TECNICHE DI MODELLAZIONE DIGITALE 3D Esercizi di modellazione con Rhinoceros a cura di Luciano Fabale 3
2 TERZO ESERCIZIO: COSTRUZIONE DI UN CONTENITORE/PACKAGING DI PRODOTTO INDUSTRIALE PREMESSA Con le precedenti esercitazioni ci siamo allenati all utilizzo di vari strumenti ed a mettere in pratica vari procedimenti, pertanto in questa terza esercitazione non mi soffermerò più a spiegare dettagliatamente ogni procedimento o l uitlizzo di ogni singolo strumento, dando per scontato che lo studente ora ne ha piena conoscenza. DISEGNO DELLA SUPERFICIE PRINCIPALE DEL CONTENITORE La prima cosa che facciamo è quella di importare nella finestra Frontale l immagine delle proiezioni ortogonali del nostro contenitore. L immagine va dimensionata in scala 1:1 con l unità di misura in millimetri; per questo procedimento utilizziamo una delle quote disponibili nelle proiezioni. Subito dopo procediamo inserendo le 10 linee (6 verticali e 4 orizzontali) che ci aiutano nella costruzione dell oggetto: linee di base, altezza, di interasse etc... come in fig.1/a-b. A seguire disegnamo dalla finestra Frontale sull immagine delle proiezioni: le 2 curve del profilo in vista fronte (fig.1/c11-12), la curva del profilo in vista lato (fig.1/c13) e le curve della base e dell altezza (fig.1/c14-15) del contenitore prima del collo in vista alto. Per le curve della base e dell altezza impostiamo la continuità di tangenza sull interasse e le specchiamo usando la retta di interasse n.7. fig. 1) impostazione delle linee di costruzione del contenitore
3 Ora eliminiamo tutte le porzioni di rette e di curve che non sono necessarie fino ad avere il disegno come in fig.2/a (ovviamente tutte le curve deve coincidere nei vertici secondo le rette proiettanti; in caso qualche curva non coincide la correggiamo attivando i punti di controllo e spostando solo il punto dell estremità che non coincide). fig. 2) taglio delle estremità delle curve non necessarie e ribaltamento delle curve di base e altezza del contenitore Possiamo proseguire ribaltando le curve 14 e 15 (fig.2a) e l asse trasversale che le interseca, delle proiezioni vista alto, posizionandoci sulla finestra Prospettiva (fig.2/b) impostando nella riga di comando l opzione copia e agganciandoci con lo strumento di rotazione sull asse di simmetria; confermiamo il comando di rotazione dalla finestra Destra (fig.2/c) impostando il raggio di rotazione di 90 direttamente dalla tastiera sulla riga di comando. Ora le curve ribaltate le trasciniamo sulle curve delle proiezioni in vista fronte dalla finestra Prospettiva come in fig.3/a-b-c, ovvero ad intersecare le estremità superiori delle curve 11 e 12 per le curve 15 (fig.3/a15a); ad intersecare le estremità inferiori delle curve 11 e 12 per le curve 14 e l asse trasversale (fig.3/b14a); dopo aver posizionato le curve 14 e l asse trasversale quest ultimo lo copiamo anche dalla posizione a alla posizione b (fig.3/c); dopodiché ribaltiamo di 90 gradi la curva 13 (fig.3/c13a) e la trasciniamo sulla vista fronte agganciandola per l estremità inferiore fino ad intersecare l estremità dell asse trasversale sulla base (fig.3/c13b); facciamo agganciare la parte superiore della curva con l asse trasversale superiore attivando i punti di controllo, spostando solo l ultimo punto sull estremità dell asse trasversale. Dopo questa operazione specchiamo la curva 13 aiutandoci con uno degli assi di simmetria. fig. 3) spostamento delle curve per la creazione della rete di curve generatrici della superficie
4 fig. 4) costruzione della rete di curve e generazione della superficie A questo punto dovremmo avere il disegno come in fig.4/a. Ora dobbiamo solo unire tra loro le due curve 15: le selezioniamo e clicchiamo sul pulsante Unisci nella barra degli strumenti sulla sinistra (fig.4/a); ripetiamo l operazione anche con le due curve 14. A tal punto abbiamo terminato la costruzione della rete di curve e possiamo procedere alla generazione della superficie con il comando Superficie da una rete di curve che si trova nella barra degli strumenti sulla sinistra (fig.4/b) selezionando le curve 11-12-13-14-15 e confermando il comando cliccando su OK dalla finestra di dialogo che si apre sul monitor (fig.4/b). La superficie risultante dovrebbe essere come in fig.4/c. DISEGNO DEL MANICO Prima di iniziare a disegnare le curve del manico spostiamo la superficie del contenitore in un livello dedicato solo alle superfici del contenitore; facciamo un nuovo livello anche per le curve di costruzione e disattiviamo entrambi i livelli. Se abbiamo in precedenza nascosto l immagine delle proiezioni ortogonali, ora le rendiamo nuovamente visibili dalla finestra Frontale con il comando Visualizza>Bitmap di sfondo>mostra e ricalchiamo il tracciato esterno del manico del contenitore (fig.5/a1) con lo strumento Curva per punti controllo. Tracciamo la curva inizialmente con il minor numero possibile di punti cercando al contempo di seguire il tracciato fino a farla chiudere. La curva tracciata dovrà comunque essere aggiustata dopo averla chiusa, quindi riattiveremo i punti di controllo e toglieremo quelli che risulteranno essere in eccesso. Preparata la curva la scaliamo con lo strumento dal menù a tendina Trasforma>Scala>Scala 3D, spuntando l opzione (Copia=Si) nella riga di comando e la copia scalata la rimodelliamo riattivando i punti di controllo secondo il tracciato delle proiezioni ortogonali (fig.5/a2-b2). fig. 5) costruzione della rete di curve del manico
5 A questo punto, sempre dalla finestra Frontale (perché le operazioni di proiezione delle curve devono essere sempre effettuate in condizione di ortogonalità) selezioniamo la curva esterna del manico (fig.6/a1) e riattiviamo il livello del contenitore; quindi con il comando nella barra degli strumenti a sinistra Proietta curve (fig.6/a) clicchiamo sulla superficie (fig.6/b), confermiamo il comando con Invio e avremo la curva proiettata su entrami i lati della superficie del corpo del contenitore (fig.6/c). fig. 6) proiezione della curva 1 sulla superficie del corpo del contenitore Selezioniamo nuovamente la curva 1 e sempre dall finestra Frontale (fig.7/a1) (perché anche le operazioni di taglio delle superfici devono essere sempre effettuate in condizione di ortogonalità) con il comando nella barra degli strumenti a sinistra Tronca (fig.7/a) eliminiamo le due porzioni interne della superficie del corpo del contenitore (fig.7/a-b). fig. 7) taglio della superficie del contenitore per l alloggio della superficie del manico Quindi a questo punto nascondiamo sia la curva esterna 1, nel livello dove si trovano tutte le altre curve di costruzione, che la superficie del corpo contenitore. Lasciamo visibili solo le due curve esterne proiettate e la curva interna centrale del manico (fig.8/a). Selezioniamo tutte e tre le curve e con il comando dal menù a tendina Curve>Punti>Dividi curva per>numero di segmenti (fig.8/b1) suddividiamo con dei punti le tre curve in nove segmenti procedendo nel seguente modo: impostiamo prima il punto di giunzione nella riga di comando su Naturale (fig.8/b2) e clicchiamo Invio poi, sempre sulla riga di comando, impostiamo il numero dei segmenti in 9 (fig.8/b3) e clicchiamo nuovamente Invio, alla fine avremo le tre curve suddivise come in fig.8/c.
6 fig. 8) suddivisione in segmenti delle curve di costruzione del manico Procediamo inserendo trasversalmente nove curve agganciandole sui punti che suddividono le tre curve; useremo per questa operazione lo strumento Curva per interpolazione di punti dalla barra degli strumenti a sinistra (fig.9/a); dopodiché selezioniamo tutte le curve e con il comando Superficie da una rete di curve dalla barra degli strumenti a sinistra generiamo la superficie del manico (fig.9/b). Riattiviamo il livello del contenitore, chiudiamo l apertura superiore e l apertura inferiore con delle superfici piane (barra degli strumenti a sinistra Superficie da curve planari) selezioniamo tutte e quattro le superfici e con il comando Unisci dalla barra degli strumenti a sinistra e uniamo tutte le superfici (fig.10/a); nascondiamo le curve di costruzione del manico nel livello dove si trovano tutte le altre curve di costruzione e avremo il risultato della fig.10/b. fig. 9) costruzione della superficie del manico Dopo aver unito tutte le superfici il nuovo oggetto ora si trova nel livello Predefinito, quindi lo selezioniamo e lo spostiamo nel livello dedicato al contenitore. Disattiviamo il livello del contenitore e riattiviamo il livello delle curve di costruzione e cominciamo ad impostare il disegno del collo del contenitore. fig. 10) unione di tutte le superfici
7 Ci posizioniamo sulla finestra Frontale e riattiviamo l immagine bitmap delle proiezioni ortogonali. Sulla vista alto delle proiezioni tracciamo il cerchio 1 e il cerchio 2, quest ultimo lo facciamo rimanere all interno delle due curve che definiscono la parte superiore del contenitore già disegnato (fig.11/a-b). fig. 11) costruzione del collo del contenitore A tal punto ruotiamo i due cerchi (fig.12/a1-2) e posizioniamo il centro del più grande sul centro degli assi delle curve della superficie superiore del contenitore (fig.12/b2) e il più piccolo sull estremità superiore del collo del contenitore (fig.12/b1). Nel frattempo, se abbiamo chiuso la parte di contenitore già costruito, riattiviamo il suo livello e con il cerchio più grande buchiamo la superficie superiore (fig.12/c2), dopodiché lo disattiviamo di nuovo e procediamo con la costruzione delle curve verticali del collo. fig. 12) collo del contenitore, costruzione della rete di curve Per prima cosa, se non l abbiamo già fatto, provvediamo a inserire sul cerchio pià piccolo l asse longitudinale e l asse trasversale (fig.13/a1-2); dall estremità di uno degli assi del cerchio più piccolo facciamo partire una curva (dalla finestra Frontale) con i primi due punti in tangenza che si va a collegare alla corrispondente estremità dello stesso asse del cerchio più grande (fig.13/b1-2); ora con lo strumento Ruota ci agganciamo sull asse centrale verticale che interseca il cerchio piccolo (fig.13/c0), impostiamo sulla riga di comando l opzione copia e procediamo alla rotazione con copia indicando sulla riga di comando prima 90, confermando con Invio (fig.13/c1-2), poi 180, confermando con Invio, e infine 270, confermando con Invio. Alla fine avremo le quattro curve come in fig.13/d.
8 fig. 13) collo del contenitore, costruzione della rete di curve Selezioniamo la rete di curve creata (fig.14/a) e con il comando dalla barra degli strumenti Superficie da una rete di curve generiamo la superficie del collo (fig.14/b). fig. 14) collo del contenitore, generazione della superficie per rete di curve Ora riattiviamo il livello del contenitore, selezioniamo tutte le superfici e con il comando dalla barra degli strumenti Unisci uniamo tutte le superfici. Chiudiamo infine l apertura superiore con una superficie piana (comando dalla barra degli strumenti Superficie da curve planari) (fig.15/a1). Selezioniamo tutto e implodiamo il solido con il comando dal menù a tendina Solidi>Crea solido (fig.15/a). Procediamo con il raccordo dello spigolo della base (raggio 10mm, fig.15/b1) e con i raccordi degli spigoli del manico (raggio 5 fig.15/b2) e lo spigolo superiore (raggio 2 fig.15/b3). A questo punto possiamo sgusciare il solido con il comando dalla barra degli strumenti Esegui shelling polisuperficie chiusa selezionando la superficie da eliminare e impostando il valore dello spessore del guscio in 2 mm (fig.16/a1). Alla fine dell operazione avremo l oggetto sgusciato come in fig.16/b. L alloggio per l etichetta. Ci posizioniamo sulla finestra Frontale, disattiviamo il livello del contenitore e riattiviamo la bitmap delle proiezioni; quindi ricalchiamo il tracciato dell etichetta con lo strumento Curva per punti di controllo (fig.17/a). fig. 15) chiusura e creazione del solido, raccordo degli spigoli
9 fig. 16) sguscio del solido Avremo cura di far partire la curva abbondantemente prima del profilo della bottiglia (fig.17/a1-b1) e di terminare abbondantemente dopo (fig.17/a2-b2). fig. 17) preparazione della curva per l alloggio dell etichetta Quindi riattiviamo le curve di costruzione e con la rete di curve iniziale (fig.18/a) generiamo una nuova superficie del corpo del contenitore (fig.18/b). fig. 18) preparazione della curva per l alloggio dell etichetta
T E C N I C H E D I M O D E L L A Z I O N E D I G ITA L E 3 D 10 fig. 19) taglio della superficie in eccesso Procediamo dalla finestra Frontale con lo strumento Tronca a tagliare la parte eccedente della superficie con la curva precedentemente generata (fig.19/a-b-c). Sulla superficie tagliata risulta essere divisa in due parti, queste le uniamo con lo strumento Unisci e procederemo generando una superficie offset verso l esterno impostando nella riga di comando la distanza in 1.2mm (fig.20/a); cancelliamo la superficie generatrice e con la nuova superficie procediamo con una operazione Offset superficie inversa con distanza 2.4mm impostando nella riga di comando l opzione Solido=Si e avremo il solido in fig.20/c. fig. 20) generazione del solido necessario per l operazione booleana di sottrazione A tal punto riattiviamo il livello del contenitore e procediamo con un operazione booleana di sottrazione tra i solidi: dal menù a tendina Solidi>Differenza selezioniamo prima il solido dal quale si sottrae il materiale, il contenitore (fig.21/ A1), e clicchiamo Invio, dopodiché selezioniamo il solido che sottrae il materiale, in questo caso il solido ottenuto con le superifici offset (fig.21/a2), e clicchiamo Invio, alla fine l oggetto risultante sarà il contenitore come in fig.21/b. Si procede con la costruzione del binario sul quale si avvita il tappo. Procediamo quindi disegnando una polilinea come in fig.22/a, ovvero partiamo dal punto 1 delle curve di costruzione, ci agganciamo al punto 2 e proseguiamo fino a
11 fig. 21) operazione booleana di sottrazione tra due solidi far terminare la polilinea nel punto 3 (fig.22/a1-2-3). Su questa polilinea andiamo ad agganciare l elica che sarà il binario per la creazione della superficie Sweep 1 binario; quindi, con il comando dal menù a tendina Curve>Elica, partendo dal punto 1 ci agganciamo al punto 2 e impostiamo i giri dell elica nella riga di comando in 2, andando infine ad agganciarci al punto 3 dove concludiamo l operazione confermando il comando con il tasto sinistro del mouse (fig.22/b1-2-3). Ora con lo strumento Cerchio attorno a curva, impostiamo tre sezioni circolari, due alle estremità ed una al centro dell elica con i seguenti valori: 2mm per il cerchi alle estremità 1 e 3; 3mm per il cerchio nel punto medio 2. Proseguiamo con la generazione della superficie con lo strumento Sweep 1 binario. Chiudiamo le due estremità della superficie creata con lo strumento Superficie da curve planari, selezioniamo il tutto e implodiamo il solido con il comando dal menù a tendina Solidi>Crea solido (fig.23/a). Con un cerchio intermedio tra il bordo interno ed esterno dell apertura del contenitore generiamo un cilindro solido (Solidi>Estrudi curva planare>lineare - fig.23/b) con il quale andiamo ad effettuare un operazione booleana di sottrazione per eliminare le porzioni interne in eccesso dell elica. Alla fine delle operazioni avremo il disegno in fig.23/c. Dobbiamo spostare leggermente in basso il binario in modo da non far emergere l estremità superiore dello stesso dal bordo dell apertura del contenitore. Proseguiamo unendo il binario al resto del contenitore con l operazione booleana dal menù a tendina Solidi>Unione (fig.24/a). fig. 22) costruzione dell elica/binario del tappo del contenitore
12 fig. 23) costruzione binario di avvitamento del tappo del contenitore Infine per il tappo basta disegnare un profilo che interseca i cerchi di sezione e con lo strumento Rivoluzione (fig.24/b) generiamo la superficie con una rotazione di 360 come in fig.24/c. fig. 24) costruzione del tappo del contenitore fig. 25) contenitore completo
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