Modelowanie 3D w Tinkercad
Lekcja 5 — Tinkercad.com – prosty model 3D – organizer
Zaprojektuj organizer biurkowy z miejscem na karty pamięci, pendrive’y oraz długopisy. Podczas pracy wykorzystasz dodawanie i odejmowanie brył, wyrównywanie, duplikowanie oraz grupowanie.
Jeśli film nie wyświetla się poprawnie, otwórz go w serwisie YouTube.
Wstęp teoretyczny
CSG (ang. Constructive Solid Geometry) to metoda tworzenia modeli poprzez łączenie oraz odejmowanie prostych brył geometrycznych. W Tinkercadzie pełne bryły budują model, a kształty ustawione jako Otwór (Hole) wycinają jego fragmenty po zgrupowaniu.
Organizer będzie zbudowany z prostopadłościanów tworzących podstawę i podwyższoną część. Szczeliny na karty oraz pendrive’y wykonamy przez odjęcie mniejszych prostopadłościanów, a miejsca na długopisy wytną walce ustawione jako otwory.
W druku 3D trzeba uwzględnić tolerancję wymiarową, nazywaną również luzem montażowym. Wydrukowany otwór o wymiarze identycznym jak wkładany przedmiot może być zbyt ciasny ze względu na dokładność drukarki, właściwości materiału i ustawienia druku.
Dlatego do zmierzonych wymiarów przedmiotu dodaje się zwykle około 0,5–1,5 mm zapasu. Właściwa wartość zależy od drukarki, materiału i oczekiwanego dopasowania, dlatego warto wykonać mały wydruk próbny.
| Przedmiot | Proponowane wymiary otworu | Rodzaj kształtu |
|---|---|---|
| Karta SD | 25 × 2,5 mm | Prostopadłościan ustawiony jako Otwór |
| Karta MicroSD | 12 × 1,5 mm | Prostopadłościan ustawiony jako Otwór |
| USB / pendrive | 13 × 6 mm | Prostopadłościan ustawiony jako Otwór |
| Długopis lub ołówek | Średnica 13–15 mm | Walec ustawiony jako Otwór |
Organizer biurkowy – instrukcja krok po kroku
Utwórz podstawę i podwyższenie
- Dodaj prostopadłościan o wymiarach 100 × 30 × 10 mm. Będzie to podstawa organizera.
- Dodaj drugi prostopadłościan i ustaw wymiary 45 × 30 × 25 mm.
- Przesuń podwyższenie na jedną ze stron podstawy.
- Zaznacz obie bryły z wciśniętym klawiszem Shift.
- Uruchom narzędzie Wyrównaj (Align) klawiszem L i wyrównaj elementy.
- Zgrupuj bryły skrótem Ctrl + G.
Wytnij otwory na karty i pendrive’y
- Dodaj prostopadłościan i ustaw go jako Otwór (Hole).
- Ustaw jego wymiary odpowiednio do karty SD, MicroSD albo pendrive’a.
- Wydłuż otwór tak, aby przecinał odpowiednią część organizera.
- Unieś go o 2 mm czarnym stożkiem albo skrótem Ctrl + ↑.
- Powiel gotowy otwór skrótem Ctrl + D, a następnie zmień wymiary lub położenie kopii.
Wykonaj otwory na długopisy
- Dodaj Walec i ustaw go jako Otwór.
- Dobierz średnicę, na przykład 13–15 mm, uwzględniając potrzebny luz.
- Zwiększ liczbę boków walca do 64, aby jego krawędź była gładsza.
- Ustaw wysokość walca tak, aby przecinał podwyższoną część organizera.
- Unieś walec o 2 mm, aby pozostawić dno otworu.
- Kolejne miejsca na długopisy utwórz skrótem Ctrl + D.
Wyrównaj elementy i zakończ model
- Zaznacz bryłę organizera i otwory, korzystając z Shift + kliknięcie.
- Naciśnij L, aby uruchomić narzędzie Align.
- Wyrównaj otwory względem organizera, zachowując zaplanowane odstępy.
- Obejrzyj model z kilku stron i sprawdź położenie otworów.
- Zaznacz wszystkie elementy i użyj skrótu Ctrl + G.
Zaplanuj przegródki zgodnie z zastosowaniem
Organizer powinien pasować do przedmiotów, które chcesz w nim umieścić. Zmierz szerokość kilku przyborów i zdecyduj, ile przegródek jest potrzebnych. Ołówki, gumka i spinacze wymagają innych przestrzeni. Szkic z góry pomoże rozplanować układ, zanim zaczniesz dodawać bryły. Zapisz także wymiary zewnętrzne i wysokość ścianek. Jeśli model ma zmieścić się w szufladzie, sprawdź jej rozmiar. Projektowanie zaczyna się od wymagań, a nie od przypadkowego ustawiania kształtów.
Wymiary wewnętrzne nie są zewnętrznymi
Załóżmy, że pojemnik ma szerokość osiemdziesięciu milimetrów, a każda z dwóch ścianek po trzy milimetry. Wewnętrzna szerokość wyniesie wtedy siedemdziesiąt cztery milimetry, ponieważ trzeba odjąć obie ścianki. To samo dotyczy długości i wysokości dna. Bryła używana jako otwór powinna pozostawić zaplanowaną grubość materiału. Jeżeli otwór sięga poniżej podstawy, możesz przypadkiem usunąć dno. Sprawdź wysokość położenia otworu, a nie tylko jego rozmiar widoczny z góry.
Przegrody powinny łączyć się z konstrukcją
Wewnętrzna przegroda ma rozdzielać przestrzeń i jednocześnie być połączona z dnem oraz właściwymi ściankami. Przesuń ją tak, aby połączenie było rzeczywiste. Nakładanie się elementów w jednym widoku nie dowodzi, że stykają się w przestrzeni. Pomocne są widoki boczne i wpisanie dokładnych współrzędnych. Wyrównywanie pozwala zachować regularne odstępy, a duplikowanie ułatwia tworzenie podobnych przegród. Nie grupuj całego projektu zbyt wcześnie, jeśli nadal musisz poprawiać wymiary poszczególnych części.
Sprawdź wygodę i możliwości druku
Zastanów się, czy palce zmieszczą się w małej przegródce i czy łatwo wyjąć gumkę. Zaokrąglone lub łagodniejsze krawędzie mogą poprawić wygodę, ale nie powinny nadmiernie osłabiać ścianek. Bardzo cienkie przegrody bywają trudne do wydrukowania i łatwo się łamią. Właściwa grubość zależy od materiału, drukarki i ustawień, dlatego omów ją z nauczycielem. Warto też spojrzeć na projekt jako na zestaw poziomych warstw: element rozpoczynający się w powietrzu może potrzebować podpór.
Zadanie porównawcze
Przygotuj dwie wersje tego samego organizera: pierwszą z dwiema dużymi przegródkami, drugą z trzema mniejszymi. Zachowaj te same wymiary zewnętrzne i opisz, dla jakich przedmiotów każda wersja jest lepsza. Zapisz projekt pod dwiema różnymi nazwami, aby móc porównać rozwiązania. Przed eksportem sprawdź dno, grubość ścianek, połączenia i wymiary wewnętrzne. Uzasadnij wybór końcowej wersji konkretnymi wymaganiami użytkownika, a nie wyłącznie tym, która wygląda efektowniej.
Pytania kontrolne
1. Dlaczego unosimy otwory o 2 mm do góry?
Aby po odjęciu kształtu pozostało dno o grubości 2 mm. Bez uniesienia otwór mógłby przeciąć organizer na wylot.
2. Czym jest tolerancja wymiarowa w druku 3D?
To zaplanowany luz między współpracującymi elementami, dzięki któremu przedmiot mieści się w przygotowanym otworze.
3. Jaki skrót służy do duplikowania obiektów?
Do duplikowania zaznaczonego obiektu służy skrót Ctrl + D.
4. Jak zaznaczyć kilka obiektów naraz?
Klikaj kolejne obiekty z wciśniętym klawiszem Shift albo przeciągnij ramkę zaznaczenia wokół elementów.
Podsumowanie
Podczas lekcji zaprojektowałeś organizer, wykorzystując metodę CSG, wyrównywanie, duplikowanie oraz grupowanie brył i otworów. Poznałeś również znaczenie tolerancji wymiarowej, dzięki której wydrukowane otwory mogą pasować do kart, pendrive’ów i długopisów.
Sprawdź, co pamiętasz
Dodatkowe pytania kontrolne
5. Jakich narzędzi, funkcji lub materiałów potrzeba do wykonania zadania?
Wskazówka: Wymień elementy wskazane w artykule i krótko opisz ich rolę.
6. Która zasada opisana w artykule jest najważniejsza i dlaczego?
Wskazówka: Uzasadnij wybór przykładem z materiału.
7. Jaki błąd można popełnić podczas wykonywania zadania i jak go uniknąć?
Wskazówka: Wskaż możliwą trudność oraz sposób jej rozwiązania.
8. Jak wyjaśnisz ten temat osobie, która poznaje go po raz pierwszy?
Wskazówka: Użyj prostych słów i najważniejszych pojęć z artykułu.
9. Co zmieniłoby się, gdyby pominąć jeden z opisanych etapów lub zasad?
Wskazówka: Przewidź skutek i uzasadnij odpowiedź.
10. Jakie własne ćwiczenie lub przykład można przygotować na podstawie artykułu?
Wskazówka: Zaproponuj zadanie, które sprawdza zrozumienie materiału.