opetusmateriaali
Tietoa materiaalista AutoCAD 2013 3D-perusteet Käyttäjä Käyttäjä Future CAD Oy Sahaajankatu 28 A Future 00810 Helsinki CAD Oy Sahaajankatu Puh. (09) 478528 400, A faksi (09) 4785 4500 00810 www.futurecad.fi Helsinki Puh. (09) 4785 400, faksi (09) 4785 4500 www.futurecad.fi Kopiointilupa Kopiointilupa Opetusmateriaalin voi kopioida käyttäjän järjestämille kursseille. Opetusmateriaalin pdf-tiedoston voi sijoittaa käyttäjän intranetsivuille opetuskäyttöä varten. Opetusmateriaalin voi kopioida käyttäjän järjestämille kursseille. Opetusmateriaalin pdf-tiedoston Opetusmateriaalin voi sijoittaa kopiointi/jakelu käyttäjän muuhun intranetsivuille käyttöön opetuskäyttöä ilman tekijän varten. lupaa on kielletty. Opetusmateriaalin kopiointi/jakelu muuhun käyttöön ilman tekijän lupaa on kielletty. Tekijä Jakelu ja myynti Cadlink Oy Lasse Home Puh. 050-589 7600 lasse.home@cadlink.fi www.cadlink.fi Future CAD Oy Puh. (09) 4785 400 info@futurecad.fi www.futurecad.fi Copyright 2012 Cadlink Oy Sivu 2
Sisällys Johdanto... 6 Tärkeimpiä 3d-mallinnusta tehostavia toimintoja... 7 Mallinnusmenetelmät... 8 Käyttöliittymän valinta... 9 3d-mallin tarkastelu eri katselusuunnista... 11 Katselusuuntien säätäminen... 11 Näkymäsäätimet... 12 Katselusuunnan säätäminen katselukuution avulla... 13 Steering Wheel... 14 Katselusuunnan säätäminen vapaasti... 15 Valmiit katselusuuntapainikkeet... 18 Katselusuunnan asetus asteina... 19 Tilavuusmallinnus Solid Modeling... 20 Tilavuusmallinnuksen käskyjen käynnistys... 20 Tilavuusmallinnuksen perusalkiot... 21 Perusalkioiden luominen... 22 Polysolid... 24 Tilavuusmallien käsittely muokkauskahvoilla... 25 3d-muokkauskahva... 25 Särmän tai pinnan muokkaaminen kahvoilla... 27 2d-alkion muuttaminen tilavuusalkioksi... 29 Vetäminen (Presspull)... 29 Pursotus (Extrude)... 30 Pyöräytys (Revolve)... 31 Pyyhkäisy (Sweep)... 31 Loftaus (Loft)... 32 Tilavuusalkioiden yhdistely... 34 Tilavuusmallien muokkaaminen... 36 Leikkaus... 47 Tilavuusmallin muuntaminen 2d-alkioiksi... 50 Kyselytoiminnot... 52 Tilavuusmallin esitystarkkuus... 54 Vihjeitä 2d-alkioiden käyttöön... 56 Pintamallinnus - Mesh Modeling... 57 Pintamallinnuksen käskyjen käynnistys... 57 Sivu 3
Pintamallinnuksen perusalkiot... 58 Perusalkioiden luontitarkkuuden säätäminen... 59 Pintamallien pehmennys... 60 Pintamallien muokkaus 3d-kahvoilla... 62 Muuntaminen muodosta toiseen... 65 Muita pintamallien luontitapoja... 67 Esitystavat... 71 Valmiit esitystavat... 71 Oman esitystavan luominen... 72 Visual Styles Manager -paletin asetuksia... 73 Koordinaatistot... 76 Dynaaminen koordinaatisto... 76 Muokattava koordinaatistokuvake... 77 Koordinaatistojen määritys UCS-käskyllä... 78 Kohtisuora katselusuunta - Plan... 82 Apukoordinaatistojen hallinta... 82 Koordinaatistokuvakkeen asetukset... 85 Näyttöikkunat... 86 Näytön jako ikkunoihin... 86 Ikkunoiden käyttö... 88 Näyttöikkunakohtaiset koordinaatistot... 88 Rautalankamallinnus... 89 Helix... 89 3d-polyline... 90 2d-piirtoalkiot 3d-maailmassa... 91 Perusmuokkauskäskyt 3d-maailmassa... 92 3d-muokkauskäskyt... 93 3D Align... 93 3D Mirror... 94 3D Array... 95 3D Move... 96 3D Rotate... 96 Dwf-tiedostot... 97 3d-mallien tulostaminen... 98 Tulostaminen suunnittelutilasta... 99 Tulostusasettelut... 100 Näyttöikkunat... 102 Mittakaavan asettaminen... 104 Mitoitus... 106 Sivu 4
Uuden tulostusasettelun luominen... 107 Kuvantojen luonti Solview- ja Soldraw-käskyillä... 110 Perspektiivi-näkymä... 120 Yleistä... 120 Perspektiivinäkymän asettaminen... 120 Perspektiivin asettaminen Dview-käskyllä... 121 Kävely mallin läpi... 125 Kävely... 125 Lentäminen... 126 Kävelyn tallennus... 126 Kamera-ajo... 126 Varjostus... 128 Perusvarjostus... 128 Pintamateriaalit... 129 Materiaalin pinnoituksen säätäminen... 130 Valot... 132 Harjoitukset... 137 Harjoitus Rakennuksen pohja... 137 Sivu 5
Käyttöliittymän valinta Workspace 3d-käyttöliittymä Voit valita käyttöliittymän pikakäynnistyspalkin Workspaces-valintalistalta tai tilarivin Workspace Switching-painikkeesta. 3D Basics -käyttöliittymä on yksinkertaistettu käyttöliittymä oleellisimpien 3dmallinnus- ja visualisointityökalujen käyttämiseen. 3D Modeling -käyttöliittymästä löydät täyden 3d-työkalukokoelman. Se sisältää lähes kaikki 3d-mallien luomiseen ja käsittelyyn liittyvät työkalut. 3D Basics -käyttöliittymän avulla on hyvä aloittaa tutustuminen 3d-maailmaan. 3d-piirustuspohjan valinta Käyttöliittymän valinnan lisäksi on valittava sopivat mallinnusasetukset. Aloita uusi piirustus New-painikkeella. Valitse piirustuspohjaksi Acadiso3d.dwt. Sivu 9
Tilavuusmallinnus Solid Modeling Tilavuusmallilla kuvataan kappaleen koko tilavuutta. Tilavuusmallinnus on selkein mallinnusmenetelmä. Tilavuusmallinnus aloitetaan tyypillisesti valmiista perusalkioista (primitiiveistä), joita muokkaamalla ja yhdistämällä luodaan lopullinen 3d-muoto. Tilavuusmallin voi myös luoda 2d-alkioiden perusteella esim. pursottamalla tai vetämällä. Lisäksi vapaamuotoisen pintamallin voi muuttaa tilavuusmalliksi. Tilavuusmallinnuksen käskyjen käynnistys Tilavuusmallinnuksen toimintoja on sekä 3D Basics että 3D Modeling - käyttöliittymässä. 3D Basics -käyttöliittymän Home-välilehdestä löydät tilavuusmallinnuksen perustoiminnot. 3D Modeling -käyttöliittymän Home-välilehden Modeling-paneelissa on muutamia tilavuusmallinnuksen toimintoja. 3D Modeling -käyttöliittymän Solid-välilehdestä löydät lähes kaikki tilavuusmallinnuksen luontiin ja muokkaukseen lliittyvät toiminnot. Tässä materiaalissa tilavuusmallinnuksen toiminnot käsitellään pääsääntöisesti 3D Modeling -käyttöliittymän Solid-välilehden perusteella. Sivu 20
Tilavuusmallinnuksen perusalkiot Tilavuusmallinnuksen perusalkiot (primitiivit) ovat box (laatikko), cylinder (sylinteri), cone (kartio), sphere (pallo), pyramid (pyramidi), wedge (kiila) ja torus (rengas). Voit venyttää ja muokata perusalkioita muokkauskahvojen avulla. Yhdistämällä perusalkioita voit luoda monimutkaisempia muotoja. Voit esimerkiksi yhdistää kaksi peruskappaletta, leikata limittäin olevia toisillaan tai ottaa huomioon limittäin olevien yhteisen tilavuuden. Perusalkioiden piirtopainikkeet löydät Home-välilehden Modeling-paneelista. Käskyjen lisämääreiden avulla voit luoda perusmuodosta poikkeavia muotoja. Esim. Cylinder-käskyn ja Cone-käskyn Elliptical-lisämääreellä voi luoda kappaleen ellipsin muotoisella pohjalla. Perusalkioden lisäksi Modeling-paneelissa on nopea tapa luoda 3d-seiniä eli Polysolid-käsky. Sivu 21
Tilavuusmallien käsittely muokkauskahvoilla Voit muokata perusalkioita kahvoilla useilla eri tavoilla. Kun valitset 3d-osan, voit venyttää sitä mihin suuntaan tahansa ja käsitellä sitä automaattisesti esiin tulevalla 3d-muokkauskahvalla. 3d-muokkauskahva Venytys nuolen suuntaan Nuolimaisella kahvalla voit venyttää perusalkiota nuolen osoittamaan suuntaan. Nurkassa olevalla neliömäisellä kahvalla voit muuttaa sekä pituutta että leveyttä. Keskellä oleva neliömäinen kahva siirtää koko 3d-alkiota. Voit antaa venytysmitat joko hiirellä vetämällä tai näppäilemällä tarkan arvon. 3d-muokkauskahva Kun tilavuusmalli valitaan, tulee 3d-muokkauskahva (3d gizmo) automaattisesti esille. Oletuksena 3d-muokkauskahva tulee esiin siirtomoodissa. Liikuttamalla kohdistinta 3d-muokkauskahvan päällä, akselit korostetaan. Kun napsautat akselin aktiiviseksi, se lukittuu ja voit siirtää koko tilavuusmallia sen suuntaisesti. Voit määrittää siirtoetäisyyden joko hiirellä osoittamalla tai näppäilemällä tarkan arvon. Kun viet kohdistimen akselien väliselle alueelle, voit lukita siirron tiettyyn koordinaattitasoon. Sivu 25
2d-alkion muuttaminen tilavuusalkioksi Voit luoda tilavuusalkion 2d-alkion avulla Presspull-käskyllä vetämällä, Extrudekäskyllä pursottamalla tai Revolve-käskyllä pyöräyttämällä. Lisäksi voit luoda erikoisempia muotoja Loft- ja Sweep-käskyillä. Vetämällä voi luoda tilavuusmallin mistä tahansa muiden alkioiden rajaamasta suljetusta alueesta. Pursottamalla tai pyöräyttämällä voi luoda tilavuusmallin suljetun, yhtenäisen alkion perusteella (esimerkiksi suljettu polyline, ympyrä, ellipsi). vetäminen (presspull) pursotus (extrude) loftaus (loft) pyöräytys (revolve) pyyhkäisy (sweep) Vetäminen (Presspull) Presspull käskyllä voit vetää suljetun alueen (esimerkiksi ympyrä tai suorakaide) tilavuusmalliksi. Presspull tunnistaa myös esimerkiksi ristikkäisten suorakaiteiden tai ympyröiden rajaaman suljetun alueen. Vetääksesi alueen tilavuusmalliksi, käynnistä Presspull ja napsauta kerran suljetun alueen keskelle. Vedä sen jälkeen hiirellä ylös tai alaspäin (katselusuunta pitää olla sopiva). Voit antaa korkeuden hiirellä napsauttamalla tai syöttämällä mitan näppäimistöltä. Voit valita useamman alueen kerralla pitämällä Shift-näppäintä pohjassa. Voit myös vetää tilavuusmallin pintoja sisään tai ulospäin. Mikäli piirrät tilavuusmallin pintaan esimerkiksi ympyrän ja vedät sitä Presspull-käskyllä tilavuusmallin sisään, saat reiän. Sivu 29
Leikkaus Sectionplane-käskyllä voit leikata tilavuusmallin. Leikkausta voi tarkastella reaaliaikaisesti näytöllä ja leikkauksen voi sijoittaa 2d-kuvantona piirustukseen. Oletuksena leikkaustaso sijoitetaan osoittamalla kaksi pistettä tai kiinnittämällä leikkaustaso tilavuusmallin pintaan. Jos tason kiinnittää kappaleen pintaan, sen voi siirtää kappaleen sisälle. Riittää kun ensin aktivoi leikkaustason, aktivoi sen jälkeen 3d-siirtokahvasta sopivan akselisuunnan ja vetää hiirellä oikeaan suuntaan. Paikan voi määrittää hiirellä osoittamalla tai syöttämällä sopivan siirtymäarvon. Sivu 47
Pintamallinnus - Mesh Modeling AutoCAD 2010-versiossa pintamallinnuksen toimintoja parannettiin huomattavasti aiempiin versioihin nähden uuden Mesh-objektin myötä. Tehokkaamman pintamallinnuksen avulla on entistä helpompaa luoda vapaamuotoisia pintoja ja kappaleita. Pintamallinnuksen lähtökohtana voit käyttää tilavuusmallinnuksen tapaan valmiita perusmuotoja (primitiivejä). Valmiit perusmuodot luodaan aina ilman pehmennystä. Pehmennys lisätään luonnin jälkeen erikseen. Vapaamuotoisen pintamallin voi luoda myös tilavuusmallin perusteella. Pintamallia voi käsitellä mm. seuraavasti: pehmentää pyöreämmän ulkomuodon saavuttamiseksi sen pintoja, särmiä ja nurkkia voi muokata siirtämällä, skaalaamalla ja kääntämällä särmiä voi terävöittää pintoja jakaa pienempiin osiin Pintamallinnuksen käskyjen käynnistys Löydät muutamia pintamallinnukseen liittyviä toimintoja valintanauhan Homevälilehden Mesh-paneelista, mutta kaikki pintamallinnuksen käskyt löydät Meshvälilehdestä (3d Modeling-käyttöliittymä pitää olla aktiivinen). Sivu 57
Koordinaatistot AutoCAD käyttää piirtämisen ja mallinnuksen pohjana xyz-koordinaatistoa (oikeakätinen koordinaatisto). Kun aloitat uuden piirustuksen perusasetuksilla, olet ns. peruskoordinaatistossa (World). Kaikki vapaat hiiren osoitukset sijoittuvat koordinaatiston xy-tasoon. Useat piirtoalkiot piirtyvät voimassa olevan xy-tason suuntaisena. 3d-mallinnuksessa tyypillisesti piirretään kappaleiden perusmuotoja xy-tasoon aivan kuten 2d-piirtämisessäkin. Oleellisena erona on vain se, että voit sijoittaa koordinaatiston xy-tason työskentelyn kannalta sopivaan paikkaan. Koordinaatiston xy-tasoa voi ajatella työtasona, jonka sopivalla sijoittelulla hankala 3d-avaruuteen tehtävä piirtotoiminto voidaan tehdä normaaleilla 2d-piirtämisen keinoilla. Peruskoordinaatisto xy-taso sijoitetu vinolle pinnalle Koordinaatiston sijoittelussa voi käyttää apuna 3d-kappaleiden pintoja ja särmiä tai koordinaatiston voi kääntää jonkin koordinaattiakselin ympäri. Koordinaatiston voi sijoittaa UCS-toiminnolla (User Coordinate System) tai sijoittelun voi tehdä automaattisesti dynaamisen koordinaatiston avulla (tilarivin Allow/Disallow Dynamic Ucs-painike). Dynaaminen koordinaatisto Dynaaminen koordinaatisto asettaa xy-tason automaattisesti 3d-kappaleen pintaan kiinni piirto- tai muokkauskäskyn ajaksi. Dynaaminen koordinaatisto toimii vain tilavuusmallien yhteydessä. Toiminto kytketään päälle ja pois tilarivin Allow/Disallow Dynamic Ucs-painikkeella. Sivu 76
Rautalankamallinnus Helix Helix-käskyllä voit luoda 2d- tai 3d-spiraalin. Helix-käskyn painike löytyy Homevälilehden Draw-paneelista (3D Modeling -käyttöliittymä). Command: Helix Number of turns = 3.0000 Twist=CCW Specify center point of base: Osoita pohjan keskipiste Specify base radius or [Diameter]: Anna pohjan säde Specify top radius or [Diameter]: Anna yläreunan säde Specify helix height or [Axis endpoint/turns/turn Height/tWist]: Anna korkeus tai osoita hiirellä Kehotteessa Specify helix height or [Axis endpoint/turns/turn Height/tWist]: voit muuttaa luontiasetuksia. Voit määrittää suunnan osoittamalla Axis endpoint -määreen avulla. Voit vaihtaa kierrosten määrää Turns-vaihtoehdolla. Voit antaa korkeuden myös kierroksen korkeuden perusteella Turn height -määreellä. Twist-määreellä voit muuttaa kiertosuuntaa. Sivu 89
Dwf-tiedostot 3D-mallien jakeluun voi käyttää dwf-tiedostoa. Dwf-tiedostoja voi katsella ilmaisella katseluohjelmalla. Voit luoda 3D dwf-tiedoston valitsemalla valintanauhan Output-välilehden Publishpaneelista 3D dwf -painikkeen. 3D dwf -tiedoston luonnissa esiin tulee normaali tiedostojen tallennusikkuna. Ikkunan oikean yläreunan Tools > Options -toiminnolla voi säätää tehdäänkö dwftiedosto koko mallista vai vain valituista osista. Dwf-tiedostoja voi katsella Design Review -ohjelmalla. Ohjelma asentuu aina oletuksena AutoCADin asennuksen mukana. Ohjelma on ilmainen ja sen voi ladata Autodeskin www-sivuilta. Design Review -ohjelmalla voi katsella 3d-mallia materiaalitietoineen eri katselusuunnista View Cuben avulla, tarkistaa mittoja, lisätä punakynämerkintöjä ja tulostaa. Sivu 97
3d-mallien tulostaminen Voit tulostaa 3d-mallin suoraan suunnittelutilasta tai tulostusasettelun (Layout) avulla. Tulostusasettelussa voit järjestellä 3d-mallin eri kuvannot sekä sijoittaa raamin ja otsikkotaulun paperille tulostamista varten. Voit tehdä kuvannot "käsin" käyttäen samoja perustoimintoja kuin 2d-piirustuksia tulostettaessa tai voit käyttää automaattisia 3d-asettelukäskyjä Solview ja Soldraw. Automaattikäskyjen etuna on se, että niiden luomiin kuvantoihin saa piilo- ja leikkausviivat näkyviin. 3d-mallin voi tulostaa myös suoraan suunnittelutilasta. Tulostuksen kokeilemista varten tarvitset tilavuusmallin. Avaa sopiva malli tai luo yksinkertainen malli seuraavasti: 1. Aloita uusi piirustus. 2. Luo uusi kuvataso Malli ja aseta sen väriksi esimerkiksi punainen (väri 1). Aseta luomasi kuvataso aktiiviseksi. 3. Piirrä kiila esim siten, että alkupiste on pisteessä 100,100 ja mitat 80x60x40. Mitat voit antaa Length-määreen avulla. 4. Piirrä kiilaan tehtävää reikää varten sylinteri. Sylinterin keskipiste pisteeseen 140,130, sylinterin säde 10 ja korkeus 50. 5. Tee reikä eli vähennä sylinterin tilavuus kiilasta. 6. Tallenna. Sivu 98
Perspektiivi-näkymä Yleistä 3d-malli voidaan esittää näytöllä ns. yhdensuuntaisprojektiona tai perpektiiviprojektiona. Yhdensuuntaisprojektiossa 3d-mallin yhdensuuntaiset viivat näkyvät yhdensuuntaisina. Yhdensuuntaisprojektio sopii hyvin työskentelyn aikaiseen tarkasteluun. Voit tarkastella piirustusta myös perpektiivimuodossa, jotta saisit paremmin vaikutelman siitä, miltä 3d-mallisi näyttää. Kun aloitatat uuden piirustuksen Acadiso3D-piirustuspohjalla, olet oletusarvoisesti perspektiivikatselutilassa. Perspektiivinäkymän asettaminen Valinnan perspektiivinäkymän ja yhdensuuntaisprojektion välillä voit tehdä napsauttamalla hiiren oikeaa katselukuution päällä. Perspective with Ortho Faces tarkoittaa, että vinoissa katselusuunnissa perspektiivitila on päällä mutta kohtisuorissa katselusuunnissa (edestä, päältä, jne) käytetään yhdensuuntaisprojektiota. Voit säätää perspektiivitilaa myös Orbit -käskyn aikana napsauttamalla hiiren oikeaa. Erillisellä Dview-käskyllä voit säätää perspektiivinäkymää tarkemmin. Sivu 120
Kävely mallin läpi Voit tarkastella mallia kävelemällä sen läpi xy-tason suuntaisesti tai lentämällä vapaammin. Kävely Voit käynnistää 3D Walk -käskyn näppäilemällä 3dwalk tai Render-välilehden Animations-paneelista (mikäli Animations-paneelia ei näy, napsauta hiiren oikeaa jonkin paneelin päällä ja valitse Panels > Animations). Ennen kuin käynnistät kävelyn, säädä katselusuunta kävelyn alkupisteen mukaiseksi ja aseta sopiva esitystapa sekä perspektiivinäkymä päälle. Voit kävellä mallissa hiirellä vetämällä tai näppäimistön nuolinäppäimien avulla. Position Locator -ikkuna näyttää mallin päältä päin. Voit vetää sijaintiasi kuvaavan punaisen täplän tai katselusuuntaa kuvaavan vihreän merkin ikkunassa uuteen kohtaan. Kun napsautat kävelyn aikana hiiren oikeaa ja valitset Walk and Fly Settings, voit säätää kävelyn asetuksia. Sivu 125
Varjostus Varjostuksen toiminnot on sijoitettu Render-välilehteen. Lisäksi esimerkkimateriaaleja voi valita työkalupaletista (Tool Palettes). Perusvarjostus Varjostuksen kokeilemista varten piirrä muutamista tilavuusmallien perusalkioista yksinkertainen kuva. Tee perusvarjostus seuraavasti: 1. Aseta katselusuunta sopivaksi. 2. Napsauta valintanauhan Render-välilehden Render-paneelista Render. 3. Mikäli materiaalikirjastoa ei ole vielä asennettu, saat siitä ilmoituksen. Valitse Install the Medium Images Library. 4. Esiin tulee erillinen Render-ikkuna, johon varjostettu 3d-malli piirtyy. Perusvarjostuksessa pintojen sävy (tumma/vaalea) määräytyy katselusuunnan ja pinnan välisestä kulmasta. Mitä suurempi on katselusuunnan ja pinnan välinen kulma, sitä tummempi pinta. Malli valaistaan ikään kuin olan yli tulevalla valolla eli valo on katselusuunnan mukainen. Huomaa laatikon etupinnan ja takana olevan isomman pinnan sama sävy. Pinnat ovat samansuuntaisia joten niiden välille ei saa perusvarjostuksella sävyeroa. Saatat huomata, että kaarevat pinnat näyttävät melko kulmikkailta varjostuksen yhteydessä. Muista tilavuusmallien yhteydessä käsitelty Facetres -käsky. Mikäli mallis- Sivu 128