Crear modelos con precisión en Blender

[3dpoder]

Introducción. Algunos usuarios de Blender ven el programa como una tremenda herramienta para crear increíbles imágenes o animaciones. Algunas técnicas de modelado, se tratan en tutoriales que usan métodos como el modelado de caja (box modeling), construyendo las formas polígono a polígono, o siguiendo una imagen de fondo tomada como referencia para la forma y proporciones del modelo. Son excelentes métodos para crear una representación artística de un producto, pero ¿Qué ocurre cuando quieres modelar algo que se va a usar en Ingeniería y que tenga la precisión de un modelo CAD? Afortunadamente, el arsenal de herramientas de modelado de Blender ha ido creciendo y, con un poco de previsión y planificación, con Blender se pueden producir modelos con tan alta precisión, que luego se pueden fabricar.

Para empezar a dibujar con precisión, necesitamos representar las dimensiones del mundo real en unidades Blender. En trabajos de Arquitectura, lo normal es que una unidad Blender sea un metro, con lo que la dimensión más puedes ver con Edge Length es de 1mm. En Ingeniería, con frecuencia se realizan piezas con márgenes de error de 0.02mm y a veces de micras. Para conseguir este nivel de precisión en Blender, necesitamos igualar la unidad de Blender a un milímetro, para poder ver longitudes de aristas de una micra, y modelar con una precisión por debajo de la micra (1 micra = 0.001m).



Para qué te hagas una idea de lo pequeño que es una micra, la imagen 1 te lo muestra comparándolo con un pelo humano.

Para poder ver componentes más grandes en esta escala, necesitarás incrementar la distancia de recorte de las vistas de las cámaras. View >> View Properties e incrementar Clip End a un tamaño más grande que el modelo.

Si tu intención es modelar con precisión CAD, necesitarás adoptar un flujo de trabajo similar al usado en los paquetes CAD industriales estándar. Ajusta todo.
Extruye con Precisión. Cuando extruyes, rotas o escalas un conjunto de vértices, Blender te permite ajustar sus posiciones usando la entrada numérica. Es mejor teclear la longitud de una arista, que hacerlo a mano con el ratón.

Para ajustar la extrusión de un vértice a una medida, simplemente selecciona el vértice que deseas extruir [BDR]. Presiona [E] para extruir. [X o Y o Z] para limitarlo a un eje. [12.513] o cualquier otro valor para la longitud (con valores negativos extruyes en la dirección contraria) y presiona Intro. El nuevo vértice se colocara a la distancia exacta del eje que introdujiste.

Si necesitas extruir una arista en un ángulo con respecto a un eje, simplemente extruye el vértice la distancia requerida a largo del eje, y luego rota la arista con el ángulo deseado. Esto es un poco más complejo, pues necesitas usar las herramientas Snap de Blender. Pongamos que queremos extruir una arista 35 milímetros de longitud y 45 grados por encima del eje X. Selecciona el vértice a extruir [BDR], pega el cursor al vértice [Mayús+S] Cursor>Selection, el cursor se usara como centro de la rotación. Extruye el vértice [E], limita la extrusión al eje X [X], teclea una longitud de [35] y presiona Intro. Se ha creado una arista de 35 milímetros de longitud en el eje X. Con el vértice extruido todavía seleccionado, necesitamos rotarlo 45 grados desde el cursor. Cambia el Punto Pivote al Cursor 3D, para qué cualquier rotación se haga con respecto a la posición del cursor y presiona [R] para rotar, luego [-45] para rotar el vértice 45 grados en el sentido antihorario, y presiona Intro para aceptar la rotación.



La limitación de las traslaciones a un eje y la introducción de la medidas, funciona para la extrusión [E], rotación [R], traslación [G] y escalado [S]. Sin embargo, con el escalado es preferible usar un factor de escala qué una dimensión. Es fácil de calcular si divides el tamaño deseado entre el tamaño actual del objeto.

Usando estos simples procedimientos, puedes crear la geometría básica de las piezas a extruir y convertir en modelos 3D precisos. Pero primero necesitarás refinar un poco las secciones. Muy pocas piezas tienen aristas afiladas, y es normal redondear las esquinas moldeandolas o biselandolas.

En los paquetes CAD, las herramientas Fillet (Moldear) y Chamfer (Biselar), automatizan el proceso de redondear las esquinas. En Blender puedes conseguir lo mismo, pero necesitas hacerlo a mano.
Añadiendo Fillets y Chamfers. Es posible situar con precisión los filletsusando las herramientas de malla de Blender, pero necesitarás conocer el ángulo entre los bordes del fillet, el radio del fillet, y una de las aristas debería estar alineada a un eje conocido. Ver imagen 3.



Para crear un fillet, extruye un vértice desde la intersección de las dos aristas, 1.5 veces más grande que el radio del fillet. Rota este vértice medio ángulo A. Ver imagen 4.



Desde la intersección, extruye un vértice en perpendicular a la arista en el eje conocido, tanto como el radio del fillet.



Extruye otros vértices desde esta línea paralela a la arista del eje conocido. El punto central del filletestará donde se crucen estas dos líneas.

Utilizando la herramienta Knife[K], pegar una línea de corte [CTRL+BIR] entre los dos vértices de referencia paralelos a la línea del eje conocido, y cortar con un nuevo vértice en el punto central del fillet. Ver Imagen 5.

Desde el punto central extruimos un vértice perpendicular a la arista en el eje conocido y una longitud de radio del fillet.

Poner el cursor en el punto central, hacer un Spindel vértice del extremo de la arista del eje, con un recorrido de 180 grados menos el ángulo A. Ver imagen 7.



Borra los vértices de referencia. Vuelve a crear las aristas entre el fillety los vértices colindantes. Ver imagen 8.



Se pueden usar técnicas básicas de geometría e introducir medidas acotadas, para crear casi cualquier pieza con precisión. Para qué el modelo sirva para fabricarlo, debe estar hueco (sin caras internas) y que no contenga agujeros. Algunas máquinas de prototipado rápido, aceptan modelos 3D que se exporten como un fichero.stl. También, para las máquinas CNC, se admiten líneas de corte realizadas directamente en el modelo.

Para sacar un modelo como un plano para ingeniería qué se imprimira a una escala precisa, veo que lo más fácil es poner la cámara en modo ortográfico, con una escala establecida a un múltiplo de 25.4. Luego, en el panel Format de los botones de Render, establece los valores de SizeX y SizeY a un múltiplo equivalente, pero esta vez de 300 (las impresoras suelen imprimir a una resolución de 300 dpi).

Por lo que si quieres obtener una imagen a escala 1:1 sobre una página A4, de 11 por 8, deberías establecer la escala de la cámara a 25.4 x 11 = 279.4, SizeX a 8 x 300 = 2400 y Size Y a 11 x 300 = 3300. Hay un requisito más, cuando la imagen se quiere sacar en una pantalla con resolución distinta a 300 dpi. Se necesita usar un programa de edición de imagen, como el Gimp o Adobe Photoshop, para cambiar el tamaño de salida de la imagen a 300 dpi.

Las técnicas descritas anteriormente, son un breve extracto de la información contenida en la parte undécima del tutorial Modelado de un rodamiento 608. Aquí se detalla el proceso y las técnicas que se necesitan para modelar con precisión el rodamiento y generar un plano preciso a escala. El tutorial del rodamiento 608 es la primera parte de mi guía de ingeniería para Blender, al que añadiré más tutoriales y técnicas según avance en el proyecto de rediseño de mi router CNC.

Tutorial publicado en Blender Art Magazine por Robert Burke Stafordshire England, director Técnico de un fabricante líder en manufacturas.

Uso Blender junto con paquetes de CAD 2D y 3D, para realizar prototipos rápidos de productos nuevos y ensamblajes, y generar gráficos tanto para los catálogos publicitarios como técnicos.

Considero a Blender como una herramienta altamente productiva, y actualmente estoy experimentando técnicas que permitan que Blender sea aceptado como una herramienta alternativa de diseño como afición y para ingenieros de modelado. Las personas no pueden afrontar el coste excesivo de los programas de Imagen 9 - plano, modelado 3D.