Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Make:Projects - OpenSCADを使ったシンプルな3Dモデル

私は数週間前、Clifford Wolfの新しいフリーウェアOpenSCADプログラムを取り巻く興奮について書いた。 OpenSCADは3Dモデリングへのクールで手入れの行き届いたアプローチを使用して、ほとんどの3Dモデリングパッケージで好まれているリソースを浪費するもの(WYSIWYG)編集環境を排除し、それを置き換えます。彫刻ではなくモデルがプログラムされているテキストベースのスクリプト環境。基本的には、モデルの形状を記述したスクリプトを作成し、それをコンパイルして実際のモデルを作成します。これは画面上にレンダリングされ、3D印刷などの目的でSTL形式にエクスポートできます。

OpenSCADには、このプログラミングプロセスを容易にするための2つの強力な機能があります。 1つ目は、いわゆる「建設的立体幾何学」(CSG)モデリングのサポートです。このモデルでは、複雑なフォームが交差、和集合、およびボックス、円柱、円錐、楕円などの単純な基本形状の違いとして構築されます。これまでレイトレーシングプログラムPOV-Rayを使ったことがあるなら、この考えはあなたにはおなじみのものでしょう。

OpenSCADの2つ目の、あまり公開されていない(しかしおそらく同じくらい強力な)機能は「DXF押し出し」です。OpenSCADはAutoCADの一般的な図面交換フォーマット(DXF)で2D図面をインポートし、それを3次元に「押し出し」ます。 OpenSCADは直線押出をサポートしています。直線押出では、結果として得られる部品は直線の垂直側面を持ち、また回転押出を行うことで、螺旋側面を持つ部品になります。ラピッドプロトタイピング用の多数のモデルは単純な押し出し成形プロファイルであるため、この機能は非常に役に立つと期待しています。

このチュートリアルでは、OpenSCADを使用して、通常の描画ソフトウェアで作成された部品プロファイルを押し出して単純な3Dモデルを作成する方法を紹介します。私はAdobe Illustrator CS3を使用しています。それにはアクセス権があり、そのインターフェースに精通していますが、人気のあるフリーウェアの描画プログラムInkScapeはネイティブにDXFファイルを読み書きします。 。 DXFファイルをエクスポートする他の無料および低コストのプログラムがいくつかあります。 OpenSCADの開発者はQCADについて言及しています。これは開発者RibbonSoftから24ユーロで入手できます。

私が作っているのは、中国の黄道帯の動物、この場合はウサギ、または「Z」ペントミノを基にした12個の中実のペントミノパズルのピースの1つです。このデザインは、p。に掲載されている日本の教師、小黒三郎のデザインに基づいています。 Jerry Slocumの40冊とJack Botermansの1986年の本 パズル新旧:それらを作成し、解決する方法その画像はこの記事の先頭にあります。私のオリジナルのDXFファイルと押し出された3D STLファイルはThingiverseから無料でダウンロードできます。今朝のPSTの午前10時、Becky SternがこのセットのMakerBot CupCake CNCマシン印刷部品のライブビデオをストリーミングします。そして彼女と私は、印刷プロセスとモデル自体について話をする予定です。 Beckyは、この記事に示されているすべての実世界モデルを印刷して写真を撮りました。


ステップ1:アートボードのサイズを適切に設定する

完成した部品のサイズに合わせてページまたはアートボードのサイズを変更すると、OpenSCADでレンダリングされた押し出しを表示しやすくなります。ゼロ座標はアートボードの1つの角に基づいて決定されるように思われます、そしてあなたがレターサイズのページの真ん中に1.5 "×1.5"の部分を描くならば、実際のモデルはレンダリングしたときに画面に表示されます。最初に新しい図面を作成するときは、迷惑を避けてアートボードを縮小してください。


ステップ2:最下層にグリッドを描く

グリッドまたは他の描画ガイドを含める場合は、最初に別のレイヤーに描画します。ウサギのペントミノの場合、動物の輪郭は通常の「Z」ペントミノの輪郭に収まるようにする必要があります。これらのパズルのピースは0.5インチのグリッド上にデザインされているので、箱型ツールを使用して0.5インチの正方形を1つ描画することから始めます。次に、その正方形のコピーを作成して貼り付け、矢印ツールを使用してその角を元の正方形の角に合わせます。その後、コピー&ペースト - スナッププロセスを繰り返して、残りの3つの正方形を適切な位置に追加します。次に「すべて選択」を選択し、線の色を黒以外の色に変更して、後で部品線とグリッド線を区別しやすくします。最後に、レイヤーをロックして、実際の部分線を描画するための新しいレイヤーを作成します。線の色を黒に戻します。


ステップ3:スプラインやポリラインを使わずに部品の輪郭を描く

OpenSCADのDXFインポーターはAutoCADのDXFリビジョン12(R12)ファイル仕様に基づいています。これはリビジョン13以降に含まれるより高度な描画要素のいくつかを含みません。最も注目すべきは、これらはPOLYLINE要素とSPLINE要素です。私のバージョンのIllustrator(CS3)が問題であることは間違いありません。 のみ DXFのリビジョン13以降をエクスポートしますが、特定の描画ツール、特に複合パスを使用しない限り、これらはR12と下位互換性があります。簡単に言うと、図面内の各線は、端点が結合されていない別々の線分にする必要があります。ボックスツールと楕円ツールも機能するようです。スナップがオンになっていること、および各線分の始点が直前の線分の終点に正確にスナップされていることを確認してください。さもなければあなたの部品プロファイルは開口部を持ち、正しくレンダリングされません。サポートされていない図面要素を作成して含めるか、閉じていない部品プロファイルを作成すると、後でOpenSCADがモデルをレンダリングしようとしたときに警告が表示されます。


ステップ4:グリッドレイヤを削除する

満足のいくようにプロファイルが描画されたら、描画をネイティブ形式(Illustratorの場合は.AI)で保存します。次に、グリッドまたは他の図面ガイドが含まれている一番下のレイヤーを選択して削除し、図面の残りの1つのレイヤーにはパーツプロファイルのみを残します。


ステップ5:DXFとしてエクスポート

DXF R12でエクスポートするオプションがある場合はそれを使用してください。 Illustrator CS3では、上の図のようにデフォルトのDXF書き出しオプションを使用します。


ステップ6:OpenSCADにDXFファイルをインポートする

OpenSCADを起動してから、次のコードを新しい文書に入力(またはコピー&ペースト)してください。

dxf_linear_extrude(ファイル=“ rabbit-Z.dxf”、高さ= 12.7、中心=真、凸= 1);

…ここで“ file”はインポートしたいDXFファイルの名前、“ height”はプロファイルを押し出したいミリメートル単位の高さ(12.7 mm = 0.5 ")、“ center”はOpenSCADに次のことを指示するブール変数です。レンダリングされたモデルをセンタリングするかどうか(実際にはそれに惑わされたことはありません)、そして「凸性」は曲面をレンダリングする際の細かさを表すスカラです。私の部品プロファイルに曲面がほとんど含まれていないことを考えると(時折円形の目の穴を除いて)、私は最小の凸部1に満足していました。あなたの部品が私のものより曲がっているなら、そして用途によっては上げたいと思うかもしれませんそれ。 OpenSCADスクリプトを適切な名前の.SCADファイルとして保存します。


ステップ7:モデルをコンパイルしてレンダリングする

ドロップダウンメニューから[デザイン]> [コンパイルしてレンダリング(CGAL)]を選択するか、F6キーを押します。すべてうまくいった場合は、図に示すように、押し出された部分がワークスペースの右上隅にあるレンダーウィンドウに表示されます。マウスを左クリックしてドラッグしてカメラを回転させ、右クリックしてドラッグしてカメラをパンし、スクロールホイールでズームインおよびズームアウトします。

DXFファイルにオープンパスまたはサポートされていない図面要素が含まれている場合は、右下のログウィンドウに対応するエラーメッセージが表示されます。それらを見るために上にスクロールしなければならないかもしれません。何らかの理由で、あなたがたった1つの部品しか製作していなくても、おそらくOpenSCADはあなたがあなたのレンダリングされたモデルに2つのボリュームを持っていると報告するでしょう。これはバグかもしれません。いずれにせよ、それは何も傷つけないように思われるので心配しないでください。


ステップ8:モデルをSTLファイルとしてエクスポートする

ドロップダウンメニューから、[デザイン]> [STLとしてエクスポート…]を選択し、適切なファイル名を選択して[保存]をクリックします。OpenSCADはログウィンドウに「STLエクスポートが完了しました」と報告します。以上です! 3Dモデルを印刷するか、Blenderのような互換性のある3D WYSIWYGモデラーにインポートする準備が整いました。


メモとアイデア

OpenSCADはまだクールですが、まだ開発中です。サポートされていない描画要素を含むDXFファイルをレンダリングしようとしたときに2、3回クラッシュし、Z押し出しの高さの単位がミリメートルであることがわかったので、一般的にそのパフォーマンスと使いやすさに非常に満足していました。お役立ち基本的な(そして、率直に言って不完全な)ユーザーマニュアルがここにあります。実験で解決できない問題、あるいは明らかにバグがある場合は、それらを報告したり、OpenSCADを購読して助けを得てください。メーリングリストはこちらOpenSCADはすでにMakerBotコミュニティで非常に人気があり、彼らのGoogleグループも役に立つ情報源になることができます。そして、いつものように、以下に質問やコメントを投稿してください。

ペントミノ全般に興味があるなら、アクリルダイスから固体のペントミノ一式を作るための私の以前のチュートリアルをチェックした方がいいかもしれません。

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