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Modellazione 3D


Il processo di produzione di un oggetto 3D è suddivisibile in tre fasi e, non c'è dubbio, la modellazione 3D dell'oggetto rappresenta il primo step da eseguire. In questa sezione della Guida vedremo quindi cosa serve per realizzare un modello 3D per la stampa 3D.

Come già anticipato nella guida sullo Slicer Cura,

Software di modellazione 3D, quale usare?

La scelta del software di modellazione 3D da usare dipende molto spesso dall’oggetto che si vuole realizzare e dalle particolari abilità dell’utente nell’ambito della modellazione. Attualmente sul mercato ci sono moltissimi programmi di modellazione, alcuni a pagamento, altri gratuiti ed open source e la scelta può risultare difficile, vista la grande offerta.

In generale, chi ha competenze nell’ambito dell’architettura e del design, tende ad usare software come AutoCADRhinoceros3D Studio Max. Solid Edge e SolidWorks, invece, sono usati prevalentemente nell’ingegneria meccanica. Chi si occupa di modellazione 3D orientata alle animazioni conoscerà sicuramente Blender e Maya.

I software elencati fin ora consentono di realizzare modelli 3D elaborati e, per questo motivo, non sempre risultano immediati e facili da usare se è la prima volta che ci si avvicina alla modellazione 3D.

Se dovessi consigliare dei software a chi parte da zero, segnalerei TinkercadSketchUp o 123D di Autodesk. Questi, oltre ad essere gratuiti, sono anche abbastanza intuitivi e consentono di ottenere modelli 3D di discreta qualità.

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Modellazione 3D per la stampa 3D, le linee guida

Per realizzare correttamente un modello per la stampa 3D è sempre necessario tenere a mente una serie di regole di base. La prima in assoluto: gli oggetti realizzati tramite stampa 3D sono "pieni di materia". Per questo motivo, per rendere stampabile un modello è bene tenere in considerazione parametri come spessori minimi realizzabili, comportamento del materiale utilizzato, tolleranze di stampa, precisione di fabbricazione, ecc.

Ma non è questo il momento di perderci in tecnicismi approfonditi. Quelli che elenco di seguito sono le regole fondamentali per realizzare correttamente un modello 3D per la stampa 3D.

Modello 3D pieno di materiale, regola del "watertight"

Gli oggetti modellati devono essere pieni di materia. Per chiarire questo concetto ti faccio un esempio. Guardati intorno e prendi in mano un oggetto qualsiasi. Che tu abbia scelto il mouse del tuo computer o un foglio di carta, l'oggetto che hai sotto gli occhi è composto da materia. E, per le leggi della fisica, ogni oggetto, anche quello più sottile, è caratterizzato da un suo spessore composto da materia.

Le stampanti 3D realizzano oggetti che sono composti da materiale. Ne consegue che, in fase di modellazione 3D, è sempre bene fare attenzione che il modello sia caratterizzato da spessori definiti e non da semplici superfici dislocate nello spazio. Una superficie, infatti, non è composta da materia ed è rappresentabile solamente tramite un software di modellazione 3D. Ne consegue che una semplice superficie non può esistere nel mondo fisico. Per capirci: un foglio di carta non è una semplice superficie, ma è caratterizzato da un suo spessore composto da materia!

Questo concetto può essere rafforzato dal principio del "watertight". Immaginiamo di avere disegnato un modello 3D. Un modello 3D watertight è un modello che, se pieno d'acqua, non permette all'acqua di uscire dal suo spessore. Esempio: abbiamo modellato un cubo. Se il cubo è composto da tutte le sue facce e dentro è pieno d'acqua, l'acqua non può uscire e il modello risponde alla regola del watertight. Se il cubo è modellato male e manca di una faccia, l'acqua può uscire dal suo volume, ne consegue che il modello non è watertight e, di conseguenza, non è stampabile in 3D.

Modello 3D ben realizzato, regola del "manifold"

I modelli tridimensionali digitali possono essere manifold e non manifold. Questa caratteristica riguarda in modo specifico gli spigoli di cui è composto il modello 3D digitale. Uno spigolo manifold è composto solamente da due facce che si toccano e che lo definiscono, proprio come qualsiasi oggetto fisico reale. Uno spigolo non manifold, invece, è composto da meno o più di due facce che si incontrano nella stessa posizione, condizione impossibile da realizzare nel mondo fisico.

Questa regola è essenzialmente in un punto chiave di corretta modellazione 3D e, solitamente, chi cade in questo errore è chi utilizza una modellazione tramite superfici.

Modello 3D in scala 1:1

Sembrerà ovvio, ma così non è. Realizzare un modello 3D nella giusta scala è spesso una dimenticanza di tanti -troppi - progettisti. Modellare fuori scala significa non tenere in conto spessori di realizzazione e tolleranze. Oggettivamente, non ha alcun senso realizzare fuori scala un modello 3D che deve essere prodotto.

Una volta terminata la fase di modellazione 3D dovrai esportare il modello in formato .stl o .obj. Il modello sarà discretizzato in tante piccole facce che ne caratterizzeranno il dettaglio superficiale e molte altre caratteristiche. Se il modello esportato non è in scala 1:1, questo dovrà essere ridimensionato, perdendo senza dubbio di qualità.

Ricordati quindi di impostare correttamente l'unità di misura del tuo software e di realizzare i modelli 3D nel modo più ragionato possibile.

Modelli 3D pronti all'uso

Se sei alle prime armi coi software di modellazione 3D ma hai già voglia di stampare, non preoccuparti! Mentre impari, puoi scaricare modelli 3D già pronti da internet e iniziare a produrli.

Su vari siti, come per esempio Thingiverse, sono disponibili modelli 3D in formato .stl. Solitamente l'uso di questi modelli non è ammesso a livello commerciale, ma si tratta di un'ottima occasione per iniziare a fare esperienza risparmiando tempo, soprattutto per chi non è ancora in grado di modellare in 3D.

 

Ora non ti resta altro da far che scegliere il software di modellazione 3D che si avvicina di più alle tue necessità e fare tanta, tanta esperienza. Il passaggio successivo verso la realizzazione dei tuoi progetti prevede l'uso dei software slicer, i quali trasformeranno i tuoi modelli 3D in file leggibili dalla tua stampante 3D. Per scoprire come usare un software slicer, continua a leggere questa guida!



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