire spigoli con valori di smusso differenti durante una stessa fase di smussatura. Per realizzare smussi convergenti in un unico vertice con valori differenti (vedere Figura 69), è necessario eseguire separatamente le operazioni di smussatura. Figura 69 Quando si esegue uno smusso sullo spigolo di un cilindro, si realizza una superficie tronco conica di raccordo tra la superficie laterale e quella di base Sarebbe opportuno che tale tipo di smusso risultasse fruibile anche nello smussare prismi a base esagonale così da ottenere con una semplice operazione quanto si ottiene in officina per smussare la testa di dadi e bulloni. Figura

65 Le forature cilindriche In precedenza abbiamo visto in modo sufficientemente esteso le caratteristiche della Feature Taglio. Ed abbiamo osservato la possibilità di realizzare forature. Le forature cilindriche, però, hanno una caratteristica particolare nel campo meccanico. In effetti sono state create macchine utensili come i trapani, e utensili come le punte elicoidali e le punte speciali, che consentono di realizzare forature cilindriche o tronco coniche complete di eventuali svasature (smussi della parte forata). Al fine di semplificare la rappresentazione di forature prodotte da tali tipi di macchine è stato previsto l'utilizzo di una specifica Feature che in modo unitario consente di realizzare variegate forme di foratura in modo più efficiente che non il taglio. Resta il fatto, però che lo strumento di taglio consente di realizzare qualunque tipo di foratura e quindi il suo impiego è certamente giustificato quando la foratura assume una forma diversa da quella cilindrica o tronco conica. Nel caso della nostra finestra potrebbe essere mostrato l'impiego dello strumento che qui di seguito esamineremo, per realizzare le lavorazioni meccaniche di foratura. Mostriamo qui di seguito le possibili operazioni di foratura cilindrica su di un oggetto generico, sarà poi il lettore ad applicare tale feature in oggetti che per abbiano significato operativo nel progetto. Figura 71 In Figura 71 sono mostrati sei differenti tipi di foratura tutti ottenuti utilizzando una stessa finestra di dialogo ed assegnando opportunamente i valori ai parametri ivi presenti. Parametri comuni della foratura e procedura generale di foratura Nel processo di foratura vi sono dei parametri comuni, quali: 560

66 Tipo di foratura ; il quale può essere Semplice (cilindrico senza smussi), sede allargata (a due diametri di foratura), Svasatura (con uno smusso all inizio della foratura). Perforazione ; che può essere Passante, cieca o fino alla faccia successiva. Direzione dell asse di foratura, la quale può essere perpendicolare alla faccia selezionata all inizio della foratura, o orientata secondo uno dei sistemi di riferimento disponibili. Diametro di foratura. Conicità della foratura (Angolo di sformo) se la conicità è pari a 0 il foro sarà cilindrico, in caso contrario la foratura sarà del tipo troncoconico. Opzione di Filettatura. La procedura generale per ottenere la foratura cilindrica è la seguente: Scegliere il tipo di foratura. Impostare i relativi parametri. Scegliere il solido da forare Selezionare la faccia a cui deve risultare perpendicolare l'asse del foro, nel caso in cui il parametro di direzione risulti normale ad una faccia. Posizionare il centro di foratura nel punto desiderato,con Accusnap o con la tecnica del punto tentativo e utilizzare il metodo del cambio di origine. Figura 72 È interessante osservare che se il parametro direzione è impostato normalmente alla faccia, il programma in automatico rileva il piano della faccia dove è temporaneamente localizzato il cursore di schermo, e ne calcola la normale mostrando in modo dinamico il foro orientato in modo appropriato. Una tecnica per posizionare correttamente l'asse del foro consiste nel posizionare il centro del foro su di una faccia parallela al piano orizzontale operando nella vista dall'alto, oppure su di una faccia parallela al piano verticale operando nella vista frontale oppure su di una faccia parallela alla vista laterale operando nella vista da sinistra. In Figura 73 sono mostrate le direzioni dinamiche di un'operazione di foratura, quando si posiziona il centro della base del foro stesso in una della facce parallele alle viste fondamentali. Il parametro di normale alla faccia non implica che la faccia stessa debba risultare necessariamente parallela ad una delle viste fondamentali. Certo è però che se la faccia è parallela al piano individuato da una delle viste, il posizionamento del foro risulta più semplice. 561

67 Per quanto riguarda la possibilità di ruotare una vista e quindi rendere una faccia del solido parallelo ad una vista, vedere in Gestione della Visualizzazione del modello. Nel caso di superfici cilindriche da forare l'operazione implica qualche difficoltà nel caso in cui il parametro di direzione risulta ancora normale alla faccia. È opportuno invece, scegliere una direzione rispetto ad uno degli assi della vista o del disegno, osservando la possibilità indicata nella finestra di dialogo riportata in Figura 74. Figura 73 Figura

68 Nel caso in cui sia necessario realizzare una foratura inclinata rispetto al piano di una faccia, sarà necessario ruotare la Feature come mostrato in precedenza in Le forature, i tagli negli oggetti con il modellatore e le modifiche delle Feature. Foro cilindrico semplice passante o cieco Per rappresentare un foro cilindrico semplice passante (foro A in Figura 71) è sufficiente impostare i parametri della finestra di dialogo della foratura come indicato in Figura 74. Occorre fare attenzione a che il valore della conicità sia nullo, perché in caso contrario il foro risulterà conico. Se si vuol realizzare un foro cilindrico cieco (foro B in Figura 71) si deve impostare il parametro Perforazione a Cieca. Figura 75 In questo caso risultano disponibili: Il parametro Angolo di perforazione che consente di realizzare una foratura con il fondo conico (quello normalmente realizzato e corrispondente al fondo del foro E in Figura 71). Oppure piatto come per il foro B. Il parametro profondità serve per stabilire fino a quando la foratura deve penetrare nel solido. Nel caso in cui la profondità di perforazione sia superiore allo spessore dell oggetto lungo la normale all asse di foratura, il foro risulterà di fatto passante. In Figura 75 sono mostrati due fori ciechi cilindrici il primo con fondo del foro piatto e prof. 12 mm, il secondo con fondo conico e prof. 15 mm. Foro cilindrico con svasatura conica all'imbocco del foro Al fine di impedire all'utente di un pezzo meccanico danni derivanti dalla presenza di bave di lavorazione o da spigoli vivi, è opportuno inserire una svasatura troncoconica all'imbocco del foro. Il programma prevede la possibilità di rappresentare in automatico tale tipo di lavorazione al fine di evitare di fare un successivo smusso nel foro. Un altro motivo della svasatura è dovuto all'inserimento in un pezzo meccanico di viti con testa svasata. Per scegliere il foro con svasatura, il tipo di foro deve essere con Svasatura. A seguito di tale scelta, il programma consente di stabilire se la svasatura deve essere realizzata con svasatura su entrambe le estremità del foro, oppure su uno solo degli estremi del foro stesso (Prima o Ultima faccia) rispetto a quella selezionata per eseguire la foratura; tale opzione è presente se il foro è di tipo passante. Si deve tener presente che il diametro della svasatura deve essere 563

69 maggiore di quello del foro; inoltre è necessario definire l'angolo di svasatura che dipende dal motivo per il quale si realizza la svasatura stessa. Figura 76 Foro per viti con testa cilindrica con esagono incassato (sede allargata). Figura 77 Nella tecnica si utilizzano spesso delle viti di fissaggio che sono completamente incassate all'interno del pezzo e aventi la testa di forma cilindrica. Per realizzare la foratura idoneo per tale tipo di vite, sarebbe necessario una doppia operazione di foratura cilindrica con diametri differenti e concentrici. Il programma in esame consente di realizzare la foratura con un singolo procedimento. In particolare è necessario scegliere il tipo di foratura con sede Allargata. A seguito di tale scelta si modifica opportunamente la finestra di dialogo. Tale modifica consente di: Definire, in termini di diametro e di profondità, le dimensioni del parte di foro che dovrà accogliere la testa della vite (Diametro allargamento estremità foro, Profondità Allargamento). 564

70 Stabilire se il foro di allargamento debba essere eseguito su uno o su entrambi gli estremi del foro (Estremità Allargamento). Quando si utilizza questo tipo di foratura, non è prevista contemporaneamente la svasatura del foro. Tale operazione deve essere eseguita successivamente con lo strumento di smussatura illustrato in precedenza. Foro per spine coniche Negli elementi meccanici, vi è anche la possibilità di collegare elementi con spine di tipo conico. In questo caso il foro in cui sarà alloggiata successivamente la spina dovrà essere necessariamente conico. Per ottenere un foro conico, qualunque siano gli altri attributi assegnati alla foratura, sarà necessario attribuire al parametro Angolo si sformo un valore diverso da 0 (vedere foro F in Figura 71). Foro per con filettatura Nel caso in cui debba essere eseguita una foratura con filettatura, è necessario seguire le indicazioni tipografiche definite dalla norma UNI ISO Con il programma in esame è possibile rappresentare anche in tre dimensioni il simbologismo della filettatura, attivando l opzione Aggiungi Filettatura, presente in tutte le finestre di dialogo precedenti relative alla foratura. Appena attivata l opzione, la finestra di dialogo si trasforma per consentire di definire i parametri della filettatura Diametro e profondità. Il programma provvede a rappresentare in modo appropriato la filettatura. La scelta delle dimensioni del Diametro del foro. Diametro nominale di filettatura, Diverse lunghezze. Passo di filettatura. dipendono esclusivamente dalle competenze dell operatore relativamente all operazione di filettatura. Nel caso in cui la filettatura sia passante, è necessario disabilitare l opzione Profondità filettatura. Inoltre, utilizzando la foratura con svasatura, si ottengono fori filettati con la relativa svasatura di imbocco su uno o entrambi i lati del foro. Elementi in serie rettangolare e circolare Gli strumenti di modellazione, fin qui proposti, consentono di realizzare non solo serramenti ma anche altre categorie di forme solide attinenti al mondo delle costruzioni sia meccaniche che civili. Vediamo ora altri strumenti di manipolazione delle Feature che consentono di ridurre considerevolmente i tempi di realizzazione e di modifica quando gli elementi da disegnare sono ripetitivi. Per realizzare elementi ripetitivi distribuiti su di una maglia rettangolare o lungo una circonferenza, è necessario utilizzare il comando chiamato Serie o Matrice (Array) al posto del comando Copia multipla o del comando Copia ruotata. Occorre distinguere due casi: L'elemento ripetitivo è l elemento grafico nel suo complesso, magari comprensivo anche di Feature. L'elemento ripetitivo è una singola Feature. 565

71 Nel primo caso è necessario utilizzare il comando Costruisci matrice presente nel gruppo di comandi Manipola in MicroStation di base; nel secondo caso è necessario utilizzare lo strumento per la realizzazione di uno dei due tipi di matrici presente nel pannello di Feature Modeling. Figura 78 La serie o matrice rettangolare di oggetti Restando sempre nel campo dei serramenti, supponiamo di dover rappresentare una facciata continua. Tale elemento tecnologico, è caratterizzato da componenti chiamati montanti e da altri chiamati traversi, i quali, con opportuni sistemi di montaggio, bloccano i vetri. Montanti, traversi e vetri possono essere considerati disposti lungo una maglia rettangolare con idonei interassi lungo l'asse X e lungo l'asse Y. Definizione: Si definisce Interasse tra una serie di elementi uguali la distanza tra due punti, omologhi di elementi distinti e consecutivi. In Figura 79 sono mostrati due tipi di facciata continua, una a lati ortogonali (facciata A) e l'altra con lati non ortogonali (facciata B). Tale proposta di lavoro consente di illustrare le diverse possibilità del programma per la realizzazione di elementi in serie rettangolare. Quando si vuol realizzare una matrice di elementi è necessario saper individuare il modulo ripetitivo. Ciò è semplice quando il modulo è costituito da un unico elemento; aumenta la difficoltà di individuazione del modulo quando esso è costituito da un insieme di elementi. In Figura 79, è mostrato a lato il dettaglio della facciata continua al fine di indicare che il traverso è interrotto dal montante, mentre il montate è, ad esempio, lungo (per generalizzare il problema) quanto l'altezza dell'intera facciata. Questa analisi preliminare consente di individuare correttamente i moduli per i diversi elementi del modello e di impostare le operazioni per realizzare la serie o matrice rettangolare. L'individuazione del modulo, oltre a determinare gli elementi che si ripetono, consente di stabilire l'interasse tra gli elementi della matrice sia in senso orizzontale che in senso verticale. Nel nostro caso, tenendo conto che il montante è caratterizzato dalla lunghezza innanzi indicata, il modulo è costituito da un solo traverso e un solo vetro, si ricavano gli interassi, che, ad esempio possono essere quelli riportati in Figura 80. A prima vista sembrerebbe che il modulo sia costituito dal traverso inferiore, da quello superiore dal vetro; mentre, riflettendo sul fatto che, in tal caso si determinerebbe una sovrapposizione di due traversi quando la serie sarà realizzata (data la contiguità dei moduli), si deve convenire che il modulo della serie sia come quello rappresentato in Figura

72 L'altra difficoltà nella definizione del modulo è costituita dalla determinazione degli interassi. Tale problema si risolve, esclusivamente con un'attenta analisi delle distanze tra i punti omologhi del modulo in senso orizzontale e in senso verticale. Figura 79 Stabilito il modulo e i due interassi della matrice rettangolare, è possibile realizzare la serie rettangolare degli elementi grafici, utilizzando il seguente procedimento: Selezionare gli elementi da ripetere in serie (con il Selettore, il Power Selector o la Fence). Attivare il comando Costruisce matrice (vedi Figura 78). Scegliere il Tipo Rettangolare. Impostare i parametri: Angolo attivo; che nel nostro caso vale 0 essendo la matrice orientata secondo gli assi del disegno. Righe; che nel nostro caso sono 5. Colonne; che nel nostro caso sono 8 Spaz. Righe e Spaz. Colonne, che costituiscono gli interassi della matrice nelle due direzioni e nel nostro esempio sono riportati in Figura 80. Importante: Si deve tener presente il segno degli interassi in quanto esso è concorde con il sistema di riferimento globale del disegno. 567

73 Figura 80 Attivare la realizzazione della matrice cliccando in un punto qualunque dello schermo con il tasto sinistro del mouse. Figura 81 Una volta realizzata la serie con la procedura innanzi indicata, è necessario completare la facciata con l'inserimento del traverso sull'ultima riga superiore con un'operazione di Copia con Fence. 568

74 Figura 82 Rimane ora da realizzare una serie rettangolare per i montanti. Tale serie è costituita da un unico elemento ripetuto per 9 colonne. Attenzione: Occorre tener presente infatti che il programma quando indica il numero delle righe o delle colonne della matrice, considera anche la colonna o la riga di appartenenza del modulo iniziale. Per far si che la matrice sia solo per colonne, è necessario impostare il numero delle righe pari a 1 senza preoccuparsi di annullare il valore corrispondente dell'interasse. La procedura appena illustrata può essere applicata tutte le volte che si nota che un modello o che una sua parte è costituita da una serie di moduli disposti lungo una maglia rettangolare, dopo aver individuato correttamente gli elementi che costituiscono il modulo e gli interassi della matrice rettangolare. Una variante al caso precedente si ha quando i moduli non sono disposti lungo una matrice ad assi ortogonali come ad esempio è riportato in Figura 79 (facciata B). Per realizzare la matrice riportata nella Figura 79 si può operare nel seguente modo: Realizzare una serie per colonna lungo l'asse inclinato della matrice, impostando l'angolo attivo pari all'angolo di inclinazione della matrice rispetto all'orizzontale. Realizzare una serie per righe, assumendo come nuovo modulo l'insieme degli elementi costituenti la riga appena realizzata utilizzando la Fence come strumento di selezione. Un problema che sorge è quello di definire l'interasse prima tra le colonne e poi tra le righe per posizionare correttamente i moduli della matrice. In questo caso gli interassi devono essere misurati lungo i due angoli che caratterizzano gli assi della matrice stessa (vedere Figura 83). 569

75 Figura 83 Per rappresentare la riga inclinata di moduli, una volta impostato il modulo, è sufficiente utilizzare lo strumento di creazione della serie, tenendo conto che deve essere deve essere definito l'angolo attivo uguale all'inclinazione della matrice. Si lascia al lettore l'onere di definire la procedura per completare la facciata inclinata fruendo delle procedure in precedenza illustrate. Figura 84 La serie circolare o polare di oggetti Oltre alla serie rettangolare il programma consente di ripetere una matrice di elementi (moduli) lungo una circonferenza. 570

76 Supponiamo di dover realizzare lastra di marmo lavorata ove lo schema di composizione degli elementi della lastra, disposti lungo una circonferenza ideale, è quello indicata in Figura 85. Figura 85 Si nota subito la presenza di elementi uguali disposti lungo una circonferenza ideale e posti ad intervalli angolari uguali. Inoltre, l'asse di ciascuno di questi elementi passa per il centro di questa circonferenza ideale. Figura 86 Per realizzare tale figura piana finale, dopo avere realizzato le due circonferenze (quella ideale serve solo a far comprendere come sono disposte le figure ripetute nel piano), si deve costruire l'elemento modulare e posizionarlo nella posizione desiderata rispetto alle due circonferenze e 571

77 in modo tale che il suo asse di simmetria passi per il centro delle due circonferenze (ad esempio come indicato in Figura 86 ). A questo punto si attiva il seguente procedimento di creazione della serie circolare: Attivazione del comando Costruzione Matrice Scelta del tipo di matrice Polare. Impostazione dei parametri per la realizzazione della serie (ad esempio come indicato in Figura 86 ). Selezione del modulo da ripetere in serie circolare. Definizione del centro della circonferenza di rotazione degli oggetti, utilizzando il punto tentativo con l'opzione di bloccaggio di Snap al centro. Per quanto concerne l'impostazione dell'angolo nella finestra di dialogo del comando Costruisce Matrice, esso rappresenta l'angolo compreso tra gli assi di due elementi consecutivi. Quindi dovendo disporre 12 elementi lungo un angolo giro, è necessario dividere 360 per 12 al fine di ottenere l'angolo di 30 necessario per posizionare correttamente i nostri moduli. È importante osservare la funzione del parametro di Ruota Oggetti. Infatti se tale parametro è disabilitato gli elementi saranno disposti sempre lungo una circonferenza ideale, ma il loro posizionamento finale, risulterà uguale a quello rappresentato in Figura 87 anziché come riportato in Figura 85. Figura 87 In sostanza la serie circolare con rotazione degli oggetti corrisponde alla copia ruotata di un oggetto come riportato in realizzazione di un modello tridimensionale, solo che tale copia è ripetuta automaticamente per il numero delle volte indicato dal parametro Oggetti. Considerazioni sull'uso delle serie rettangolari o circolari L'utilizzo della serie rettangolare e circolare sembra marginale rispetto all'attività di disegno. Se consideriamo, invece, il modello tridimensionale di Figura 88, possiamo mostrare che esso è stato costruito realizzando prima i soli elementi costruttivi che costituiscono il modulo ripetitivo lungo una matrice circolare (vedi Figura 88 nella parte inferiore) e, poi, con il solo 572

78 comando di costruzione di matrice si è ottenuto il modello finale riportato nella parte superiore della Figura 88. Da questo semplice esempio ne consegue che è necessario osservare la realtà che ci circonda in modo tale da scoprire, le proprietà geometriche più o meno nascoste che caratterizzano gli oggetti reali relativamente alla: Simmetria interna ad un singolo elemento o tra elementi. Ripetizione in serie di elementi lungo una maglia rettangolare o una maglia circolare. Figura 88 Inoltre è necessario saper distinguere bene le proprietà di simmetria da quella di copia in serie. Tale abilità in fase di analisi delle forme geometriche avrà come effetto operativo, quello di ridurre sensibilmente il tempo di esecuzione del modello e di apportare rapidamente modifiche al modello stesso. Le serie con le Feature Le Feature si gestiscono, come abbiamo ampiamente illustrato nei capitoli precedenti, con i comandi presenti in Feature Modeling. A tale modalità operativa non si sottraggono neppure le creazioni di Feature lungo una matrice rettangolare o una matrice circolare. Se il concetto di base di serie non cambia rispetto a quanto mostrato in precedenza, cambia invece l'operatività dello strumento preposto alla realizzazione della serie e la funzionalità della serie stessa. Per quanto concerne la funzionalità, si deve tener presente che nel caso delle Feature, il programma genera una copia delle Feature originaria, copia che non è un elemento distinto dalla Feature stessa. Ragion per cui, manipolazioni apportate, nella forma, o una qualsiasi trasformazione geometrica applicata alla Feature originaria, si ripercuotono su tutti gli elementi della serie. Gli oggetti realizzati con lo strumento di serie, mostrato in precedenza, risultano essere tra loro completamente indipendenti. Non è possibile stabilire se sia meglio utilizzare l'una o l'altra funzionalità che caratterizza i due strumenti, certo è che è necessario saper 573

79 sfruttare al massimo le opportunità offerte dai due diversi strumenti in modo da sapere in ogni caso risolvere i propri problemi di progettazione grafica. Figura 89 Supponiamo di dover realizzare un lastra di marmo lavorata, dove sono presenti cavità disposte in una matrice rettangolare e altre cavità disposte lungo una matrice polare come indicato in Figura 89. In tali cavità dovranno essere successivamente disposti degli elementi solidi di forma idonea per l'accoppiamento. Consideriamo le cavità disposte lungo una circonferenza ideale; tali cavità sono da considerarsi delle Feature e, in quanto tali, devono essere realizzate con gli strumenti di Feature Modeling. Attivato il comando di realizzazione della matrice polare presente nel modulo di Feature Modeling, si deve stabilire l'asse attorno al quale deve essere realizzata la matrice. Figura 90 Mentre nella realizzazione delle serie circolari con MicroStation di base, l'asse attorno al quale si realizzano matrici circolari è sempre nomale alla vista di selezione degli oggetti, nel caso di Feature Modeling (Rif. Matrice), l'asse può essere normale: Agli assi fondamentali del disegno. Agli assi della vista. Agli assi della Feature. 574

80 Ad un sistema di riferimento definito dall'utente (Sistema Coordinate Ausiliarie SCA). Per ovviare alle difficoltà che si incontrano le prime volte che si realizzano matrici circolari o rettangolari con le Feature, si propone di impostare il parametro Rif. Matrice rispetto alla Vista, e l Asse deve essere su Z. In questo modo ci poniamo nelle condizioni di MicroStation di base. Per quanto riguarda la scelta della vista per realizzare la matrice si propone di utilizzare quella utilizzata durante la fase di creazione della Feature stessa. Nel nostro caso la Feature è stata realizzata con un profilo posto nella vista dall'alto, ragion per cui il suo asse Z è normale a tale vista. Impostati gli altri parametri di base, si deve: Selezionare la Feature. Definire il centro della circonferenza ideale per il posizionamento della Feature. Figura 91 Si osservi in Figura 91 come durante la definizione del centro della serie polare il programma indica il centro della serie e il centro di ciascuna Feature che sarà posta lungo la circonferenza ideale. Occorre porre anche la dovuta attenzione all'orientamento della bussola; infatti cambiando l'orientamento dell'asse, la bussola sarà automaticamente riorientata. Per meglio comprendere il legame tra asse della serie e il sistema di riferimento corrispondente si propone il seguente esercizio: 1) Costruire un cubo e realizzare in esso un foro. 2) Realizzare una prima serie polare con l'impostazione Rif. Matrice uguale a Vista e Asse uguale a Z, osservando la definizione dei punti della serie. 3) Osservare il risultato della serie. 4) Annullare la serie. 5) Ripetere le operazioni 2, 3, 4 modificando sia il sistema di riferimento che l'asse della serie. Qui di seguito si riportano alcune prove eseguite per mostrare gli effetti di alcune delle possibili scelte. 575

81 Figura 92 Figura 93 Figura 94 In Figura 94 si può notare un'ulteriore caratteristica della serie di Feature: se nel realizzare la serie, a seguito della scelta della posizione dell asse di simmetria, alcune Feature della serie si pongono esternamente al solido, tali Feature non sono visualizzate (o sono parzialmente visualizzate) nel risultato finale. Vi sono altre considerazioni da fare sulle Feature realizzate, utilizzando lo strumento della matrice polare o rettangolare: Se si modificano le caratteristiche dimensionali o la forma del profilo dell'elemento originale della serie, in modo coerente si modificano le dimensioni e la forma di tutti gli elementi della serie. 576

82 Figura 95 È possibile modificare i parametri della serie, utilizzando il generale strumento di modifica delle Feature. Se alla Feature iniziale sono applicate ulteriore Feature come smussi o arrotondamenti, tali caratteristiche sono riportate in tutti gli elementi della serie. Se si sposta, si copia o si ruota un elemento della serie si modificano in modo coerente tutti gli elementi della serie. Se si cancella l'elemento iniziale della serie, si cancellano tutti gli elementi della serie. Se si cancella un elemento della serie si cancellano tutti gli elementi eccetto quello iniziale. La prima osservazione sulla funzionalità della serie, indica la potenzialità di tale strumento se è abbinato alla possibilità di operare con gli strumenti del disegno parametrico o con le librerie di celle per apportare modifiche alla forma del profilo e alle dimensioni della Feature generatrice della serie. Si lascia al lettore la scoperta delle funzionalità della serie rettangolare di Feature, fermo restando che le caratteristiche generali di tale operazione sono uguali a quelle della serie circolare. Da quanto qui brevemente illustrato si può dedurre che lo strumento per la generazione di elementi in serie circolare o rettangolare, è estremamente potente e flessibile, ma è richiesto un idoneo esercizio per poter sfruttarne pienamente le diverse possibilità operative. Il tavolo e i suoi elementi realizzati con solidi di rivoluzione Consideriamo il tavolo riportato in Figura 96. Esso è costituito essenzialmente da tre elementi: Il piano di appoggio superiore. L'elemento centrale di sostegno. Quattro piedi sagomati. 577

83 Figura 96 Sia il piano di appoggio che l'elemento centrale sono forme solide che si ottengono con l'operazione di rivoluzione di figure piane attorno ad un asse. Tali solidi si possono ottenere sia con MicroStation di base che con Feature Modeling. La differenza tra i due oggetti creati, sta nel fatto che, nel primo caso, non è possibile modificare o sostituire il profilo attraverso il quale il solido è generato e, inoltre, non è possibile modificare i parametri del solido di rivoluzione realizzato. Tutte le manipolazioni aggiuntive al solido prodotto, sono però possibili con entrambi i metodi. Utilizzeremo i lo strumento di Feature Modeling lasciando al lettore l apprendimento con lo strumento corrispondente presente in MicroStation di base. Il piano d'appoggio del tavolo con Feature Modeling Il piano d'appoggio superiore del tavolo sarà rappresentato tra breve utilizzando lo strumento per realizzare solidi di rivoluzione presente nel pannello di Feature Modeling. Il profilo dal quale sarà generato il piano d'appoggio del tavolo è riportato in Figura 97. Figura 97 Figura

84 Figura 99 Il lato superiore del profilo genererà, a seguito dell'operazione di rivoluzione, l'effettiva superficie d'appoggio del tavolo. Per realizzare il solido si deve utilizzare lo strumento Costruisci rivoluzione di Figura 98. A parte i parametri ormai noti,è necessario far attenzione al parametro Asse di Rivoluzione, che è estremamente significativo rispetto a MicroStation di base. Per quanto concerne l'asse in direzione verticale od orizzontale, il programma realizza un solido di rivoluzione rispetto ad un asse con uno dei due orientamenti possibili rispetto alla vista. Occorre tener presente che, in tal caso, il programma realizza il solido di rivoluzione solo se la posizione dell'asse è tale da generare un solido senza intersezione di parti del profilo durante l'operazione di rivoluzione. In Figura 99 è riportata un'operazione di rivoluzione con asse verticale, che interseca il profilo generatore. Si può osservare come nella vista assonometrica non sia generato alcun solido. Non appena l'asse del solido è portato sull'estremità destra (vedi parte inferiore di Figura 99) o sinistra del profilo generatore, immediatamente è generato il solido conformemente alle impostazioni della finestra di dialogo. Per quanto riguarda gli altri parametri si deve osservare che: Impostando un angolo di rivoluzione minore di 360, il solido sarà parzialmente completato automaticamente. Prefissando il valore del raggio, si deve tener presente che la realizzazione del solido risente della posizione del punto di selezione del profilo e dall'inclinazione dell'asse. Applichiamo tale operatività al nostro esempio, tenendo conto che il lato superiore del profilo è pari a 800 mm e impostando il raggio ad un valore di 150 mm. Se si sceglie il punto di selezione del profilo coincidente con il punto medio del lato superiore, si potrà notare l'impossibilità di realizzare il solido in quanto il 579

85 solido da generare, a seguito delle impostazioni precedenti, intersecherà il profilo di rivoluzione. Se si seleziona il profilo nel punto O di Figura 100(posto quindi sull'estremità destra), e non si modificano i parametri di estrusione, il programma realizzerà un solido di rivoluzione con un foro del raggio di 150 mm (vedere Figura 100). Gestendo opportunamente lo spessore, si possono ottenere forme solide differenti; infatti: Tipo profilo Spessore di Risultato estrusione Aperto Nullo Forma solida piena con chiusura corretta delle superfici di base fino all'asse di rotazione. Aperto Diverso da zero Forma solida così come si sagoma opportunamente una lamiera su di una superficie di rivoluzione. Chiuso Nullo Solido di rivoluzione come nel caso del nostro tavolo. Chiuso Diverso da zero Solido con sezione tubolare Figura 100 I metodi di determinazione dell'asse per punto o per 2 punti, consentono di realizzare solidi di rivoluzione con l'asse comunque inclinato nello spazio. Un esempio di un nuovo oggetto solido di rivoluzione ottenuto dal medesimo profilo utilizzato per ottenere il piano del tavolo è quello riportato in Figura 101. Figura 101 Per quanto riguarda l'impossibilità di realizzare un solido quando l'asse interseca il profilo, vale quanto indicato per gli assi verticali ed orizzontali. 580

86 Utilizzando il procedimento analogo a quello mostrato per realizzare il piano superiore del tavolo, si ottiene il solido rappresentato in Figura 102. Figura 102 Utilizzando in modo appropriato gli strumenti per realizzare i solidi di rivoluzione e i solidi di proiezione, insieme agli strumenti che consentono di costruire serie circolari, con l'utilizzo di rapidi comandi e con semplici profili si può ottenere la tavola apparecchiata Vedi Figura 103. Figura 103 Ulteriori risorse del modellatore Qui di seguito di vuol mostrare come, utilizzando in modo appropriato ed integrato ulteriori strumenti di modellazione solida, si possono rappresentare solidi di forma relativamente complessa con un numero minimo di operazioni. Supponiamo di dovere realizzare: Il tetto con abbaini. 581

87 Il camino di casa. Il tetto della casa Supponiamo di voler ottenere un tetto a falde come riportato nelle figure seguenti. La forma della figura risulta relativamente complessa e non è semplice, le prime volte, definire un percorso razionale per la sua realizzazione. Figura 104 Figura

88 Figura 106 Un possibile percorso è il seguente: Fase Descrizione Operazione e considerazioni 1 Realizzare il profilo di base del tetto con Smartline Risultato 2 Estrudere la figura piana con un angolo di inclinazione appropriato. Man mano che si aumenta l'altezza di estrusione, il programma provvede automaticamente a definire le eventuali linee di intersezione delle diverse facce piane costituenti la superficie laterale del solido (i colmi del tetto). 3 Scavare il solido con lo strumento Svuota solido 583

89 Realizzare gli abbaini con lo strumento di protusione. Dopo aver realizzato il profilo di protusione e definito lo spessore da assegnare all'elemento di protusione, si può osservare come l'effetto di protusione determina la porzione di solido desiderato. Infatti la protusione si arresta quando interseca la faccia che costituisce una delle falde del tetto. 4 Realizzare forature. Ad esempio con la protusione non è possibile attraversare in modo corretto tutta la parete solida della falda. Per tale motivo con operazioni idonee di foratura si possono ottenere le aperture in ciascuna parete inclinata che risultino coerenti con la creazione degli abbaini in modo da poter inserire successivamente gli infissi. Inoltre con lo strumento di foratura si possono ottenere ulteriori aperture nel tetto 5 Inserire i muri interni e perimetrali di completamento con lo strumento di protusione. Il procedimento appena illustrato introduce l'utilizzo di due nuovi strumenti di modellazione, che consentono di ampliare le possibilità di modificare le forme dei solidi. 584

90 Trasformare solidi pieni in forme scatolari Figura 107 Il solido realizzato con la fase 2, è necessariamente pieno; per ottenere invece il solido rappresentato nella fase 3, è necessario eliminare la superficie inferiore ed assegnare lo spessore alle rimanenti facce del solido iniziale. Lo strumento Svuota solido dal pannello Features di Feature Modeling, consente di trasformare un solido pieno in un solido scatolare rimuovendo una o più facce del solido ed assegnando alle altre facce un appropriato spessore. Si deve notare che per poter manipolare un solido pieno, lo stesso deve essere stato realizzato con gli strumenti di estrusione utilizzando una delle procedure possibili. L'operazione di trasformazione di un solido pieno in una forma scatolare, consiste nei seguenti passi: Selezionare lo strumento Svuota solido. Impostare i parametri di realizzazione dell'elemento scatolare, tenendo presente che: 1. Spessore guscio rappresenta lo spessore unico per tutte le facce che non saranno selezionate. Lo spessore positivo, significa che sarà aggiunto materiale esternamente alla generica faccia del solido non selezionata, lo spessore negativo, significa che sarà aggiunto materiale internamente alla generica faccia del solido non selezionata. Non è possibile assegnare spessore nullo. Inoltre lo spessore deve essere necessariamente minore della metà della distanza minima tra due facce distinte del solido che non saranno selezionate durante l'operazione di scatolatura. 2. Spessore Faccia rappresenta lo spessore da assegnare alle facce selezionate. In particolare se il valore di tale parametro è nullo, la faccia sarà rimossa, se è diverso da zero la faccia risulterà differente in spessore rispetto a tutte le altre facce del solido non selezionate. Selezionare il solido; il programma automaticamente evidenzia in modo dinamico una delle facce del solido al variare della posizione del cursore di schermo del mouse. Consiglio: È opportuno operare nella vista isometrica, durante la fase di selezione delle facce da rimuovere o delle quali si vuol modificare lo spessore. Nel caso in cui la faccia da selezionare sia adiacente a quella selezionata, basta premere il tasto destro del mouse fino a che la faccia selezionata risulti quella che si vuol eliminare 585

91 Confermare la selezione e, eventualmente, selezionare altre facce del solido, tenendo presente, in particolare, l'effetto del Spessore Faccia, in quanto il valore del corrispondente parametro può variare dall'una all'altra faccia selezionata. Ultimare la selezione delle facce da modificare o da rimuovere, selezionando un punto esterno al solido. Confermare tutta l'operazione con un ulteriore clic del mouse. Nel caso del tetto della nostra casa, è stata assegnato un valore del Spessore Guscio di -300 corrispondente allo spessore delle pareti del tetto stesso e un valore nullo a Spessore Faccia, alla base del tetto, in quanto la faccia di base deve essere rimossa. In Figura 108 è mostrata un'altra possibile manipolazione con lo strumento appena illustrato. Figura 108 L'elemento di sinistra di Figura 108 rappresenta il solido iniziale; l'elemento centrale della figura indica la definizione delle facce da rimuovere (infatti il parametro Spessore Faccia è stato impostato a valore nullo); l'elemento grafico posto a destra nella Figura 108 indica il solido finale ottenuto. Figura

92 Un altro esempio dell'efficienza dello strumento appena mostrato, è indicato in Figura 109. Infatti il solido di tale figura è stato ottenuto eseguendo un'operazione di rimozione di una faccia con lo strumento Scava solido dopo aver creato il solido pieno ed aver inserito in esso tre fori. Il programma, mentre per la parte solida ha aggiunto materiale all'interno delle facce delimitanti il solido iniziale, lo stesso spessore di materiale è stato aggiunto all'esterno di ciascuna delle superfici che costituiscono i tre fori. In tal modo si sono ottenuto tre elementi tubolari forati che collegano facce opposte del solido. Lo strumento appena illustrato mostra, ancora una volta, come sia necessario esercitarsi nell'osservare le forme solide ed associarle agli strumenti appropriati del programma che consentono di realizzarle con la successione di operazioni più razionale possibile. Si deve tener presente che con lo strumento di modifica delle Feature, è possibile manipolare i valori dei due parametri e, di conseguenza, modificare la forma scatolare ottenuta dal solido. I tramezzi di una copertura Figura 110 Nel realizzare i tramezzi dei vari piani si sono utilizzati dei semplici parallelepipedi oppure si sono estrusi dei segmenti, adottando uno spessore appropriato ed una specifica altezza. Tale procedimento deriva dal fatto che le superfici delimitanti le due basi del solido erano parallele tra di loro. Nel caso dei tramezzi nella zona del tetto spiovente, una base del tramezzo, quella a contatto con la superficie del tetto, non è parallela all'altra base. Per risolvere il problema della rappresentazione del tramezzo, razionalizzando il procedimento, si devono tener presenti le caratteristiche dello strumento di protusione. Consideriamo la necessità di realizzare il tramezzo la cui traccia di base è rappresentata dal segmento tratteggiato in Figura 110. Estrudendo tale segmento con lo strumento di protusione, impostato come indicato in Figura 110, si ottiene una proiezione del profilo fino ad incontrare le diverse superfici del tetto che il segmento incontra nella proiezione verso l'alto come riportato nella medesima figura. 587

93 Figura 111 È interessante osservare che il solido di protusione, scompone in modo automatico la faccia superiore in tante facce orientate nello spazio in modo differente, in funzione dell'orientamento delle diverse superfici del tetto che interseca nell'operazione di protusione. Si deve tener presente l'enorme vantaggio determinato dalla possibilità di manipolare le Feature. In questo caso se si sposta, copi, ruota o si eseguono simmetrie del tramezzo come feature, automaticamente il programma ridefinisce l'intersezione tra l'elemento di protusione e il solido di riferimento. Figura 112 La modellazione attraverso la manipolazione delle facce di un solido Un ulteriore insieme di strumenti, che può essere abbinato alla creazione di elementi scatolari o ad altri strumenti di modellazione, quando il solido è caratterizzato da facce piane, è presente nel gruppo di comandi Modify Face Features. Figura

94 Tale gruppo di comandi consente di : Comando Significato Ruotare le facce di un solido con estensione delle altre facce concorrenti (rispetto a quella ruotata) ciascuna nel proprio piano di giacitura iniziale. Spostare le facce del solido con estensione anche delle face concorrenti rispetto a quella selezionata (Offset Face attivo) o creazione di nuove facce ortogonali attraverso gli spigoli di contorno della faccia selezionata 589

95 Ruotare le facce indipendentemente dalle facce che concorrono su quella selezionata. Tutte le altre facce non subiranno alcuna modifica a differenza del primo comando e la rotazione della faccia può essere realizzata anche rispetto ad un asse esterno. Rimuovere delle facce. Nel caso in cui alcune facce siano inclinate di un angolo diverso da quello retto sia come facce esterne del solido che come facce ottenute da operazioni di taglio, è possibile trasformare il solido attraverso la rimozione di alcune facce. Per ottenere la rimozione di una faccia, è necessito che le due facce che delimitano quella da eliminare formino il nuovo spigolo all interno del volume del solido. Nel caso di un foro o una protusione cilindrica, oppure nel caso di un estrusione di una polilinea comprendente un tratto ad arco, la parte di solido di tale forma sarà completamente rimossa, utilizzando lo strumento di rimozione delle facce. Il vantaggio della rimozione delle facce, rispetto alla eliminazione delle feature, consiste nel fatto che, utilizzando lo strumento di modifica delle feature ne possibile ripristinare le facce rimosse, nel caso sia necessario 590

96 Riposizionare le facce. Si determina un estensione del solido utilizzando come riferimento altre facce del solido stesso o superfici esterne al solido. Nel caso di facce o superfici piane utilizzate come riferimento per l estensione, l angolo tra la superficie di riferimento e la superficie delle faccia da estendere deve essere diverso da 90 gradi rispetto alla faccia da estendere. Questo strumento è sicuramente comodo in ambito architettonico, in quanto una qualunque faccia piana di un solido può essere estrusa contro una forma costituita da una superficie di forma qualunque. Nell esempio di Figura 114, si può notare come lo spostamento di una faccia possa risultare parallelo alla suo orientamento iniziale o la faccia stessa risulta ruotata rispetto al suo orientamento iniziale per allinearsi con la faccia assunta come riferimento. Lo spostamento di una faccia si ottiene, dopo avere selezionato il solido, nel selezionare la faccia assunta come riferimento (il programma ne conoscerà in tal modo la posizione e l orientamento che dovrà assumere la faccia che si intende spostare) e, successivamente la faccia che si desidera spostare. Tale metodo è valido nel caso in cui sia attiva l opzione Utilizza facce esistenti; nel caso in cui sia disabilitata tale opzione, è necessario creare una superficie di riferimento rispetto alla quale la faccia da spostare potrà assumere la nuova posizione. Nel caso in cui l oggetto grafico di riferimento sia costituito da una superficie piana, parallela o inclinata di un angolo diverso da 90 rispetto alla faccia da spostare, la posizione della superficie di riferimento può essere generica in quanto il programma individua sempre il piano su cui proiettare la faccia da spostare. Nel caso in cui la superficie di riferimento utilizzata per eseguire lo spostamento della faccia è di forma curva (vedi Figura 115), la posizione della superficie rispetto alla faccia solido da spostare è importante ai fini del risultato finale. Innanzitutto è necessario verificare che il contorno della superficie curva non intersechi la faccia del solido interessata allo spostamento. Si deve tener presente, infatti, che il programma estende virtualmente all infinito 591

97 la superficie di riferimento in tutte le direzioni assumendo come direzione di estensione la tangente alla superficie in ogni punto del suo contorno. Se la forma e la posizione della superficie è tale per cui eseguendo la sua estensione all infinito, la proiezione faccia da spostare è contenuta nella superficie di riferimento, lo spostamento sarà possibile in caso contrario non si otterrà alcun risultato. In sono mostrati tre casi di estensione di una faccia rispetto ad una superficie curva esterna. Nel primo caso l estensione è possibile in quanto la superficie ha una forma ed una posiziona tale da coprire tutta la faccia. Nel secondo caso è stata spostata la superficie e l estensione non è possibile per l intersezione della superficie con la faccia. Nel terzo caso la superficie sembra a prima vista che non contenga la faccia, ma la sua forma è tale per cui estendendo in tutte le direzioni la superficie di riferimento, la proiezione della faccia da spostare sarà contenuta nella superficie, una volta che quest ultima sarà estesa all infinito. Per quanto riguarda le superfici costituiti da piani distinti o con più di una curvatura, nella fase di spostamento la faccia risulterà spostata rispetto ad uno dei piani della superficie di riferimento e, inoltre, se dopo un primo spostamento, si esegue un secondo spostamento, la forma finale del solido, dipende solo dall ultimo spostamento delle faccia. Per assumere padronanza dello strumento occorre eseguire diversi esercizi, in particolare con superfici di riferimento curve. Deforma LE FACCE. Questo strumento consente di deformare le facce di un solido con uno dei tre metodi possibili: Punto centrale della faccia Punto di selezione Curva di riferimento Inoltre vi sono alcune opzioni quali Tutti i vertici e spigoli che non subiscono spostamenti e tutti gli spigoli che non subiscono spostamenti A seconda del metodo scelto e delle opzioni impostate si ottengono risultati differenti come ad esempio quelli riportati in Figura 116. nel caso della curva di riferimento è il risultato dipende, oltre che dalla forma, anche dalla posizione della stessa rispetto alla faccia, in quanto la deformazione consiste nel far convergere le linee guida di deformazione in corrispondenza della curva di riferimento. Questo strumento potrebbe essere utilizzato in casi particolari. 592

98 Figura 114 Figura

99 Figura 116 Un esempio per un uso combinato dei vari strumenti Il modello guida che è qui considerato per mostrare le potenzialità dei diversi strumenti appena illustrati è costituito da un caminetto. Quello rappresentato in Figura 117, è sicuramente costituito da una forma non usuale, ma ci consentirà di utilizzare in modo integrato, diversi strumenti di modellazione. Figura

100 Mostriamo qui di seguito un possibile procedimento per ottenere il modello complessivo e, successivamente, approfondiremo alcune caratteristiche degli strumenti utilizzati per realizzare il manufatto in esame. Fase Descrizione, operazione e considerazioni Risultato 1. Realizzare un parallelepipedo che costituisce il solido di partenza per ottenere le varie parti del camino. 2. Far ruotare tre facce laterali del parallelepipedo anche con inclinazioni differenti con lo strumento Modifica Faccia, utilizzando il metodo Sformo, ottenendo così la cappa. 3. Estendere la base inferiore del solido ottenuto al punto precedente utilizzando lo strumento Modifica faccia con il metodo Estensione. In questo caso Accudraw è coerente con lo spostamento del cursore di schermo, ragion per cui digitando il valore di spostamento della faccia si ottiene il risultato desiderato, anche oprando in assonometria. Con lo spostamento della faccia, si sono ottenute 3 nuove facce in quanto hanno un orientamento differente dalle precedenti e possono a loro volta essere spostate in modo indipendente come mostreremo tra breve. 4. Trasformare il solido in forma scatolare utilizzando lo strumento illustrato per la realizzazione del tetto Costruisci solido con guscio sottile. In questo caso si rimuovono le facce superiore da dove usciranno i fumi e quella in cui si introduce la legna nel caminetto 595

101 5. Aumentare lo spessore di alcune, utilizzando nuovamente lo strumento Estendi Facce. In questo modo è possibile ovviare al limite del comando della scatolatura, che consente di ottenere solidi scatolari con spessori uniformi su tutte le facce. Utilizzando lo stesso strumento si possono ottenere delle protuberanze del camino verso l esterno. 6. Eseguire tagli laterali in modo da creare nuove superfici che possono subire modellazioni indipendenti. Il secondo taglio può essere ottenuto con una simmetria della feature del primo taglio. 7. Eseguire rotazione delle facce per la costruzione delle basi curve e del tubo dei fumi. Lo spigolo selezionato diventa l asse di rotazione della faccia se il raggio è nullo, o serve per stabilire la posizione dell asse di rotazione situato dallo spigolo selezionato ad una distanza pari al raggio come nel caso del tratto dei tubi dei fumi. 596

102 Nel realizzare le tubazioni dei fumi, vi sono due rotazioni e una estensione di facce 8. Tagliare una delle due basi del caminetto per eseguire ulteriori modellazioni. Sfruttando la proprietà che il taglio e l estensione delle facce, inseriscono nel solido nuove facce manipolabili in modo indipendente eseguiamo un taglio e successivamente produciamo un estensione, una rotazione di faccia e uno spostamento di un'altra faccia integrata con una rotazione. 9. Al fine di mostrare due ulteriori strumenti di modellazione: riposizionare una faccia rispetto ad una superficie di forma generica e deformazione delle facce, ipotizziamo di modellare due facce superiori laterali del camino e una faccia inclinata. La faccia di destra e quella inclinata sono modellate con lo strumento di deformazione delle facce. Quella di destra mantenendo i vertici e gli spigoli fissi, quella inclinata mantenendo i soli vertici fissi. Il metodo assunto è quello con il punto di selezione al centro della faccia. Con questo tipo di deformazione non è semplice assegnare i valori analitici di spostamento della faccia per ottenere il risultato grafico desiderato. 597

103 Per quanto concerne invece il riposizionamento di una faccia rispetto ad una superficie, è necessario eseguire il seguente procedimento: Creare una superficie con gli strumenti di MicroStation di base o con gli strumenti per la generazione di superfici che tratteremo nel prossimo capitolo. Attivare lo strumento che consente il riposizionamento delle facce Replace surface con l opzione Use Existing Face disabilitata Selezionare il solido contenente la faccia da riposizionare Selezionare la superficie Selezionare la faccia interessata, tenendo conto di quanto detto in precedenza per questo strumento nel caso in cui non si ottenga il riposizionamento desiderato. Consiglio: nel caso si creino superfici complesse, si suggerisce di assegnare a tali elementi grafici l attributo di costruzione e in fase di modellazione di mantenere il profilo. 10 Le forature finali per la raccolta della cenere e per l alimentazione dell aria in camera di combustione sono ottenuti con il noto strumento di taglio Il procedimento mostrato non è certamente l unico possibile, è interessante però notare come partendo da una generico solido quante manipolazioni si possono eseguire. In Figura 118 è riportato l elenco delle manipolazioni eseguite per ottenere la forma finale. Osservando con attenzione il procedimento proposto, si può subito dedurre quale sia la potenzialità operativa che caratterizza lo strumento che modifica le facce di un solido. Inoltre si può notare come alcune operazioni di modellazione aumentano il numero delle facce che si possono modellare in modo indipendente. 598

104 Figura 118 Alcuni approfondimenti L'estensione di una faccia Lo strumento più semplice da utilizzare è quello che consente l'estensione di una faccia. Per estendere una faccia del solido si deve: Attivare il comando Extend Face. Selezionare il solido. Evidenziare una o più facce del solido; ogni faccia evidenziata è mostrata con un colore verde di selezione. Si fa notare che è più comodo gestire la selezione delle facce nella vista isometrica. Assegnare il valore di estensione (solo valori Positivi) oppure spostare il cursore dio schermo e digitare il valore di estensione. Confermare la scelta di selezione con un clic del mouse in un punto qualunque dell'area di lavoro esternamente al solido. 599

105 Figura 119 Nella finestra di dialogo dello strumento di estensione delle facce è presente il parametro Offset face che determina un diverso risultato a seconda che sia attivo o meno, quando si seleziona una faccia inclinata o una faccia su cui concorrono altre facce non ortogonali a quella selezionata. Supponiamo di voler prolungare la parte superiore del caminetto con un'estensione che prolunghi verso l'alto anche le facce inclinate della superficie laterale della cappa del caminetto; in questo caso il selettore Offset Face deve essere abilitato. (vedere l'estensione mostrata a sinistra in Figura 119). Nel caso in cui si desideri prolungare la base superiore della cappa del caminetto in modo che mantenga la sua forma di base durante l'estensione, è necessario disabilitare il selettore Offset face, ottenendo il risultato mostrato a destra in Figura 119) Rotazione delle facce Il programma consente di ruotare in due modi distinti: Il comando Spin Face che ha le seguenti caratteristiche: Crea una nuova porzione di solido. Consente la rotazione della faccia rispetto ad uno spigolo o ad un asse esterno alla faccia selezionata. Non è possibile la rotazione rispetto ad un asse passante per la faccia. Non è possibile ruotare la faccia per angoli che determinano intersezioni tra la faccia in rotazione e il solido preesistente È congruente con le feature di estrusioni adiacenti (se esistono) nel senso che se si varia il parametro di estrusione, la rotazione della faccia subisce lo spostamento corrispondente. Il comando Taper Face che determina la semplice rotazione della faccia con le seguenti caratteristiche: Non si aggiunge alcun nuovo solido. La rotazione è eseguita sempre rispetto ad uno spigolo o ad un asse parrante all interno della faccia. La feature associata al comando può sostituire il taglio in particolari circostanze per la sua congruenza con lo strumento di estrusione. Sarà l uso sistematico dei due strumenti farà stabilire all utente quando sia opportuno usare uno strumento oppure l altro. 600

106 Lo strumento Taper Face, presenta qualche difficoltà nello stabilire l'asse di riferimento per la rotazione della faccia. Qui ci limitiamo ad osservare il procedimento idoneo per determinare la rotazione delle facce, utilizzando il sistema di riferimento globale. Prima di descrivere in dettaglio il procedimento, è necessario fare alcune osservazioni di natura geometrica e di impostazione : La direzione guida, rispetto alla quale sarà ruotata la faccia non deve risultare ortogonale alla faccia stessa. Per tale motivo, scelta, ad esempio, come direzione guida di rotazione l'asse Z nel sistema di riferimento assoluto, non sarà possibile ottenere la rotazione delle facce parallele al piano orizzontale (piano XY). Figura 120 Il punto in cui si applica la direzione guida di rotazione consente al programma di individuare sulla faccia, la posizione dell'asse di rotazione. L'asse di rotazione è contenuto nel piano della faccia ed è perpendicolare alla direzione guida di rotazione. Le rotazioni di ciascuna faccia sono indipendenti. Il verso della rotazione dipende dal segno dell'angolo. Dalle precedenti osservazioni discende che esiste una certa complessità che impedisce le prime volte di correlare il risultato grafico voluto con il procedimento adottato. Proviamo a tener conto delle caratteristiche sopra esposte per ottenere alcuni risultati grafici. Si vuol ottenere la rotazione di tutte le facce laterali del parallelepipedo di Figura 119 con angolo di rotazione uguale, in valore assoluto, per le quattro facce in modo tale che l'asse di rotazione di ciascuna faccia risulti perpendicolare all'asse Z rispetto all intero disegno e la base inferiore del parallelepipedo non vari le sue dimensioni. Per ottenere tale risultato si deve: Scegliere come direzione del vettore guida di rotazione delle facce l'asse Z rispetto al disegno. Selezionare uno degli spigoli della base inferiore in un punto qualunque. Evidenziare nella vista assonometrica tutte le facce della superficie laterale del parallelepipedo. Confermare tale scelta. Il risultato finale è quello riportato in Figura 121, tenendo conto che i due rettangoli tratteggiati hanno il solo scopo di evidenziare maggiormente la rotazione delle facce. 601

107 Per ottenere una variante all'esercizio appena proposto, si può pensare di ruotare le 4 facce con angoli differenti. In questo caso è necessario realizzare la rotazione delle facce una per volta, assegnando a ciascuna rotazione un angolo differente. Figura 121 Figura 122 Figura

108 In Figura 122 sono mostrate le rotazioni delle quattro facce, ottenute utilizzando lo stesso procedimento precedente con la variante innanzi indicata e si è inserito anche una rotazione negativa della faccia posteriore. È ancora il caso di notare come la faccia di base non abbia subito alcuna modifica in quanto l'origine del vettore guida di direzione è stato posto su uno degli spigoli di tale faccia. Nel caso in cui il vettore guida della rotazione non sia posto su uno degli spigoli di una delle due basi, il risultato è differente rispetto al primo caso in quanto che l'origine del vettore guida condizione la posizione dell'asse di rotazione (vedere Figura 123). Nel caso in cui le 4 facce fossero state ruotate con il comando spin, assumendo come asse uno degli spigoli inferiori, si sarebbe potuto ottenuto il seguente risultato Figura 124 Doppia rotazione di una faccia con il comando Taper Può verificarsi il caso che una stessa faccia debba subire due rotazioni. Consideriamo il caso della canna fumaria del nostro camino che, per un motivo qualsiasi debba essere costruita nel modo indicato in Figura 125, la parte inclinata della canna fumaria è volutamente mostrata in modo separato dal corpo del camino. Se si osserva la parte inferiore della canna fumaria, in particolare la vista frontale e la vista da sinistra, si può notare che la base superiore risulta inclinata in due direzioni rispetto al piano orizzontale. 603

109 Figura 125 Tale risultato è stato ottenuto applicando due volte lo strumento Taper Face con il vettore guida orientato in direzione X e con una rotazione della faccia di 20 gradi, poi con vettore guida in direzione Y e con un'ulteriore rotazione della stessa faccia di 32 gradi. Figura 126 Da notare che la faccia della canna fumaria da congiungere a quella innanzi predisposta, deve essere anch'essa ruotata degli stessi due angoli nelle due direzioni; solo che il segno di tali angoli deve essere opposto a quello utilizzato in precedenza. La difficoltà grafica consiste nel far combaciare (come raffigurato in Figura 129) le due facce ruotate e che non risultano parallele a nessuno dei tre piani fondamentali di proiezione. 604

110 Figura 127 Figura 128 Figura

111 Il procedimento per far combaciare le due facce può essere il seguente: Realizzare una rotazione della parte superiore della canna fumaria con la tecnica della rotazione dei tre punti nella vista frontale (vedere in Gestione della Visualizzazione del modello nel primo volume) fino a che due spigoli corrispondenti delle due parti della canna fumaria coincidano. Ruotare per tre punti la vista frontale lungo lo spigolo inclinato ottenuto con la seconda operazione di rotazione della faccia (vedere Figura 127). Ruotare la vista di sinistra in modo coordinato con la tecnica mostrata in Gestione della Visualizzazione del modello nel primo volume. Il risultato della rotazione delle viste in modo coordinato è uguale a quello riportato in Figura 128). Ruotare la parte superiore della canna fumaria nella vista da sinistra con la tecnica dei tre punti sino a far combaciare le due facce. La gestione della Modifica e della visualizzazione delle feature Una volta realizzate forme complesse nell'ambito della modellazione solida, può essere necessario apportare modifiche a una o più caratteristiche associate al modello oppure poter osservare solo alcune Feature del modello, nascondendo le altre. Oltre a quanto mostrato in precedenza, circa la possibilità di modificare le Feature, il programma rende disponibile all'utente uno strumento più completo che consente di gestire complessivamente tutte le Feature associate al modello stesso; tale strumento è il Feature Modeling Manager che è attivabile attraverso il sottomenu Feature modeling Primary presente nella voce Feature modeling del menu Strumenti. Figura

112 Una volta selezionato il modello desiderato, il programma provvede ad elencare tutte le operazioni eseguite sul solido che hanno consentito di ottenere la forma finale del solido stesso. In effetti tale elenco, costituisce la successione delle operazioni disposte in sequenza temporale a partire dalla prima Feature eseguita per ottenere il solido iniziale o per associare al medesimo la prima Feature. In Figura 130 è riportato l'insieme delle operazioni necessarie a realizzare il caminetto. Modifica di una Feature Quando un modello è complesso, è opportuno modificare una singola Feature utilizzando, il comando Feature Manager. Figura 131 Figura 132 Quando è attivo tale comando, si può subito osservare che: Se si seleziona una feature nell elenco del Feature manager, il programma provvede ad evidenziare la parte di solido corrispondente alla feature (vedere Figura 131). Se si seleziona il solido direttamente il solido, il programma provvede ad evidenziare la corrispondente feature in funzione del punto di selezione (Figura 132). Per apportare le modifiche desiderate ad una singola azione di modellazione, si deve attivare il menu sensibile al contesto associato alla feature selezionata. 607

113 Il menu che gestisce la modifica delle feature comprende sia comandi relativi alla modifica che comandi relativi alla visualizzazione delle feature. Figura 133 La procedura complessiva per modificare una Feature è la seguente: Attivare Feature Manager. Selezionare il modello a cui appartiene la Feature. Selezionare, nell'elenco la Feature da modificare o selezionale direttamente il modello nella parte desiderata. Con il tasto destro del mouse, in corrispondenza della Feature selezionata, attivare il menu sensibile al contesto. Scegliere la voce Modifica. Modificare i parametri desiderati che sono visualizzati in funzione della Feature scelta. A seguito dell attivazione del comando di modifica, il programma provvede a mostrare la finestra di dialogo (vedere Figura 134) con i parametri dell azione di modellazione, inoltre nell area di disegno sono mostrati anche le facce selezionate al momento della modellazione. Questo strumento aumenta notevolmente la produttività del disegno in quanto con modifiche mirate delle Feature si possono ottenere, in tempi brevi, modifiche sostanziali dell'intero modello. Oltre a poter modificare i parametri delle Feature, ogni singola Feature può essere eliminata (con il comando Elimina Feature (Dolete); vedere in Le forature e le modifiche delle feature, il corrispondente comando iconico) oppure si può modificare il profilo (Modifica profilo). Quest'ultimo strumento è sicuramente efficiente nel caso in cui il profilo è stato realizzato utilizzando le risorse del disegno bidimensionale parametrico (vedere in). In caso contrario è più efficiente operare come mostrato in Le forature e le modifiche delle feature, per ottenere la modifica del profilo. 608

114 Figura 134 Feature non modificabili con il feature manager Alcune feature non sono modificabili in modo parametrico; infatti, se si attiva il menu sensibile al contesto per operazioni di modellazione quali: Remove Face Replace Surface Si potrà notare che il comando di modifica è disabilitato. Per tali tipi di feature, l unica modifica possibile è la loro eliminazione. Nel caso in cui si utilizzi il comando Replace Surface rispetto ad una superficie esterna di forma complessa è opportuno far mantenere il profilo della superficie e assegnare al profilo stesso l attributo di costruzione al fine di nascondere la superficie quando non è necessaria. Le stesse feature possono essere modificate utilizzando le trasformazioni geometriche delle feature come ad esempio lo spostamento o la rotazione. Figura

115 Gestione della visualizzazione delle Feature Nel caso in cui il processo di realizzazione del modello è complesso, si può intervenire con i diversi comandi che consentono di gestire la visualizzazione delle icone della struttura delle Feature oppure la visualizzazione delle Feature stesse nell'area di disegno. Un primo comando che può essere utilizzato per nascondere le feature sono i livelli. Infatti ogni singola feature può essere associata ad un livello differente oltre poter assegnare a ciascuna feature gli altri attributi di rappresentazione come spessore di linea, tipo di linea e colore. All interno del comando Feature Manager, nel menu sensibile al contesto è presente il comando Suppress Feature. Figura 136 Con tale comando è possibile: Nascondere o visualizzare la feature selezionata (By Istance) Nascondere le feature che appartengono alla stessa categoria (by Type). Nascondere tutte le Feature che nella struttura ad albero sono posizionate al di sopra di quella selezionata (All Abov e Feature). Cancellare tutte le feature che in precedenza sono state nascoste. (Delete All). È evidente che l ultimo comando è potenzialmente pericoloso in quanto potrebbe cancellare parti modellate che sono state nascoste per esigenze di visualizzazione. Quando si nasconde una singola feature, potrebbe determinarsi la scomparsa dallo schermo anche di feature successive che sono ad essa collegate nell ambito della modellazione. Se si nasconde la feature di Figura 136, si ottiene il seguente risultato. 610

116 Figura 137 Si può notare nell albero delle feature che le modellazioni 23,24,25 sono in grigio e i corrispondenti elementi grafici sono nascosti. Tale risultato è dovuto al fatto che le azioni 23,24,25 non solo sono posizionate dopo la modellazione 22, ma dipendono anche da essa. Se si vuol rivisualizzare una singola feature nascosta, basta selezionarla e scegliere nuovamente il comando By Istance, se invece è un insieme di feature che si vuol rivisualizzare, si deve: Selezionare le feature da visualizzare nell albero delle feature. Premere il tasto destro del mouse in corrispondenza della selezione Scegliere il comando Un-supress Selected Feature. Figura 138 Le feature in precedenza soppresse saranno nuovamente visualizzate. 611

117 Se si attiva invece l opzione by type, e la feature è di tipo parametrico come foro, smusso, arrotondamento, protusione circolare, il programma mostra una successiva finestra di dialogo attraverso la quale è possibile stabilire di nascondere i tipi di feature che rispondono dimensionalmente a determinati requisiti. Nel nostro caminetto abbiamo aggiunto 3 fori uno di diametro 100 e gli altri 2 di diametro 50. Attivando il comando di soppressione per tipo e selezionando il foro, il programma mostra una ulteriore finestra di dialogo. Figura 139 Se si vogliono nascondere solo alcuni fori, si deve attivare il metodo di comparazione Compare Using e digitare il valore del diametro di riferimento. È chiaro che il programma analizza contestualmente le due impostazioni. Nel nostro caso abbiamo deciso di nascondere i fori con diametro minore di 60, ragion per cui i due fori da 50 non saranno mostrati fino a quando non sarà utilizzato di comando che annulla l effetto di della soppressione visiva delle feature. Si lascia al lettore l apprendimento degli effetti dello spostamento delle feature nella struttura ad albero. 612