3D printen met Sketchup door Geert Roumen (CC) BY-SA

Transcriptie

1 3D printen met Sketchup door Geert Roumen (CC) BY-SA lemio.nl/sketchup Pagina 1

2 Inleiding In deze workshop ga je met Sketchup een model maken wat geëxporteerd wordt naar STL (bestandstype voor 3D printen). Omdat Sketchup oorspronkelijk niet gemaakt is voor 3D printen zijn er een aantal dingen waar rekening mee gehouden moeten worden deze zijn te vinden onder klaarmaken voor 3D printen. In deze workshop wordt gebruik gemaakt van een oudere versie van Sketchup (versie 8) omdat deze ondersteuning voor de Nederlandse taal heeft. Deze is te downloaden op: lemio.nl/files/ sketchupwnl_versie8.zip Na deze workshop heb je hopelijk een idee hoe je 3D bestanden voor printen kan voorbereiden, die je daarna kan printen op een eigen printer, op een printer van iemand anders of via een website als Shapeways kan laten printen. Aangezien 3D printen steeds goedkoper wordt en leerlingen voorbereid moeten zijn op een toekomst waarbij productie dichter bij de gebruiker komt te liggen is het nuttig om leerlingen ervaring met 3D teken software te laten maken. Achter in deze handout zit nog een handige quick reference card, waar alle functies en toetsencombinaties worden uitgelegd. Pagina 2

3 Selecteer de juiste eenheden Het is belangrijk dat wanneer er getekend wordt in Sketchup de maten kloppen met de werkelijkheid, daarom is het raadzaam om eerst de juiste eenheden te selecteren, en daarna pas te beginnen met tekenen. Selecteer Beeld>Model Info Selecteer Product design and houtbewerking Waar je rekening mee moet houden tijdens het tekenen van objecten is dat sketchup gemaakt is voor het tekenen van huizen, dit houdt in dat bij het opstarten van sketchup de tekening ontzettend uitgezoomd is, je kunt dit oplossen door een vierkantje van bijvoorbeeld 10mm bij 10mm te tekenen (klik op het rechthoek gereedschap, klik op de oorsprong en typ 10mm;10mm druk daarna op enter) en dan op alles zoomen te klikken, nu heb je een referentie van hoe groot je aan het tekenen bent. Pagina 3

4 Lijn tool Voor het tekenen van 3D objecten in Sketchup zijn een aantal gereedschappen beschikbaar, een daarvan is de line tool, deze tekent ribben van het uiteindelijk te vormen object. Het lijn gereedschap werkt als volg, je klikt op een punt waar de lijn moet starten, daarna klik je op het punt waar de lijn moet eindigen. Je kunt zien of je de lijn parallel loop aan een bepaalde as door de kleur van die assen (de lijn krijgt dan de kleur van die bepaalde as). Je kunt de maat (lengte van de lijn) aangeven door een maat te typen, bijvoorbeeld 10mm, wanneer je dan op enter drukt wordt de lijn deze lengte. De maat wordt rechtsonder in beeld weergeven. Door een nieuw punt te selecteren wordt een lijn getrokken vanaf het vorige punt tot het nieuwe punt. Wanneer de lijnen samen een vlak vormen wordt dit vlak ingekleurd, dit vlak is dan nog niet printbaar omdat er nog geen dikte in is. Door het object waterdicht te maken zou het printbaar zijn. Alle vlakken zijn nu grijs i.p.v. blauw. Pagina 4

5 Vlakken gereedschap In Sketchup zitten een aantal gereedschappen om verschillende typen vlakken te tekenen. Denk aan cirkels, rechthoeken en veelhoeken. Selecteer het rechthoek gereedschap, klik op de oorsprong, typ 10mm;10mm en druk op ENTER, nu zal er een vierkant getekend worden van 10mm bij 10mm. Selecteer het cirkel gereedschap, klik in de oorsprong en typ 10mm, nu maak je een cirkel met radius 10mm. Het veelhoek gereedschap werkt ongeveer hetzelfde als de cirkel, alleen wanneer je dubbelklikt op het gereedschap kun je het aantal hoeken instellen (door dit te typen en op enter te klikken). Daarna kun je net als bij de cirkel de radius bepalen. Pagina 5

6 Bewerk gereedschap Sommige gereedschappen zijn onmisbaar bij 3D teken software (en ook 3D teken software), denk aan verplaatsen, roteren, schalen. Diezelfde tools kunnen ook gebruikt worden voor het kopiëren van vormen. Met de move tool kun je lijnen, punten vlakken en hele objecten verslepen. Eerst selecteer je de te verslepen objecten met het selecteer gereedschap, daarna klik je de move tool (of typ M op je toetsenbord. Daarna kun je door te klikken op het geselecteerde gedeelte deze verslepen of door [10mm;10mm;10mm] te typen. Het draai gereedschap werkt soortgelijk, eerst selecteer je een draaipunt, dit kan een punt op een vlak zijn of een hoekpunt. Daarna kies je de referentie, waarna je of een bepaalde hoek typt of de hoek aangeeft door te slepen. Door CTRL ingedrukt te houden tijdens het verplaatsen of roteren, wordt de vorm gekopieerd. Pagina 6

7 Voorbeeld 1 (huis) In dit voorbeeld gaan we duwen/trekken combineren met 2D teken technieken als lijn en rechthoek. Hiermee gaan we een simpel huis maken, met exacte maten. Selecteer het rechthoek gereedschap, en klik in de oorsprong. Typ 10mm;20mm. Druk dan op ENTER, er ontstaat dan een rechthoek van 10mm bij 20mm, wanneer de rechthoek onzichtbaar is kun je met alles zoomen weer in of uitzoomen op de rechthoek. Selecteer het duwen/trekken gereedschap, klik op het vlak, typ 10mm druk op ENTER. Nu wordt het vlak een balk met de hoogte 10mm. Wanneer het object weer raar in beeld is kun je met alles zoomen weer het object in beeld hebben. Selecteer het lijn gereedschap, wanneer je op de helft van de korte rib bent aan de korte kant plakt de muis automatisch aan dit punt. Klik daar en klik opnieuw op de helft aan de andere kant van de balk. Pagina 7

8 Voorbeeld 2 (gaten kubus) Selecteer met de selecteer tool een lijn en sleep deze 5mm omhoog met het versleep gereedschap. Teken een kubus met van 10mm bij 10mm bij 10mm. Doe dit door een grondvlak te tekenen van 10mm bij 10mm en deze 10mm te trekken omhoog. Teken aan de bovenkant een kruis om het midden te bepalen met het lijn gereedschap. Teken in dit kruis een cirkel met 3mm radius. Verwijder de lijnstukken zodat alleen de cirkel overblijft. Pagina 8

9 Voorbeeld 2 (gaten kubus) Gebruik het duwen en trekken gereedschap om een gat te maken in deze kubus. Doe hetzelfde bij een ander vlak van de kubus. Er ontstaat nu een blauw vlak, dit mag niet omdat blauwe vlakken de binnenkant van het te 3D printen object vertegenwoordigen. Selecteer de twee blauwe vlakken door het selecteer gereedschap te selecteren. Klik op het ene vlak houdt SHIFT ingedrukt en klik op het andere. Klik daarna met de rechtermuisknop op een van die vlakken, en selecteer vlakken snijden > met selectie. Verwijder daarna de blauwe vlakken, waardoor twee gaten ontstaan in de kubus. Pagina 9

10 Voorbeeld 3 (Teksten) Maak een balk van 30*120 met een hoogte van 5mm. Klik op het 3D tekst gereedschap. Typ de tekst die je wilt, en geef de hoogte op kies een mooi lettertype en maak deze verdikt. Plaats deze tekst op het vlak. Pagina 10

11 Voorbeeld 4 (Pion) Teken eerst een cirkel in het XY vlak met een diameter van 20mm Teken in een driehoek die in de Z-as richt met behulp van de pen tool. Ga naar Gereedschappen en selecteer daar volg mij. Pagina 11

12 Opdracht (ontwerp een schaakstuk) Door gebruik te maken van de gereedschappen die we in het voorgaande voorbeelden (volg mij, lijn, cirkel en boog) vergaard hebben kunnen we nu een waar schaakstuk ontwerpen. Laat je creativiteit de vrije loop. Ga met je cursor rond de onderste cirkel, en jawel een pion ontstaat. We gaan dit nu herhalen om een schaakstuk te maken, door het te omwentelen vak meer reliëf te geven (door middel van het lijn en boog gereedschap) Door interessantere vormen te gebruiken kun je daadwerkelijk een mooi schaakstuk creëren. Pagina 12

13 Opdracht (ontwerp een kleerhaak) Voor deze opdracht gaan we een kleerhaak ontwerpen die in de muur geschroevd zou kunnen worden. We willen immers niet dat onze kleding op de grond moet liggen. Om ook een inkijkje te geven in hoe (bouw) tekening vroeger en nog steeds vaak gedeeld worden hierbij aan jullie de uitdaging om er een 3D model van te maken Pagina 13

14 Klaarmaken voor 3D printen Wanneer je een object wilt 3D printen zijn er een aantal eisen waar dit object aan moet voldoen. Om te beginnen mogen er geen gaten in je solide object zitten, daarnaast moet duidelijk zijn wat binnen en buiten is in Sketchup Bij dit object zie je binnenwanden (in blauw) aan de buitenkant van het object zitten, dit mag niet. Hierdoor weet de printer niet precies wat binnen en buiten is, waardoor de print hoogstwaarschijnlijk anders is dan gehoopt. Bij dit object zijn er onnodige binnen vlakken waardoor de printer software ook het object verkeerd kan printen een vlak moet ten alle tijde de buitenkant (lucht) van de binnenkant (plastic) scheiden. Nu doet het middelste vlak plastic van plastic scheiden, en is het dus helemaal geen scheiding. Dit object is aan de onderkant hol, waardoor er dus een gat in het solide object ontstaat, hierdoor weet de 3D print software niet wat de binnen of buitenkant is, en print dit object verkeerd. Pagina 14

15 Klaarmaken voor 3D printen (2) Binnen sketchup is er ook een manier om te kijken of het object daadwerkelijk solid is (dicht) en hoeveel volume het object dan heeft. Dit is handig om te kunnen berekenen hoe duur het bijvoorbeeld zou zijn om het te laten printen. Selecteer eerst het te printen object (waarschijnlijk de gehele tekening) door met de selectietool een vierkant te tekenen. Maak daarna een groep van het gewenste object door met de rechtermuisknop op het object te klikken en groep maken te kiezen Hierna kun je met de rechtermuisknop op de groep klikken en ojecteigenschappen selecteren. Als het goed is krijg je dan het linker venster te zien. Pagina 15

16 Exporteren naar STL (3D print bestand) Een.skp bestand kan niet geprint worden, eerst moet het bestand geëxporteerd worden naar een STL bestand. Dit bestandstype wordt door alle 3D print software ondersteund en ook door veel 3D teken software. In Sketchup moet nog wel een extensie geïnstalleerd worden om dit werkend te krijgen. Ga naar gereedschappen > Export to STL or DXF. Klik daarna op Yes. Selecteer als eenheid Millimeters. Selecteer STL Kies een plaats waar je het bestand wilt opslaan. Pagina 16

17 Instellingen voor 3D printen Wanneer je zelf een object print op een Fused Fillament Fabrication 3D printer zijn er een aantal factoren van belang voor de kwaliteit van het resultaat. Om hier een beetje grip op te krijgen heb ik hier onder de voorbeelden van instellingen in Cura (software voor de ultimaker). De laagdikte is zeer belangrijk voor de kwaliteit van je 3D print, wanneer deze kleiner is heb je minder last van de ribbels op je 3D geprinte object. Nadeel van een kleinere laagdikte is wel dat de print dan langer duurt. In cura kun je in de niet-expert mode de kwaliteit van je print instellen, hoe lager de kwaliteit hoe sneller en dikkere lagen er geprint zullen worden. Linksboven in beeld staat de tijd die de printer er over zal doen (printen duur doorgaands lang). In cura kun je inspecteren hoe je print nou uiteindlijk geprint wordt, welk pad legt the printer af om dit object the maken. Dit heet het toolpath, deze kun je rechtstreeks naar je 3D printer sturen of anders via een SD kaartje op je printer zetten. Wanneer je meer vrijheid wilt hebben in het kiezen van intstellingen kun je de expert modus aanzetten. Hierin kun je de laagdikte, de rand dikte (hoe dikker deze is deste steviger de print), de hoeveelheid invulling (100% is een solide object, 0% is geen opvulling, dit kan handig zijn wanneer je bijvoorbeeld een vaas maakt. Pas wel op met het veranderen van deze instellingen, wanneer je bijvoorbeeld solide print duurt het heel lang. Pagina 17

18 L R L R SketchUp 8 Quick Reference Card Large Tool Set Dynamic Components Select (Spacebar) Make Component Interact Component Options Paint Bucket (B) Eraser (E) Component Attributes Rectangle (R) Line (L) Sandbox (Terrain) From Contours From Scratch Circle (C) Arc (A) Smoove Stamp Polygon Freehand Drape Add Detail Move (M) Push/Pull (P) Rotate (Q) Scale (S) Tape Measure (T) Protractor Axes Follow Me Offset (F) Dimensions Text 3D Text Flip Edge Standard Views Iso Top Front Right Back Left Style Orbit (O) Pan (H) X-Ray Back Edges Zoom (Z) Zoom Extents Wireframe Hidden Line Previous Next Shaded Shaded with Textures Position Camera Look Around Monochrome Walk Section Plane Google Solid Tools Add New Building Add Location Outer Shell Split (Pro) Show Terrain Photo Textures Intersect (Pro) Union (Pro) Preview Model in Google Earth Share Component Subtract (Pro) Trim (Pro) Get Models Share Model Display additional toolbars by choosing View > Toolbars from the menu bar. Middle Button (Wheel) Scroll Zoom Click-Drag Orbit Shift+Click-Drag Pan Double-Click re-center view Right Mouse Button Click show context menu 2010 Google Inc. Arc (A) Bulge specify bulge amount by typing a number and Enter Radius specify radius by typing a number, the R key, and Enter Segments specify number of segments by typing a number, the S key, and Enter Circle (C) Shift lock in current plane Radius specify radius by typing a number and Enter Segments specify number of segments by typing a number, the S key, and Enter Eraser (E) Ctrl soften/smooth (use on edges to make adjacent faces appear curved) Shift hide Ctrl+Shift unsoften/unsmooth Follow Me Alt use face perimeter as extrusion path Better Way first Select path, then choose the Follow Me tool, then click on the face to extrude Line (L) Shift lock in current inference direction Arrows up or down arrow to lock in blue direction; right to lock in red; left to lock in green Length specify length by typing a number and Enter Look Around Eye Height specify eye height by typing a number and Enter Move (M) Ctrl move a copy Shift hold down to lock in current inference direction Alt auto-fold (allow move even if it means adding extra edges and faces) Arrows up or down arrow to lock in blue direction; right to lock in red; left to lock in green Distance specify move distance by typing a number and Enter External Array n copies in a row: move first copy, type a number, the X key, and Enter Internal Array n copies in between: move first copy, type a number, the / key, and Enter Offset (F) Double-Click apply last offset amount to this face Distance specify an offset distance by typing a number and Enter Orbit (O) Ctrl hold down to disable gravity-weighted orbiting Shift hold down to activate Pan tool Paint Bucket (B) Ctrl paint all matching adjacent faces Shift paint all matching faces in the model Ctrl+Shift paint all matching faces on the same object Alt hold down to sample material Push/Pull (P) Ctrl push/pull a copy of the face (leaving the original face in place) Double-Click apply last push/pull amount to this face Distance specify a push/pull amount by typing a number and Enter Rectangle (R) Dimensions specify dimensions by typing length, width and Enter ie. 20,40 Rotate (Q) Ctrl rotate a copy Angle specify an angle by typing a number and Enter Slope specify an angle as a slope by typing a rise, a colon (:), a run, and Enter ie. 3:12 Scale (S) Ctrl hold down to scale about center Shift hold down to scale uniformly (don t distort) Amount specify a scale factor by typing a number and Enter ie. 1.5 = 150% Length specify a scale length by typing a number, a unit type, and Enter ie. 10m Select (Spacebar) Ctrl add to selection Shift add/subtract from selection Ctrl+Shift subtract from selection Tape Measure (T) Ctrl create a new Guide Arrows up or down arrow to lock in blue direction; right to lock in red; left to lock in green Resize resize model: measure a distance, type intended size, and Enter Zoom (Z) Shift hold down and click-drag mouse to change Field of View Tool Operation Instructions Pagina 18 Windows