Μάθημα : ΜΝΑΕ Σχέδιο Δράσης 2019-2020
Κωδικός : T538199
2A - 3D modeling
Λογισμικό 3D σχεδίασης – Εισαγωγή
Τα 3D εκτυπώσιμα μοντέλα μπορούν να δημιουργηθούν με (α) ένα πακέτο σχεδίασης με υπολογιστή (CAD), μέσω ( β) ενός 3D σαρωτή, ή (γ) ενός απλού ψηφιακού φωτογραφικού μηχανήματος και λογισμικού φωτογραμμετρίας. Τα τρισδιάστατα τυπωμένα μοντέλα που έχουν δημιουργηθεί με CAD έχουν λιγότερα σφάλματα τα οποία μπορούν να διορθωθούν πριν από την εκτύπωση. ¨Έτσι επιτρέπουν τον έλεγχο και την επαλήθευση του σχεδιασμού του αντικειμένου πριν από την εκτύπωσή του.
Όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα, μπορεί να χρειαστεί να μεταφραστεί ένα αρχείο σε μια αποδεκτή μορφή για 3D εκτύπωση.Αυτό μπορεί να συνεπάγεται τη λήψη επιπλέον δεδομένων, την τροποποίηση της μορφής αρχείου και τον τεμαχισμό (στρωματοποίηση) των δεδομένων. Προγράμματα λογισμικού όπως: Το Blender , μια ανοιχτού κώδικα σουίτα για 3D δημιουργίας, που δέχεται και μετατρέπει πολλές μορφές αρχείων.
Εικόνα 2.1: Δημιουργία αρχείων εκτυπωτή 3D [πηγή]
Το άρθρο, “Εισαγωγή στην Τρισδιάστατη εκτύπωση: Ιστορία, Διαδικασίες και Ανάπτυξη της Αγοράς“, προσφέρει επίσης έναν πίνακα που παρουσιάζει μια λίστα με ορισμένες μορφές αρχείων 3D που χρησιμοποιούνται:
| *.STL | Στερεολιθογραφία. 3D ενιαίο χρώμα (ένας εξωθητήρας ~ 1980s) |
| *.WRL | Vermal; πολυχρωμία (υποστηρίζει περισσότερους από έναν εξωθητήρα) |
| *.OBJ | Γεωμετρική μορφή 3D ανοιχτού κώδικα |
| *.X3G | Μορφή MakerBot |
| *.PLY | Έξοδος σαρωτή |
| *.3MF | Τρισδιάστατη μορφή παραγωγής - προδιαγραφή κοινοπραξίας 3MF (που εισήχθη το 2015 και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται) |
Πίνακας 2.1. Ορισμένες μορφές αρχείων 3D Print
Υπάρχουν πολλά διαθέσιμα προγράμματα CAD – κάποια είναι δωρεάν, κάποια κοστίζουν αρκετά. Φυσικά, όλοι έχουν υπέρ και κατά. Ακολουθεί ένας κατάλογος με τα πιο κοινά προσβάσιμα σε εκπαιδευτικά / νεανικά ιδρύματα :
– Μπλέντερ
– Σκίτσο
– TinkerCAD
– FreeCAD
Για μια εκτεταμένη λίστα λογισμικού 3D μοντελοποίησης, μπορείτε να ανατρέξετε στο ακόλουθο άρθρο: https://el.wikipedia.org/wiki/List_of_3D_modeling_software .
Πηγές:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
[2] https://www.allaboutcircuits.com/news/introduction-to-3d-printing-history-processes-and-market-growth
Λογισμικό 3D σχεδίασης – Blender

Εισαγωγή
Λαμβανομένων υπόψη της επίσημης ιστοσελίδας www.blender.org , ακολουθεί μια σύντομη παρουσίαση:
To Blender είναι μια ελεύθερη και ανοιχτή σουίτα δημιουργίας 3D.Υποστηρίζει το σύνολο του τρισδιάστατου μοντέλου αγωγών, την κίνηση, την προσομοίωση, την απόδοση, τη σύνθεση και την παρακολούθηση κίνησης, ακόμη και την επεξεργασία βίντεο και τη δημιουργία παιχνιδιών.
Το Blender είναι ένα δημόσιο έργο, που γίνεται από εκατοντάδες ανθρώπους από όλο τον κόσμο, από στούντιο και μεμονωμένους καλλιτέχνες, επαγγελματίες και χομπίστες, επιστήμονες, φοιτητές, εμπειρογνώμονες VFX, εμψυχωτές, καλλιτέχνες παιχνιδιών, και πολλούς άλλους.
Θα πρέπει να έχετε κατά νου ότι το Blender είναι γνωστό για την απότομη καμπύλη μάθησης και συχνά θεωρείται δύσκολο εργαλείο για αρχάριους.
Παρακάτω θα βρείτε μια ενδιαφέρουσα εισαγωγή (βίντεο) για το Blender:
Μοντελοποίηση στο Blender
Η ακόλουθη αναφορά παρουσιάζεται στο επίσημο εγχειρίδιο του Blender :
Η μοντελοποίηση είναι απλώς η τέχνη και η επιστήμη της δημιουργίας μιας επιφάνειας που είτε μιμείται το σχήμα ενός πραγματικού αντικειμένου είτε εκφράζει τη φαντασία σας για αφηρημένα αντικείμενα.
Ανάλογα με τον τύπο του αντικειμένου που προσπαθείτε να μοντελοποιήσετε, υπάρχουν διαφορετικοί τύποι λειτουργιών μοντελοποίησης στο Blender.
Κατάσταση επεξεργασίας είναι ο κύριος τρόπος που λαμβάνει χώρα η μοντελοποίηση.Η λειτουργία επεξεργασίας χρησιμοποιείται για την επεξεργασία των ακόλουθων τύπων αντικειμένων:
– Πλέγματα
– Καμπύλες
– Επιφάνειες
– Μέταλλα
– αντικείμενα κειμένου
– Πλέγμα
Για εκτεταμένη τεκμηρίωση σχετικά με την τρισδιάστατη μοντελοποίηση χρησιμοποιώντας το Blender , μπορείτε να ανατρέξετε στην παρακάτω σελίδα: https://docs.blender.org/manual/en/dev/modeling/index.html.
Για ένα ενδιαφέρον εγχειρίδιο σχετικά με τον τρόπο προετοιμασίας ενός μοντέλου για 3D εκτύπωση με το Blender , μπορείτε να ανατρέξετε στον σύνδεσμο: https://www.sculpteo.com/el/tutorial/prepare-your-model-3d-printing-blender.
Άλλες πηγές:
[1] https://www.blender.org
[2] https://i.materialise.com/blog/top-25-most-popular-3d-modeling-design-software-for-3d-printing
Λογισμικό 3D σχεδίασης – FreeCAD
Εισαγωγή
Το FreeCAD είναι γνωστό ως ελεύθερο λογισμικό μοντελοποίησης για παραμετρικό CAD, το οποίο αποτελεί μία ιδιαίτερα χρήσιμη εισαγωγή για μηχανολόγους μηχανικούς που εισάγονται στον κόσμο της 3D μοντελοποίησης.
Η επίσημη σελίδα του λογισμικού παρουσιάζει το FreeCAD ως ένα πρόγραμμα με στόχο κυρίως για να σχεδιάσει πραγματικά αντικείμενα οποιουδήποτε μεγέθους. Η παραμετρική μοντελοποίηση επιτρέπει να τροποποιήσετε εύκολα το σχέδιό σας ανατρέχοντας στο ιστορικό του μοντέλου σας και αλλάζοντας τις παραμέτρους του. Το FreeCAD είναι λογισμικό ανοιχτού κώδικα και είναι ιδιαίτερα προσαρμόσιμο και επεκτάσιμο.
Το FreeCAD είναι το πλέον κατάλληλο λογισμικό 3D μοντελοποίησης για γεωμετρικά σχέδια, για παράδειγμα για ακριβή τεχνικά μέρη, ανταλλακτικά, μοντέλα κλίμακας κλπ. Είναι λιγότερο κατάλληλο για τη δημιουργία οργανικών αντικειμένων όπως ειδώλια ανθρώπων, ζώα ή φυτά.
Μοντελοποίηση στο FreeCAD
Το FreeCAD έχει στόχο να σας επιτρέψει να δημιουργήσετε 3D μοντέλα υψηλής ακρίβειας, να διατηρήσετε τον αυστηρό έλεγχο των μοντέλων αυτών (να επιστρέψετε στο ιστορικό μοντέλων και να αλλάξετε τις παραμέτρους) και τελικά να υλοποιήσετε αυτά τα μοντέλα (μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης). Είναι επομένως πολύ διαφορετικό ως προς τους στόχους και τη λειτουργία του από κάποιες άλλες εφαρμογές 3D που γίνονται για άλλους σκοπούς, όπως ταινίες κινούμενων σχεδίων ή παιχνίδια για υπολογιστή. Η καμπύλη μάθησης του για τους νέους χρήστες μπορεί να είναι απότομη, ειδικά αν αυτή είναι η πρώτη σας επαφή με την 3D μοντελοποίηση.
Η κύρια ιδέα πίσω από το περιβάλλον διεπαφής του FreeCAD είναι ότι χωρίζεται σε “πάγκους εργασίας”. Ένας “πάγκος εργασίας” αποτελεί ένα σημείο συλλογής εργαλείων κατάλληλων για μια συγκεκριμένη εργασία, όπως η εργασία με χρήση ιστού, ή τη σχεδίαση αντικειμένων 2D ή περιορισμένων σκίτσων. Μπορείτε να αλλάξετε τους πάγκους εργασίας οποιαδήποτε στιγμή και επίσης να προσαρμόσετε τον αγαπημένο σας πάγκο εργασίας και να του προσθέσετε εργαλεία από άλλους πάγκους εργασίας.

Εικόνα [πηγή]
Για μια λεπτομερή παρουσίαση του πώς να ξεκινήσετε με το FreeCAD, μπορείτε να επισκεφτείτε τον ακόλουθο σύνδεσμο: https://www.freecadweb.org/wiki/Getting_started.
Για μια πλήρη λίστα με μαθήματα, μπορείτε να ελέγξετε https://www.freecadweb.org/wiki/Tutorials.
Για να προετοιμάσετε ένα μοντέλο για 3D εκτύπωση, μπορείτε να ανατρέξετε σε αυτά τα άρθρα:
– https://www.freecadweb.org/wiki/Manual:Preparing_models_for_3D_printing
– https://www.sculpteo.com/en/tutorial/prepare-your-model-for-3D-printing-FreeCAD
Μπορείτε επίσης να επισκεφθείτε το online φόρουμ: https://forum.freecadweb.org.
Άλλες πηγές:
[1] https://i.materialise.com/blog/top-25-most-popular-3d-modeling-design-software-for-3d-printing
[2] https://www.freecadweb.org
[3] https://i.materialise.com/blog/freecad-tutorial-review
Λογισμικό 3D σχεδίασης – TinkerCAD
Εισαγωγή
Tinkercad είναι ένα απλό διαδικτυακό εργαλείο για 3D σχεδίαση και εφαρμογή 3D εκτύπωσης, που απευθύνεται σε όλους. Χρησιμοποιείται από σχεδιαστές, χομπίστες, δάσκαλοι και παιδιά, για να κάνουν παιχνίδια, πρωτότυπα, διακόσμηση σπιτιού, μοντέλα Minecraft, κοσμήματα.
Δωρεάν ηλεκτρονικές εφαρμογές όπως το Tinkercad προσφέρουν τα σημαντικότερα βασικά εργαλεία σχεδίασης και κάνουν την τρισδιάστατη μοντελοποίηση και εκτύπωση όσο το δυνατόν εύκολότερη. Όμως όταν οι σχεδιαστές κατακτήσουν αυτό το εργαλείο, είναι πολύ πιθανό να προχωρήσουν σε άλλα, πιο εξελιγμένα προγράμματα.
Στον συνδεσμο θα βρείτε μια ενδιαφέρουσα εισαγωγή (βίντεο):
Μοντελοποίηση στο Tinkercad
Το Tinkercad είναι εύκολο στην εκμάθηση και στη χρήση. Μπορεί να εξάγει. stl ή .obj που είναι έτοιμα αρχεία τα οποία μπορούν να εισάγχθουν σε ένα πρόγραμμα για εκτύπωση 3D.Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του Tinkercad είναι ότι μπορείτε να εισάγετε αρχεία .stl και, στη συνέχεια, να τα τροποποιήσετε.
Προχωρώντας λίγο πιο βαθιά στη φιλοσοφία του λογισμικού, τα βασικά μοντέλα όπως τα έπιπλα, τα σπίτια, τα αγγεία, τα μπρελόκ τα κύπελλα και λοιπά αντικείμενα, είναι εύκολο να δημιουργηθούν γρήγορα με το Tinkercad .Σχεδιάστε επιλέγοντας, σύροντας και τοποθετώντας τα βασικά σχήματα και στη συνέχεια συνδυάζοντας τα για να δημιουργήσετε τρισδιάστατα μοντέλα από όποιο αντικείμενο θέλετε. Τα Custom Shape Scripts προσθέτουν πιο ευέλικτα εργαλεία όπως κείμενο, σχήματα και παραμετροποιησιμες φόρμες. Εάν αναρτήσετε τα σχέδιά σας σε δημόσια πρόσβαση στο δίκτυο, τότε και άλλοι θα μπορούν να ανοίξουν δικά τους αντίγραφα των μοντέλων σας και το Tinker. Μπορείτε να κάνετε αναζήτηση μέσω χιλιάδων δημόσια διαθέσιμων μοντέλων για να βρείτε σχέδια με το Tinker και να τα τροποποιήσετε.
Το Tinkercad υπερέχει στην αποδόμηση και κατάτμηση των αντικειμένων, προσθέτοντας απλά χαρακτηριστικά, κάνοντας τρύπες, και συνδυάζοντας ευθυγράμμιση και τακτοποίηση των αντικειμένων. Είναι εύκολο να μεταφέρετε τα υπάρχοντα σχέδια στο Tinkercad για γρήγορες τροποποιήσεις ή προσθήκες, έτσι ώστε οι έμπειροι σχεδιαστές να μπορούν να επωφεληθούν από τη χρήση του Tinkercad. Μπορείτε να εισαγάγετε μοντέλα 3D STL στο Tinkercad για να τα τροποποιήσετε ή να τα ενσωματώσετε σε άλλα μοντέλα ή να εισαγάγετε εικόνες 2D SVG που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή εξωθημένων μοτίβων, γραμματοσειρών και σχεδίων.Όταν τελειώσετε το σχεδιασμό, μπορείτε να εξαγάγετε σε STL για 3D εκτύπωση.
Η ακόλουθη σελίδα προσφέρει μια πληθώρα tutorials για έναν αρχάριο για να μάθετε τα βασικά στοιχεία της τρισδιάστατης μοντελοποίησης χρησιμοποιώντας το Tinkercad: https://www.tinkercad.com/learn .
Εδώ μπορείτε να ανατρέξετε σε ένα σεμινάριο σχετικά με τον τρόπο σχεδίασης τρισδιάστατων μοντέλων με το Tinkercad:
https://www.sculpteo.com/blog/2017/08/23/tinkercad-tutorial-how-to-design-3d-models-with-this-online-design-tool
Άλλες πηγές:
[1] https://i.materialise.com/blog/top-25-most-popular-3d-modeling-design-software-for-3d-printing
[2] https://3dhobbyist.com/using-tinkercad-for-3d-printing
[3] https://www.thingiverse.com/jumpstart/tinkercad

