3D tekenen - een voorbeeld

[PeterC]

Een (poging) tot een 3D teken-voorbeeldje.

Ik bezit heel wat traditionele Marklin digitale toestellen (uit de vorige eeuw).  Ik heb een hoop zelfbouw elektronica die ik graag in een zelfde soort behuizing wil plaatsen.  Die behuizingen zijn nergens te koop.  Vroeger bood Conrad een lege behuizing van een IB aan, maar die is reeds lang uit hun gamma verdwenen.

Vb:





Oplossing (laten) printen!


Om te kunnen 3D printen is er eerst een 3D tekenontwerp nodig.
Voor het 3D tekenen is er eerst een analyse nodig van hoe ik het object ga tekenen.
Bij het 3D tekenen heb je standaard drie vlakken: XY-vlak, XZ-vlak en het YZ-vlak.
Om het mezelf wat overzichterlijk te maken zet ik het grondvlak van de behuizing in het XY-vlak-vlak.  De hoogte van de behuizing loop dan langs de Z-as.

Hier een voorbeeld met de X-, de Y- en de Z-vector op de foto's getekend:






Ik kan nu het object beginnen tekenen.
Maar...  Als ik die behuizing als één object teken, wat kan, krijg ik een gesloten doos.  Het is wel de bedoeling dat ik mijn zelfbouw elektronica erin kan steken dus een behuizing in twee delen is wel iets gemakkelijker.

Ik maak het mezelf gemakkelijk en deel de behuizing op dezelfde deellijn als de oorspronkelijke behuizing zodat ik een bodemstuk en een dekselstuk ga tekenen.



Blauw is de bodem, rood is het deksel en als extra heb ik nog een groen stuk, nl de bovenkant (kan dan gemakkelijker aangepast worden per toepassing).


Wordt vervolgd...

[PeterC]

Ik begin met de bodem.  Het moeilijkste stuk.
We kunnen een schets beginnen maken in het XY-vlak maar dan gaan we hopeloos in de knoei geraken.
Een foto van de zijkant laat zien dat het deksel past op een opstaand stuk van het bodemgedeelte.  De bovenkant van de bodem staat wel niet vlak op het XY-vlak.  De bovenkant van de bodem staat onder een hoek van 12° gedraaid langs de X-as



Eenvoudiger is het om een doorsnede te maken in het YZ-vlak.  Ik kan op die manier een schets maken van een gesloten lijnconstructie en kan die nadien 3D uittrekken langs de X-as.


Het prille begin...

Ik maak een schets (sketch) met een 'ongeveer' gelijkende vorm.  Afmetingen ed spelen geen rol.  De basislijnen moeten in grote mate overeenkomen met de doorsnede van de bodem maar van afmetingen, hoeken, evenwijdige lijnen ed trek ik mij niets aan.
Het lijkt een beetje op een kindertekening:



Ik heb hier bewust overdreven en opzettelijk het geheel een beetje op een kindertekening doen lijken.  Beter is om van in het begin toch iets meer de verhoudingen te respecteren.

Nu beginnen we met de beperkingen (constraints) van de lijnstukken aan te brengen.  Bepaalde lijnstukken staan parallel tegenover elkaar, andere lijnstukken staan loodrecht tegenover elkaar, ...



Nu kan ik gekende afmetingen aan de lijnen beginnen toekennen.  Hierbij begin ik met de hoek van 12° vast te leggen tussen de onder- en de bovenkant.  De rest van de gekende afmetingen wordt toegekend en uiteindelijk is gans het object gedefiniëerd.



Voila, de eerste 2D schets is klaar.  Van eventuele afrondingen (fillets), afschuiningen (chamfer) ed trekken we ons hier niets aan.  Die komen in de 3D bewerkingen aan bod.  De schets moet zo eenvoudig mogelijk blijven en heel eenvoudig aanpasbaar blijven.  Aanpassingen in de schets weerspiegelen zich straks in de 3D tekening.
 

Wordt vervolgd...

[PeterC]

De 2D schets is klaar...
Nu een poging om er een 3D object van te maken.  Sluit de 2D omgeving af en ga naar de 3D omgeving (in Fusion 360: 'Stop Sketch').
Ik bekijk een object nogal graag vanuit de front-right-top hoek



DE 2D schets staat nu in het YZ vlak.  Met een 'Extrude'/ 'Press-Pull' is er heel vlug een 3D object van gemaakt.



Geef de juiste breedte op (in mijn geval 119 mm) en het 3D object is een feit.
Vooraan reeds enkele rondingen van diameter 8 mm gemaakt (Fillet)



Het begint er stilaan op te trekken maar er is nog heel wat afwerking nodig.

Totale tekentijd tot nu toe?  Enkele minuten.  Het bekijken en analyseren van het object om het te kunnen tekenen, duurde heel wat langer!


Wordt vervolgd...

[dani]

.... dat ze niet met zin allen   "aaaah" en "oooooh"  en   "woaaawwww" roepen wil niet zeggen dat er geen interesse is hee Peter
Doe rustig voort man, ik ben benieuwd hoe het gaat verder gaan.

Je bevestigt met je laatste statement wat ik al vaker zei...  Tekenen is  vooral een DENK proces,   de eigenlijke ontwerpfase gebeurt in je HOOFD niet  op een papier of in een programma.   Dat laatst is maar een  "gereedschap" om je idee concreet te maken.  (maar je moet natuurlijk je gereedschap wel beheersen en kunnen gebruiken ook )

[Dirky]

mooie tutorial Peter...
Als het mogelijk is een symmetrische extrusie te maken met je tekenpakket, zou ik dat zeker doen. Mogelijk zijn er later objecten die je zowel links als rechts nodig hebt en die kan je dan 1x tekenen en spiegelen via het YZ vlak

[raf]

Ik volg ook en ben zelf ook met 123 aan het tekenen en proberen hetzelfde te doen als peter
alleen ik volg via pb want anders krijg ik weer gezeik dat ik het topic verkloot

Maar dit is wat ik reeds heb

een opening voor een stekker achter aan .
twee balkjes om printplaten op vast te zetten
en  reeds een rand waar de bovenkant overheen valt

nu wacht ik dus op peter hoe hij die kanten mooi gaat laten aan sluiten over die rand
gr raf ik volg wel weer via pb

[mahtoska1]

Heel interessant draadje. Hier kunnen we nog iets uit leren. Bedankt om dit met ons te delen.

[PeterC]

Mannen,

Bedankt voor de positieve reacties!
Het is nu anderhalve week geleden dat ik Fusion 360 heb geïnstalleerd.  Ik kom nog van het tijdperk van coördinaten-denken: hulplijnen 3D tekenen om ergens een punt te bekomen waar je lijn/object moet terechtkomen.
Er is veel veranderd en ik moet soms vrij veel tijd steken om (in het verleden met na wat rekenwerk, coördinaten in te geven) iets eenvoudig te proberen tekenen.

...
...Als het mogelijk is een symmetrische extrusie te maken met je tekenpakket, zou ik dat zeker doen. Mogelijk zijn er later objecten die je zowel links als rechts nodig hebt en die kan je dan 1x tekenen en spiegelen via het YZ vlak

Die symmetrische extrusie is mogelijk, maar ik ga het mij gemakkelijker maken door een halve extrusie te maken en nadien te spiegelen rond de centerlijn.

Ik heb zelf nog heel wat werk om verder het programma te doorgronden maar ik ga het proberen simpel te houden met methodes die bij de meeste tekenpaketten aanwezig zijn.

[loebaske]

Doe maar verder Peter, je bent een goede leermeester....

[PeterC]

Ik volg ook en ben zelf ook met 123 aan het tekenen en proberen hetzelfde te doen als peter

Raf, blij dat ik wat kan bijbrengen!

...alleen ik volg via pb want anders krijg ik weer gezeik dat ik het topic verkloot...

Raf, over dat gezeik gaan we zwijgen, dat was goed bedoeld maar een misverstand van een ervaren 3D tekenaar/ontwerper! 

...en  reeds een rand waar de bovenkant overheen valt...

...En nu ga ik zeiken! 
Ik vermoed dat je de halve breedte hebt genomen voor je opstaande rand?  Nog een halve breedte voor het deksel en je hebt een niet passende 'passing'.  Je moet rekening houden met tollerantie.

De media staat er vol van dat je tollerant moet zijn maar hier moet je wel degelijk tollerant zijn!

Een tollerantie van 0 tussen twee op elkaar passende objecten en je krijgt de objecten niet op elkaar.  Hier moet je gaan kijken welke tolleranties er kunnen zijn tussen het bodemstuk en het deksel.
Neem eens een schuifmaat en bekijk in het licht eens opening van 0.1 mm.  Ik was van plan om langs beide kanten 0.1 mm tollerantie te nemen maar 0.2 mm totaal op een niet heel nauwkeurige printer blijft een risico...

...ik volg wel weer via pb...

Raf, reply aub in dit draadje 

[eve]

Goedemorgen Peter,
Zeer goede bijdrage. En blijft aub bij uw gedacht : niet laten afleiden van uw bijdrage-plan...

Ik denk wat jij noemt tolerantie men in 3D-printing "clearance" noemt  : per materiaal verschillend !
Naar beneden scrollen tot "clearance".

https://www.shapeways.com/materials/strong-and-flexible-plastic

Erik

[raf]

Ha de Peter gaat toch door ben ik blij om

Dus geen topic vervuiling maar ik werk met een ander programma we kijken wel waar het strand

Ik heb inderdaad die rand er opgezet en die is 4 mm
Maar ik heb clearance gelaten want de rand die over blijft is 4.5 breed dus ik heb 0.5 speling als ik de kap ga tekenen

Ik ben wel benieuwd hoe je begint aan die deksel zeg maar

Gr Raf

[dani]

wat de "passing"   (of clearance of tolerantie) betreft met een filament printer, kan ik uit bescheiden ervaring mee geven dat je - naargelang de kwaliteit van je printer -  best ruim genoeg gaat bemeten.

Een paar voorbeelden :

- als ik een gat maak voor bvb een schroefje van  3 mm dan "teken " ik een gat van 4mm.  dat lijkt veel, maar ik hou als "maatvoering" voor de passing bij mijn Velleman K8200  een derde van de  filament dikte aan.  Dat is dus inderdaad  1/3 van 3mm =  1 mm.  En kijk, dat komt mooi uit !
- als ik een "pinnetje "of tapje  maak, dan doe ik daar ook 1/3 van de filament dikte van af.  Dan past dat mooi in het gaatje.
-  Stukken die in elkaar moeten schuiven, daar neem ik bij elk stuk ongeveer  1/4  van de filamentdiameter  of in mijn geval  0,7 mm
-  Iets wat goed vast moet zitten of klikken, dan neem ik 1/3  in totaal, dus  1/6 bij elk van de stukken  of  0,5 mm    (kleiner bij de binnenste, groter bij de buitenste helft)
-  mijn "buitenmaat" van het stuk neem ik ook altijd 1/3 van de dikte kleiner.

Dit zijn  "empirische"  maten, en zullen van printer tot printer verschillen.   Het is een kwestie van tekene, printen, meten, aanpassen en opnieuw herhalen tot je de afwijking of passing kent.   

Wat ik ook heb ondervonden is dat als ik de laagdikte vergroot,  ik dan mijnder "tolerantie" moet nemen, en dus bvb 1/4 of zelfs 1/5 van de filamentdikte ipv 1/3.   De reden is vrij simpel,  het filament kan beter vloeien in een dikkere laag en wordt dus minder "naar buiten gedrukt"  waardoor je maatvoering nauwkeuriger wordt.    Een andere manier om dit aan te passen is bij dunnere laagdiktes, je  extrusie wat te verminderen en dus minder materiaal aan te voeren.  Maar dan wordt het brozer en hecht minder goed.

Dit zijn dingen die je kan mee nemen in je ontwerp...     Maar dan ga je eerst je printer moeten  "leren kennen"  met zijn instellingen.

[PeterC]

Dirk's goede raad opgevolgd en slechts een halve extrusie van het bodemstuk gemaakt.
Aangezien het stuk symmetrisch is tegenover de middellijn hoef ik maar langs één kant bijkomende onderdelen te tekenen, nadien komen die er bij in de andere gespiegelde helft.



Natuurlijk krijg ik bij het hol maken van het 3D object nu een smalle doos die langs alle kanten is gesloten.  De kant van de middellijn moet open blijven!



Geen probleem.  Van het stuk dat weg moet, selecteer ik het binnenste vlak.  Daaruit maak ik een nieuw object door een extrude.



Het nieuwe stuk wordt breder dan de originele wanddikte.  Voor ik op OK klik zorg ik ervoor dat het nieuwe stuk direct van het bodemstuk wordt 'afgesneden' (cut).



En het resultaat is dat de zijkant open is.
Ondertussen wat rondingen aangebracht (fillets) met dit als resultaat:




Nu de opstaande rand.
Hier zijn verschillende mogelijkheden maar ik wil een mogelijkheid waarmee ik heel eenvoudig de dikte van die opstaande rand (later) kan aanpassen, zoals Dani aanhaalde ivm de clearance/passing.
Passen de stukken niet direct hoef ik maar één afmeting van het bodemstuk en/of één afmeting van het stuk dat erop komt, aan te passen.

De manier die ik gebruik is als het ware een blad papier op de schuine zijde van het stuk te leggen en de binnenkant over te tekenen.
In Fusion gaat dat heel simpel door een nieuwe schets te beginnen en en dat bovenvlak als tekenvlak te selecteren.  Het stuk/object is nog zichtbaar door de schetslaag en de lijntjes worden over getekend.



Lijntje offsetten, de lijnstukken boven- en onderaan verbinden en het vlak is klaar met slechts één afmeting op, de breedte die ik wou.



Terug naar het object.  Van het nieuwe vlak via een extrude de opstaande rand maken en direct via 'join' samenvoegen met de bodem.



Even terug naar de laatste schets geweest om na te gaan of mijn opzet wel degelijk lukt.  De rand een breedte van 20 gegeven om te overdrijven met dit als resultaat:



Opzet geslaagd!

Bij de eigenschappen is nu te zien dat er één object is (body) en 2 schetsen (sketches).




Wordt vervolgd...

[raf]

Met de mogelijkheden die het programma mij bied

dit gedaan


het deksel staat verkeerd om maar de afrondingen zitten wel juist gewoon een kwestie van het ding rond te draaien

en dat ziet er dan zo uit
de afronding voor aan is 8 mm die achter aan is 2 mm deze ga ik toepassen op alle kanten denk ik
nu nog zoeken hoe ik de zaak kan vast zetten langs de onderkant gaten en dan langs boven een soort van tappen

of weten jullie een betere manier
klikken zie ik niet zitten daar dan als alles zeer juist past je het ding niet meer open krijgt
nu hier twee files van maken want het geraakt niet in een keer onder de printer
gr raf