OpenScad -Tutorial

Ein mechanischer Teil erfordert eine Zeichnung. Es begann mit Papier und die ersten CAD -Programme verwendeten genau den gleichen Stil. Es gibt sogar Standardquadrate auf den Zeichnungen, sodass jede Zeichnung identifiziert wird. All dies ist nützlich, wenn Sie in großen Unternehmen in die Produktion gehen. Wenn Sie jedoch anfangen, ein neues mechanisches Stück zu erstellen, möchten Sie möglicherweise andere Methoden.

3D -CAD -Methoden ermöglichen es Ihnen, das ganze Stück so zu sehen, wie es ist. Sie können es auch drehen und drehen. In fortschrittlicher Software können Sie auch die Bewegung simulieren. In allen Fällen zeichnen Sie die Teile mit einer grafischen Schnittstelle. Dies eignet sich hervorragend zum Herstellen von Kisten und Zylindern. Wenn Sie jedoch komplexere Formen herstellen möchten, benötigen Sie möglicherweise mathematische Methoden.

Geben Sie eine Standardmethode ein, um Material mit Befehlen zu beschreiben.

Was macht OpenScad so besonders?

In OpenScad zeichnen Sie nichts mit Ihrem Zeiger oder Stift. Sie codieren das gesamte Stück mit Befehlen und Funktionen. Dies ist für Maschineningenieure umständlich, aber für Programmierer haben Sie eine andere Situation. Abgesehen von der persönlichen Präferenz haben Sie auch den Vorteil der Präzision. Wenn Sie es mit Code entwerfen, haben Sie die Präzision dort im Code.

Das leistungsstärkste Merkmal von OpenScad sind binäre Operationen. Sie können binäre Operatoren verwenden, um Teile zusammenzustellen oder Material herauszuschneiden. Es ist einfach, einen Würfel mit einem Loch in der Mitte zu machen, indem der Zylinder aus dem Würfel zurückzieht. Einige dieser Vorgänge sind in anderen CAD.

Was sind Ihre Projektbedürfnisse??

Nachdem Sie Ihr Design auf eine Serviette gestellt haben, denken Sie vielleicht, dass Sie sehen müssen, was passiert, wenn Sie versuchen, es zu einem vollständigen Design zu machen. Mach dir keine Sorge; Es gibt ein Vorschau -Fenster, das Sie während des Codes ansehen können. Sobald Sie die grundlegenden Ideen verstanden haben, werden Sie wissen, ob es für Ihr Projekt am besten geeignet ist.

Kurz gesagt, wenn Sie kleine Stücke mit komplexen Formen erstellen möchten, sollten Sie OpenScad probieren. Für vollständige Geräte und mechanische Systeme möchten Sie fortschrittlichere grafische Anwendungen verwenden. Trotzdem ist es alles eine Frage des Geschmacks. Sie können komplizierte Formen mit nur Code herstellen. Würden Sie in Betracht ziehen, ein ganzes Auto zu codieren?

Installation

OpenScad, der für die meisten Verteilungen in Ihren Standard -Repositories erhältlich ist, können auch mit einem Snap und AppImage installiert werden. Interessant ist, dass Sie auch ein zweites Paket haben, das Schrauben, Zahnräder und generische Formen enthält. Das neueste Paket befindet sich im OpenScad-Nightly Snap.

sudo apt install OpenScad
sudo snap install OpenScad-Nightly

Wenn Sie die enthaltenen Schrauben verwenden möchten, die als separates Paket geliefert werden, verwenden Sie die Repositorys Ihrer Verteilung.

sudo apt install OpenScad-Mcad

Die Verwendung der enthaltenen Teile ist eine andere Angelegenheit, die weiter unten abgedeckt ist.

Mehrere Standardformen

Die Prinzipien des Scripting CAD sind, dass Sie einige geometrische Standardformen haben. Sie verwenden diese Formen und kombinieren sie zu komplexeren Formen. Die Standardformen sind Kreis, Quadrat und Polygon für 2D. Für 3D haben Sie eine Sphäre, einen Würfel, einen Zylinder und ein Polyeder. Durch die Verwendung einiger von diesen zum Bauen und anderen zum Schneiden können Sie sehr komplexe Formen erstellen.

Es gibt auch eine Textfunktion, die einen 2D -Text erstellt. Wenn Sie für die weitere Verarbeitung Zeichnungen erstellen müssen, können Sie den Projektionsbefehl verwenden. Dieser Befehl schneidet eine 3D -Form entlang einer Ebene, sodass Sie sie in eine Zeichnung übertragen können. Sie können auch Formen aus anderen Programmen oder sogar Bildern hinzufügen, indem Sie den Befehl importieren. Dies funktioniert auch mit 3D-Form.

Darüber hinaus können Sie Formen aus vorhandenen Objekten extrudieren.

Transformationen

Standardmäßig erstellen Sie alle Teile im Mittelpunkt des Netzes in allen Abmessungen. Dadurch überlappen sie sich alle. Sobald Sie eine Reihe von Formen haben, möchten Sie sie an der richtigen Stelle platzieren und drehen. Diese Funktionen sind die einfachen, übersetzt das Objekt an einen anderen Ort. Der Befehl drehen dreht das Objekt oder die untergeordneten Objekte. Sie haben auch die Spiegelfunktion, die eine Kopie des Objekts erstellt, das um die angegebene Achse spiegelt.

Die anderen Transformationen benötigen Beispiele, um es zu erklären. Kurz gesagt, Hull erzeugt die äußeren Linien vieler Formen. Versuchen Sie es mit zwei Kreisen und kombinieren Sie sie mit Hull (). Oder der Code unten.

übersetzen ([-10,0,0])
Hull ()
Zylinder (30, 5, 1);
Würfel (9);
Sphäre (12);

Die Minkowski -Operation wird normalerweise zum Erstellen von Kanten verwendet. Wenn Sie sie abgerundet haben möchten, verwenden Sie eine Kugel.

Boolesche Operationen

Viele Stücke können nicht nur mit Quadraten, Zylindern und Kugeln erstellt werden. Das erste, was Sie tun können, ist, viele Formen in eine einzelne Form zu kombinieren und zu schneiden. Sie verwenden boolesche Betreiber, um dies zu tun. Sie sind Gewerkschaft, Unterschied und Kreuzung.

Union ()
Cube ([35, 5, 2], Mitte = wahr);
Zylinder (H = 2, r = 5, Mitte = true);

Im obigen Code erhalten Sie ein einzelnes Stück, das eine Glühbirne in der Mitte hat. Um ein Röhrchen zu machen, nutzen Sie den Unterschied zwischen einem Zylinder und einem anderen.

Unterschied()
Zylinder (H = 15, R1 = 30, R2 = 30, Mitte = True);
Zylinder (H = 15, R1 = 25, R2 = 25, Mitte = True);

Während wir weitermachen, werden Sie diese und mehr verwenden. Hier ist ein Beispiel für Kreuzungspunkte.

Überschneidung()

drehen ([45,0).0]))
Zylinder (H = 40, r = 4, Mitte = true);
übersetzen (5,5,5)
Zylinder (H = 40, r = 6, Mitte = true);

Kreuzung verlässt nur das überlappende Zeug; Mit dieser Methode können Sie viele Formen erstellen.

Für Schleifen

Viele Ihrer Entwürfe haben viele Male das gleiche Stück, betrachten Sie eine Terrasse. Sie bestehen normalerweise aus mehreren Planken mit Lücken zwischen ihnen. In diesem Fall machen Sie eine Planke und iterieren Sie sie einfach mit einer für Schleife.

GAP = 8;
plank_width = (Bed_Width / 4) - GAP;
num_planks = 4;
for (plank_x_pos = [0: 1: num_planks - 1])

translate ([plank_width * plank_x_pos + gap * plank_x_pos, 0,0])
cube ([plank_width, 4.200]);

Ohne die für die Schleife hätten Sie den Würfel geschrieben und viermal übersetzt. Sie hätten auch berechnen müssen, wie weit die nächste Planke weggehen würde. Auch mit nur vier Teilen sieht diese Lösung viel einfacher aus. Im Beispiel können Sie auch Variablen sehen, die festgelegt werden müssen. Alle Variablen sind auf die Kompilierungszeit eingestellt. Dies ist wichtig, da Sie möglicherweise auf Debugging-Probleme stoßen, wenn Sie sie als Werte in anderen Programmiersprachen betrachten. Wie Sie später sehen werden, können Sie auch die gesamte Terrasse zu einem Modul machen.

Mathematik

In OpenScad enthalten sind Sie einige mathematische Funktionen zur Verfügung. Unterstützte Merkmale sind trigonometrische Funktionen, rundend auf unterschiedliche Weise und logarithmische Funktionen. Sie können unten ein Beispiel sehen.

für (i = [0:36])
übersetzen ([i*10,0,0])
Zylinder (r = 5, H = cos (i*10)*50+60);

Die obige Funktion erzeugt eine lange geraden Zylinder Reihe unterschiedlicher Höhe. Die Hauptfunktionen sind mit der Trigonometrie verbunden. Mit zufälligen, Rundungsfunktionen und den Standardoperatoren können Sie jedoch so ziemlich alles erstellen. Es gibt auch Unterstützung für Vektoren, Matrizen und Quadratwurzel. Auch mit diesen Funktionen können Sie wirklich weit kommen. Sie decken jedoch nicht alles ab, was Sie sich vorstellen können. Stattdessen können Sie Funktionen erstellen.

Module und Funktionen

Sie haben viele Module in der OpenScad -Installation enthalten. Sie können jedoch auch andere Bibliotheken herunterladen. In Ihrer Verteilung finden Sie wahrscheinlich MCAD, auch OpenScad-McAD genannt. Unter Ubuntu installieren.

$ sudo apt install OpenScad-mcad

In diesem Paket finden Sie sowohl Module als auch Funktionen. Bevor Sie ein Projekt starten, suchen Sie sich nach Bibliotheken und Modulen. Es gibt bereits eine Bibliothek von Schrauben, und das ist nur der Anfang. Fehlen eines Teils Ihres Designs? Machen Sie Ihre eigenen Module; Sie verwenden sie, um neue Stücke zu machen. Wenn Sie Parameter verwenden, können Sie viele Versionen daraus machen. Der beste Weg, ein Modul zu erstellen.

Um ein Modul zu verwenden, nennen Sie es bei seinem Namen. Da viele Module in separaten Dateien erhält. Achten Sie auf die Differenz zwischen der Erklärung „Einfügen“ und der Erklärung „Verwenden“. Wenn Sie möchten, dass alles in einer Datei ausgeführt wird, „schließen“ Sie es ein, wenn Sie nur Module und Funktionen definieren möchten, verwenden Sie die Datei. Um sicherzustellen, dass Sie die Module verwenden können, müssen Sie sie in das aktuelle Verzeichnis Ihres Modells oder einen der Suchpfade einsetzen.

Schauen wir uns zunächst einige an, die Sie herunterladen und verwenden können.

Schrauben

Im Paket aus dem früheren Abschnitt finden Sie viele Dinge. Eine Gruppe sind Schrauben! Sie können sie ausprobieren, indem Sie sie in die Anwendung laden und das Modul aufrufen. In der MCAD -Bibliothek finden Sie viele Schrauben. Es gibt viele andere Sammlungen aus anderen Quellen. Um eine Schraube zu verwenden, erstellen Sie eine Datei, die die Anweisung für das von Ihnen benötigte Modul enthält. Überall, wo Sie das Modul verwenden möchten, können Sie den Namen des Moduls verwenden, um Ihre Schraube zu erstellen.

enthalten ;
Ball_Groove (12, 40, 2);

Dies ist eine Schraube, die zu einer Kugel passen kann. Sie können auch finden muts_and_bolts_scad, Dies definiert Metrikschrauben und Schrauben. Die Designer verwendeten eine Website, auf der Sie Schrauben finden und eine Methode erstellt haben, die Sie verwenden können. Ein weiteres Beispiel ist ein Loch für einen Bolzen.

enthalten
Unterschied()
Cube ([12,16,20], Mitte = wahr);
übersetzen ([0,0, -3])
Bolthole (8, Länge = 300);

Der obige Code erstellt ein Loch, das groß genug für den M8 -Bolzen ist. Dieses Beispiel erstellt einen Würfel und schneidet zwei Zylinder von zwei Größen aus. Das ist nicht sehr kompliziert, aber die Komplexität wächst schnell, wenn Sie andere Komponenten verwenden. Fügen Sie die Schrauben zu parametrischen Kästchen hinzu, und Sie können sehen, wie eine Bibliothek hilft.

Einen Wagen machen

Um eine Komplexität zu bauen, müssen Sie gleichzeitig ein Stück herstellen. Später kombinieren Sie sie miteinander. Wie bereits erwähnt, können Sie Module und Funktionen verwenden. Der beste Weg, um loszulegen, besteht darin, zu entscheiden, wo Sie Variablen festlegen müssen. Für einen einfachen Wagen benötigen Sie Höhe, Radstand und Länge. Sie müssen die Werte an einem Ort einstellen und sie verwenden, um die Teile um das Design zu passen. Möglicherweise benötigen Sie mehr Werte, aber setzen Sie sie nicht alle, wenn Sie anfangen. Wenn Sie ein neues Projekt starten, haben Sie nicht alle Teile bereit. Seien Sie also bereit, Dinge zu ändern.

Radstand = 150;
CartLength = Radstand * 1.2;
cartwidth = 50;
Radiameter = 25;
SuspensionHeight = (WheelDiameter/2) + 5;
übersetzen ([Radstand/2, Cartwidth, 0])
drehen ([90,0,0])
Zylinder (r = Wheelradius, 10, Mitte = true);
Translate ([Radstand/2,-(Cartwidth), 0])
drehen ([90,0,0])
Zylinder (r = Wheelradius, 10, Mitte = true);

Der Code zeigt den Code für die ersten beiden Räder an. Wenn Sie ein wenig darüber nachdenken, können Sie wahrscheinlich die Hinterräder machen. Um das Flak hinzuzufügen, die Oberfläche, an der all das Zeug geht, fügen Sie einfach einen Würfel hinzu. Verwenden Sie die Variablen, die Sie in den Code eingeben.

übersetzen ([0, 0, Suspensionheight])
cube ([cartLength, cartwidth, 10], center = true);

Dieser Flak befindet sich jedoch auf der gleichen Höhe wie die Räder. Die übersetzte Erklärung betrifft das, was direkt danach ist. Beachten Sie, dass es am Ende einer Linie kein Semikolon gibt. Wenn die Aussagen im Inneren lang werden, verwenden Sie lockige Zahnspangen um sie herum.

Jetzt müssen Sie Achsen und Suspension hinzufügen. Die Achsen können einfache Zylinder sein, die zwischen den Rädern gehen. Sie platzieren sie genauso wie Sie die Räder mit Drehen und Übersetzern gemacht haben. In der Tat ist es am besten, dieselben Werte zu verwenden.

übersetzen ([Radstand/2,0,0])
drehen ([90,0,0])
Zylinder (r = Wheelradius * 0.25, h = (cartwidth * 2) + 15, center = true);

Der Code hier setzt die vordere Achse ein. Die Hinterachse lasse ich Ihnen den Leser, um es herauszufinden. Wir können die Suspension auf viele Arten lösen. In diesem Fall werden wir es einfach halten.

// Suspension
übersetzen ([Radstand/2, 0, Suspensionheight])
drehen ([90,0,0])

Unterschied()
Zylinder (r = SuspensionHeight, 10, Mitte = True);
Zylinder (r = SuspensionHeight - 5, 11, Mitte = True);
Cube ([102, Suspensionheight/6, 12], Mitte = True);

übersetzen ([Suspensionheight, 0, 0])
Zylinder (r = SuspensionHeight/3, H = 12, Mitte = true);
übersetzen ([-Suspensionheight, 0, 0])
Zylinder (r = SuspensionHeight/3, H = 12, Mitte = true);

Dieser Code erstellt eine sehr grobe Suspension; Es verwendet nur Zylinder, daher ist es nicht das Beste, wenn Sie es verwenden. Es veranschaulicht eine Möglichkeit, Entwürfe zu erstellen, formen die Primitiven. Zylinder, Würfel und das ist es für dieses Modell. Wenn Sie Fortschritte machen, machen Sie jedes Stück zu einem Modul und platzieren diese Stücke.

Bibliotheken

Im früheren Teil haben Sie nur Kreise verwendet. Alle Designs, die nur diese Primitiven verwenden, sind für alle Anwendungen nicht die besten. Sie müssen gut aussehende und effiziente Designs schaffen. Die Lösung ist Mathematik! Um dies hinzuzufügen, sollten Sie zunächst die Bibliotheken anderer Personen verwenden.

Es gibt eine große Anzahl von Bibliotheken, die von intelligenten Menschen in der Community erstellt wurden. Die Leute, die bauen. Danke an euch alle! Ein gutes Beispiel ist Dotscad; Für das Beispiel für das Aufhängung finden Sie eine Bézier -Kurve.

Exportieren auf andere Software

Sobald Sie ein anständiges Design haben, möchten Sie es möglicherweise in einer anderen Software verwenden. Sie können nach STL, DWG und eine Vielzahl anderer Formate exportieren. Ihre 3D-Druckliebhaber können die STL-Dateien direkt in Ihren Slicer-Programmen verwenden.

Alternativen

Eine weitere aufregende Alternative ist implizit. Diese Software ist sehr in der Entwicklung. Sie müssen seine Befehlszeile ausführen und es erfordert Haskell in Ihrem System. Die meisten Standardinstallationen haben keine Haskell!

Abschluss

Zuerst ist der Blick mit OpenScad sehr schwer. Die Lernkurve über die Lernkurve vorbeizukommen, ist ein kleiner Kampf, aber es lohnt sich für viele Benutzer. Vielen Dank an die Projekte, um zum Projekt beizutragen. Sie haben viele Funktionen am Ende eines Git -Befehls zur Verfügung. Wenn Sie nur die Grundlagen des Erstellens mechanischer Designs durch Code durchlaufen, ändert sich die Art und Weise, wie Sie über Formen denken. Dies ist von Vorteil, auch wenn Sie Point weiter verwenden und klicken, um Ihre anderen Projekte zu erstellen.

• https: // www.OpenScad.Org/Dokumentation.html?Version = 2019.05
• http: // edutechwiki.Unige.CH/EN/OpenScad_Beginsners_Tutorial
• https: // www.OpenScad.Org/Cheatsheet/Index.html