3D редакторы для простого моделирования деталей роботов. Моделирование деталей для роботов Arduino.⁠⁠

Прошлый пост вызвал дискуссию по достоинствам и недостаткам 3D редакторов и их применимости для моделироваия деталей. Мои объяснения были заминусованы, поэтому не только видео, но и картинки по-прежнему выложить не могу. Поэтому выкладываю обзор: свое видение приспособленности редакторов для технического творчества. Поскольку материал был нацелен на школьные кружки робототехи, то использование таких редакторов как Тинкеркад не рассматривается в принципе, потому что не может стать основой для будущей профессии.

Не секрет, что 3D принтер и станок ЧПУ способствуют быстрой реализации технических усовершенствований и снижению затрат времени на создание новых моделей роботов. Любая деталь, особенно для движущихся механизмов, при реализации проектов на основе Ардуино может быть быстро смоделирована и напечатана.

На просторах сети сейчас имеется великое множество видеоуроков, литературы и просто статей, которые призваны помочь в освоении 3D моделирования. Однако у меня сложилось мнение, что получать начальные знания о нем лучше всего в контексте конкретных задач. Поскольку главной задачей на этот момент я определяю моделирование роботов и создание их модификаций и усовершенствований, то в этом направлении предлагаю рассматривать возможности редакторов и осветить только ту часть необходимых инструментов и приемов, которая совершенно необходима для этих целей.

На своем опыте я убедился, что первое знакомство с редактором вызывает некоторую неуверенность, а при бессистемном изучении возможностей, не сразу приводит к результату — созданию необходимой детали для робота и распечатыванию ее на 3D принтере. Поэтому, для дополнения своей концепции детского технопарка, в котором должны быть реализованы возможности быстрого продвижения от идеи до готовой модели, я напишу несколько статей о 3D моделировании и детально, пошаговым способом рассмотрю создание деталей для конкретной модели роботов.

Сначала рассмотрим несколько 3D редакторов, которых теперь множество.

Компас 3D ( kompas.ru )

Это отличное ПО отечественной разработки, обладает широкими возможностями для 3D моделирования, создания сборки модели из деталей, что отлично подходит для коллективной работы, причем с одновременной разработкой необходимой технической документации, чертежей и др., но имеет существенный недостаток. Оно не бесплатное. Несмотря на то, что в линейке продуктов имеется учебная версия, распространяемая бесплатно, обладающая также серьезными возможностями, имеющая встроенный курс обучения, очень понятный, пошаговый и удобный, все же и эта версия имеет ограничения. Например, отсутствует возможность работать со сборкой модели. Но самым обидным ограничением является то, что файлы из учебной версии невозможно конвертировать не только во что-то подходящее для 3D печати, но и даже в профессиональную версию Компаса! Всемерно поддерживая свободно распространяемое ПО, помня о том, что одним из важных направлений моего цикла статей является желание показать, что затраты на приобретение начальных знаний по конструированию и робототехнике достаточно невысоки, этот замечательный редактор в дальнейшем рассматриваться не будет. Однако, если финансовые возможности позволяют, то всегда можно скачать учебную версию этого ПО, с помощью курса обучения на собственном опыте убедиться в преимуществах и недостатках редактора и принять решение.

Blender 3D (blender.org)

Это ПО имеет огромное преимущество перед предыдущим — оно бесплатное. Редактор также обладает широким спектром возможностей и подходит для создания 3D моделей с возможностью конвертации файлов в форматы, необходимые для 3D печати. Из недостатков я бы отметил общую направленность редактора, который более подходит для создания 2D и 3D анимации, чем для технического творчества. Видимо потому, что он вышел как замена 3D MAX. Еще присутствуют не очень удобный интерфейс и относительная сложность моделирования, хотя это мнение скорее субъективное, поэтому ни в коем случае не стану никого отговаривать попробовать и этот редактор, тем более, что это ничего не будет стоить. Программа имеет возможность включения русскоязычного интерфейса, правда при первом знакомстве найти эту возможность не так уж просто.

FreeCAD (freecadweb.org/?lang=ru)

Поскольку этим редактором сам частенько пользуюсь, начну с недостатков. Главный недостаток озвучен на странице скачивания: «FreeCAD находится на стадии ALPHA тестирования и не предназначен для промышленного использования». Но пусть это вас не пугает, ошибки при работе возникают крайне редко. Зато к многочисленным достоинствам можно отнести кроссплатформенность — для меня это важно, работая в Linux, необязательно загружать Windows, чтобы быстро что-то нарисовать. Кроме того это открытое ПО, что тоже немаловажно. Одним из достоинств редактора является быстрое создание деталей из простых объемных фигур (примитивов), методом их сложения, вычитания и пересечения, что полезно еще и тем, что развивает пространственное воображение. Этот редактор безусловно подходит для создания технических деталей. Программист, искушенный в знании языка Python, может рисовать детали, просто стуча пальцами по клавиатуре. Еще одно достоинство — созданный шедевр легко конвертируется в форматы STEP, IGES, OBJ, DXF, SVG, U3D или STL. Интерфейс программы не сложен, но имеет ряд особенностей, к которым быстро привыкаешь.

SketchUP (sketchup.com)

От компании Google. Несмотря на то, что этот редактор является условно-бесплатным, для наших целей он вполне подходит. Основная проблема ограничений бесплатной версии заключается в том, что конвертирование модели в формат, понятный для 3D принтера (в данном случае это 3ds) доступно лишь ограниченное время. Однако эта проблема решается установкой дополнительного плагина, который обладает возможностью конвертации созданных файлов в формат STL и DXF, которых вполне достаточно и для печати на 3D принтере и нарезки на станке ЧПУ. Кроме того, я бы отметил среди недостатков то, что программу можно установить только в системе Windows не ниже 7. К тому же использование программы для серьезных проектов в моделировании сложных устройств весьма затруднительно. Однако преимущества этого редактора весьма привлекательны. Конечно же это дружественный, простой интерфейс, очень подходящий для первых шагов в 3D моделировании, удобство использования направляющих и размерных линий, там, где это необходимо, удобное выделение и удаление частей чертежа, быстрое создание криволинейных фигур, образованных движением плоской фигуры вдоль линии или вращения вокруг оси, простое создание объемных фигур из плоских. Поэтому SketchUP не только подходит для изучения азов 3D моделирования, но и вполне достаточен для создания деталей для моделей роботов.

Итак, кратко рассмотрев возможности нескольких 3D редакторов, в дальнейшем остановимся на более глубоком описании работы в SketchUP и FreeCAD. Мной они были выбраны из-за простоты создания деталей, доступности и бесплатности.

Далее предлагаю ознакомиться с второй частью пошаговых уроков по FreeCad, где будет рассмотрено создание конкретных деталей:
https://edugalaxy.intel.ru/index.php?automodule=blog&blogid=55425&showentry=9678