BASIS-CURSUS 123D-DESIGN

BASIS-CURSUS 123D-DESIGN www.wereldprint.nl

INHOUDSOPGAVE: INTRODUCTIE - 3 AAN DE SLAG - 4 BASIS-VORMEN - 6 SNAP - 7 VERPLAATSEN EN VERVORMEN - 7 BEWERKINGSMOGELIJKHEDEN - 9 SAMENVOEGEN - 10 TEKST - 12 EXTRUDEREN - 12 EXPORTEREN - 14 ZELF VORMEN MAKEN - 16 VAN VORMEN NAAR OBJECT - 21 SKETCH OP OBJECT - 22 AAN DE SLAG - 23

INTRODUCTIE: WAT KUNNEN WE MET DIT TEKENPROGRAMMA? Met 123D Design kunnen we op een eenvoudige manier ideeën in 3D tekenen. Het is een gratis, maar krachtige manier om 3D-modellen te maken. Deze modellen kunnen door eigenlijk elke 3Dprinter geprint worden tot een tastbaar object. In deze cursus leren we je de basis beginselen van het 3D-tekenen. We maken gebruik van diverse basisobjecten ( primitives in het Engels) maar we kunnen ook zelf door middel van lijnen en curven objecten gaan vormen. Aan het eind van deze cursus kun je zelf 3D-modellen tekenen, die je eventueel kan uit printen. WAT IS 3D-PRINTEN? 3D printen is een methode waarbij een object laagje voor laagje wordt opgebouwd. Er zijn verschillende technieken die ook weer verschillende materialen gebruiken. De ene gebruikt een (kunststof) draad, de andere vloeistof, weer andere poeder ( zoals nylon, of metaal). Ontwikkeling staat niet stil, er komen steeds meet technieken, en materialen. Hieronder belichten we enkele technieken. Fused deposition modeling / FDM-techniek FDM is een techniek waarbij een (kunststof)draad in een printkop wordt gesmolten, hieruit komt een hele dunne draad. Deze wordt naast en op elkaar gelegd, waardoor er een driedimensionaal object ontstaat. De meeste thuis -printers maken gebruik van deze techniek. De Felix 3.0 is een van de FDM-printers. En behoort tot de top van zijn klasse. Digital Light Processing / DLP-techniek DLP is een techniek waarbij een fotopolymeer resin (kunststof-hars) door een beamer, laag voor laag, wordt belicht. Door de belichting hard de hars uit, en ontstaan hier laag voor laag een object. Door deze techniek kunnen zeer nauwkeurige objecten worden opgebouwd. Selective Laser Sintering / SLS-techniek SLS is een techniek waarbij laagsgewijs kunstsof objecten worden opgebouwd door het versmelten van een thermoplastisch (of metaal) poeder. Een laagje poeder wordt telkens op een ander laagje poeder gelegd. Na elke laag wordt de poeder door een laser plaatselijk gesmolten (gesinterd), waardoor het hard wordt en zich mengt met de andere lagen poeder. Dit wordt herhaald totdat een heel object in 3D is ontstaan. Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 3

AAN DE SLAG KORTE RONDLEIDING Als je het programma opent krijg je het volgende scherm voor je (fig.1): In de komende lessen gaan we je uitleggen wat je hier allemaal mee kan. (fig.1)

Navigeren Als je het programma opent krijg je het werkveld in perspectief te zien. Hieronder even een lijstje met hoe je makkelijk kan navigeren: met je muis: - scroll-wiel rollen: in/uit zoomen (Zoom) - scroll-wiel klikken: verplaatsen werkveld (Pan) - rechtermuisknop: roteren om het werkveld (Orbit) Als je geen muis hebt maar alleen een trackpad, dan moet je de knoppen gebruiken, zie hiernaast. Je kan ook makkelijk van aanzicht veranderen door op de View Cube te klikken. Klik op het gewenste vlak, of hoek. Naast de View Cube staat een pijltje, als je hierop klikt kun je ook nog kiezen uit: - Home ( aanzicht waarmee je het programma opent) - Orthographic (2D / plat aanzicht) - Perspective (3D aanzicht) ACTIE: Probeer de verschillende navigeer-opties even uit. Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 5

BASIS-VORMEN / PRIMITIVES We kunnen een vorm samenstellen uit meerdere primitives en / of door deze te vervormen. Dit kan bijvoorbeeld door ze samen te voegen, uit elkaar uit te snijden, afronden, of te halveren. Natuurlijk kan het ook een combinatie zijn van deze technieken. VORMEN OPBOUWEN In het menu kun je 5 primiteves vinden (fig.2): - Box (kubus) - Sphere (bal) - Cylinder (cilinder) - Cone (kegel) - Torus ( donut ) Daarnaast zie je ook nog 4 2D vormen: - Rectangle (rechthoek) - Circle (cirkel) - Ellipse (ovaal) - Polygon (veelhoek) (fig.2) Hier komen we later op terug. PLAATSEN VAN DE VORMEN Selecteer een primitive in de balk boven in, VOOR het plaatsen kun je de afmetingen in typen. Voor de Box kun je de lengte, breedte, en hoogte opgeven ( met TAB ga je naar de volgende waarde). Voor de Sphere kun je de radius opgeven, voor de Cylinder en de Cone de radius en de hoogte, en voor de Torus de grote en de kleine radius. De maatvoering staat standaard ingesteld in milimeters, je kan op de honderste milimeter nauwkeurig werken. LET OP! Gebruik dan een punt, en GEEN komma, dus 0.01 i.p.v. 0,01!! Deze maten vindt je onderin het scherm (fig.3) Als je de maten hebt ingevoerd, plaats hem dan in het werkveld, door daar in het werkveld te klikken waar je hem wil hebben. (fig.3) ACTIE: Plaats verschillende primitiven op in het werkveld, en geef deze verschillende afmetingen.

SNAP Snappen betekend vast-klikken aan. Als je nu een volgend primitive plaatst, kun je deze SNAPPEN aan een eerder geplaatse primitive. Beweeg de nieuwe primitive om een andere heen om hem aan de juiste kant te laten vast-klikken. ACTIE: Klik een paar nieuwe primitives aan een al geplaatste primitive. VERPLAATSEN EN VERVORMEN De geplaatste primitives kunnen we ook verplaatsen, roteren en schalen. Selecteer een primitive, of als we straks verder zijn een object ( bewerkte primitive). Vanaf nu spreken in deze cursus over objecten. Onderin het scherm verschijnt een bewerkingsvernster (fig.4) (fig.4) Met de eerste knop kun je het object verplaatsen en roteren. Met de tweede knop kun je het schalen. Deze knoppen bevinden zich ook in de bovenbalk onder de Transform-knop (fig.5) MOVE Klik op de move-knop (fig.6) (fig.5) (fig.6) Klik daarna op de pijl op de as waarover je het object wil verplaatsen. Type de waarde in waarmee je het wil verplaatsen of sleep het object in die richting (fig.7) (fig.7) Verplaats een paar primitives. Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 7

ROTATE Om het object te draaien klik je op de circel in het vak waarin je het wilt draaien. Type het aantal graden in, ofsleep het in de gewenste richting (fig.8) Roteer een of meer objecten over de verschillende assen. Scale Klik op de scale-knop (fig.9) (fig.8) (fig.9) Nu kun je het geselecteerde object schalen. Dit kun je doen door op het pijltje te klikken en te slepen (fig.10) Dan schaal je het object uniform, over alle assen hetzelfde. (fig.10) Je kan onderin je scherm ook de schaal-factor invoeren (fig.11). Als je 1 invoert blijft het object even groot, voer je 2 in dan wordt het object 2x zo groot. Als je wil verkleinen gebruik je bijvoorbeeld 0.5, dan wordt het object half zo groot. LET OP, gebruik een punt en geen komma. (fig.11) Wil de het object niet over alle assen uniform schalen, dan klik je op het pijltje naast het woord Uniform, en selecteer je Non-Uniform (fig.12). Nu kun je er as bepalen hoeveel je wil schalen. Schaal nu een paar objecten, Uniform, maar ook Non-Uniform. (fig.12) Nu hebben we de basis-navigatie, plaatsing van primitives (objecten) en vervorming / verplaatsing leren kennen. In de volgende stappen gaan we het kijken hoe we een object kunnen aanpassen.

BEWERKINGSMOGELIJKHEDEN Door met de muis over de objecten te bewegen lichten de objecten op, en als je een object geselecteerd hebt ( door erop te klikken) lichten de vlakken (fig.13) of ribben op. Als je het vlak wil bewerken klik je op de aanpassings-knop (fig.14). Hier verschijnen nu een paar opties om het vlak te bewerken (fig.15). (fig.13) (fig.14) (fig.15) Met de Tweak-knop kunt u het vlak fijnafstellen / aanpassen, door het te verplaatsen over de verschillende assen of te roteren (fig.16). De Press/Pull-knop kun je gebruiken om het vlak ( in de as richting) te verplaatsen (fig.17). De Shell-knop gebruik je om het object hol te maken, hier komen we in een vervolg op terug). (fig.16) Speel even met de Tweak- en de Press/Pull-knoppen. (fig.17) Open nu een nieuw project (fig.18), je hoeft het vorige project niet op te slaan. (fig.18) Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 9

Aan de hand van de volgende stappen gaan we een sleutelhanger maken. Importeer een Kubus met de volgende afmetingen: Length: 25mm / Width: 20mm / Heigth: 3mm en plaats deze op het werkveld. Ga nu naar het bovenaanzicht. Importeer nu een Cylinder met de volgende afmetingen: Radius: 10mm / Heigth 3mm, en plaats deze voor de helft over de kubus (fig.19 en 20). (fig.19) (fig.19 en 20) Als je nu om de objecten heen draait, zie je dat de cylinder op de kubus ligt. Pas dit aan. Ga naar het zij-aanzicht (links)(fig.21), klik op de cylinder en verplaats deze -3mm over de Z-as (fig.22). (fig.21) (fig.22) Nu liggen de objecten deels in elkaar. Ga nu terug naar het boven-aanzicht. Van boven ziet je nu de 2 objecten inelkaar liggen (fig.23). (fig.23) SAMENVOEGEN / COMBINE VAN OBJECTEN We kunnen heel makkelijk deze 2 objecten samenvoegen (Combine) tot 1 object. Hiervoor gaan we de Combine-knop gebruiken (fig.24) (fig.24) Met de Merge-knop smelten we 2 objecten samen, met de Subtract-knop snijden we 2 objecten uit elkaar, en met de Intersect-knop houden we alleen de overlappende delen van 2 objecten over.

Klik nu op de Merge-knop, je krijgt nu 2knoppen in beeld (fig.25). (fig.25) De linker-knop is standaart geselecteerd klik nu op de kubus, dit is ons hoofd-object (Target). Nu zie je dat de rechter-knop geselecteerd is, en klik dan op de cylinder, bevestig dit nu door op ENTER te drukken. Nu zie je dat beide objecten tot 1 object zijn samengevoegd (fig.26). (fig.26) Nu hebben we de basis voor de sleutelhanger gemaakt. Voor we verder gaan slaan we eerst het project op. Ga naar het Hoofd-menu > Save > To my computer (fig.27) en sla het project op. (fig.27) Importeer een cilinder met een radius van 3mm en een hoogte van minimaal 4mm. PLaats deze op de basis, die we hiervoor hebben getekend. Verplaats nu de cylinder, zodat deze ook helemaal in het basis-object staat. ( zie eventueel de vorige pagina) Hieronder (fig.28) zie je het resultaat (linker-zijaanzicht). (fig.28) Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 11

Nu gaan we met behulp van de Subtract-knop deze cylinder uitsnijden uit de basis. Klik op de Subtract-knop, selecteer de basis ( het target ) en daarna de cylinder ( de Source ), en druk op ENTER. Nu is de cylinder uitgesneden uit de basis (fig.29). De basis van de sleutelhanger is klaar. (fig.28) Om de sleutelhanger een persoonlijk tintje te geven, gaan we er een letter op zetten. TEKST We kunnen tekst heel makkelijk invoeren, klik op de Text-knop (fig.29). (fig.29) Er verschijnt een Tekst-venster in beeld, hierin kunnen we de tekts invoeren. Ook kunnen we hier het lettertype, en lettergrote aanpassen (fig.30, 31 en 32). (fig.30) (fig.31) (fig.31) Klik op een willekeurige plaats in het werkveld, verander in het Tekst-veld Text in een letter ( neem b.v. de eerste letter van je naam). Wijzig als je wil het lettertype, de Text-style, en de lettergrote, klik daarna op de OK-knop. EXTRUDEREN Nu hebben we een platte letter. Deze gaan we ook 3D maken door deze te extruderen ( op- of uittrekken). Tekst kunnen we op 2 manieren extruderen, via de extrude-knop in het menu met basis-functies, maar ook via de aanpassings-knop. We gaan hier de aanpassings-knop gebruiken. Selecteer de letter. Klik op de aanpassings-knop (fig.32). (fig.32) Klik op de Extrude Text-knop, en extrudeer de leet 3mm (fig33).

(fig33) Nu is er een object gemaakt van de letter (fig.34), het origineel (de platte letter blijft staan, deze kun je eventueel weer gebruiken). (fig.34) Om de sleutelhanger af te maken moeten we alleen nog het letter-object op de basis te plaatsen. Hiervoor gebruiken we weer de Move-knop. LET OP, plaats de letter op de basis, je mag de objecten iets laten overlappen. TIP: beide objecten liggen op het werkveld. Verplaats het letter-object 2mm omhoog (Z-as), en plaats deze dan op de basis. Nu ligt het letter-object op de basis (fig.35). (fig.35) Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 13

Als we nu beide objecten (gebruik de basis als Target ) samensmelten zijn we klaar met de sleutelhanger (fig.36). Sla het project weer op. EXPORTEREN (fig.36) Om de sleutelhanger te kunnen 3D-printen moeten we het object exporteren als.stl STL staat voor SurfaceTessellationLanguage of ook wel StandardTessellationLanguage. Letterlijk betekent dit: beschrijving van het oppervlak door betegeling. In dit geval zijn de tegels vlakke driehoeken. Een STL-bestand beschrijft alleen de oppervlaktegeometrie van een vorm. De representatie van het oppervlak (materiaal, kleur en textuur) wordt niet beschreven. De vorm wordt opgebouwd uit driehoeken. Door het STL-bestand met een zo groot mogelijk aantal driehoeken te beschrijven wordt de afwijking kleiner. Met andere woorden, de nauwkeurigheid van het STL-model neemt dan toe.. (Bron: Wikipedia) Een.STL bestand bestaat dus uit veel driehoeken die samen het object vormen. Dit bestand is eigenlijk door alle 3D-print programma s om te zetten in een printbaar bestand. Aktie: Ga naar het hoofdmenu en klik op Export > STL (fig.37) (fig.37)

Selecteer nu de hoogste print-kwaliteit (fig.38). (fig.38) Met de Mesh Tessellation Settings, vrij vertaald: Netwerk Mozaïekwerk Instellingen, stel je de fijnheid van de driehoeken in, dus de resolutie. Hoe hoger de resolutie hoe mooier de uiteindelijke 3D-print wordt ( ook afhankelijk van de printer-instellingen), maar ook hoe groter het bestand. Geef het bestand een naam en sla het op. Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 15

ZELF VORMEN MAKEN / SKETCH Tot nu toe hebben we gewerkt met basisobjecten. We hebben geleerd hoe we deze kunnen plaatsen, verplaatsen, en vervormen. Nu gaan we kijken hoe we zelf vormen kunnen tekenen. Ook nu beginnen we met een aantal basis-vormen. In het Basis Functie Menu vindt je de SKETCH-knop (fig.39). (fig.39) Daar bevindt zich een knoppenbalk met diverse basis-vormen (de geometrische vormen) en teken-mogelijkheden (de polygoonlijnen (fig.40). (fig.40) GEOMETRISCHE VORMEN We beginnen met het eerste groepje (geometrische vormen), Rectangle (rechthoek), Circle ( cirkel), Elips, en Polygon (Veelhoek). Deze gaan we even stuk voor stuk plaatsen, we kunnen ze ook gelijk weer de afmetingen geven die we willen. Je klikt eerst op de vorm die je wil plaatsen, daarna klik je op de plek in het werkveld waar je de vorm wil plaatsen. Nu kan je de slepen met de muis, en daarmee de maat bepalen. Natuurlijk kan je ook de maten invoeren, om een exacte maatvoering te krijgen. Voor de Rectangle (rechthoek) kan je de lengte en breedte invoeren (fig.41). (fig.41) Voor de Circle (cirkel) kan je de radius invoeren (fig.42). (fig.42)

Voor de Elips kan je de eerst delengte en daarna de breedte invoeren (fig.43 en 44). (fig.43) (fig.44) En voor de Polygon (veelhoek) kan je de radius EN het aantal hoeken invoeren (fig.45). (fig.45) Plaats de stuk voor stuk de basis-vormen op het werkveld, en geef ze verschillende afmetingen. Je kan ze eventueel ook in- en over-elkaar plaatsen. Na het plaatsen is het ook nog mogelijk om de maten aan te passen. Als je met je muis over de vorm beweegt, dan zie je dat een lijn of het hele vlak oplicht. Klik op een lijn, dan verschijnt de aanpassings-knop in beeld (fig.46). (fig.46) Klik dan op de Edit Demension-knop (fig.47), nu kan je de maat aanpassen. (fig.47) Om dit te doen klik je weer op de lijn die je wil aanpassen, klik nu op de maat die in beeld verschijnt en wijzigen deze (fig.48). (fig.48) Bij de cirkel kan je hiermee de radius wijzigen, bij een veelhoek wijzig je hiermee een enkele lijn en daarmee ook de vorm. Wijzig een aantal maten van verschillende vormen. Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 17

POLYGOONLIJNEN Om vrij te tekenen gebruiken we de teken-mogelijkheden (polygoonlijnen) (fig.50). (fig.50) Met de Polyline kan je lijnen tekenen. Selecteer Polyline door erop te klikken. Klik nu in het werkveld op de plaats waar je wilt beginnen. Beweeg de muis in de richting waarin je de lijn wilt trekken, klik op het punt waar je de lijn wil stoppen, of voer de lengte van de lijn in. Je kan ook de hoek, waarin de lijn getekend moet worden, invoeren. En klik om dit punt vast te zetten (fig.51). (fig.51) Vanaf dit punt kan je de vorige stappen herhalen. Als je de muisknop ingedrukt houdt kan je ook een bocht tekenen, deze is cirkelvormig, en klik weer op het punt waar deze moet eindigen, je kunt de radius hiervan invoeren (fig.52). (fig.52) Sluit de vorm door te eindigen waar je begonnen bent (fig.53). Maak zelf een paar vrije vormen. (fig.53)

VLOEIENDE LIJNEN Met Spline kunnen er mooie vloeiende lijnen getekend worden. Selecteer Spline, klik op het werkveld op de plek waar je wilt beginnen (fig.54). (fig.54) Klik op de plaats waar je het tweede punt wil hebben, en daarna op de plaats waar je het derde punt wil hebben (fig.55). (fig.55) Ook hier moet je de vorm sluiten, als je er een 3D object van wil maken (fig.56). Maak zelf een paar vormen met Spline. (fig.56) BOGEN We hebben nu een aantal vrije vormen gemaakt. Als we boog willen maken kunnen we de Two Point Arc-knop gebruiken. Met dit gereedschap kunnen we een boog maken, met een vaste radius. Het is eigenlijk een cirkel die niet helemaal dicht is. LET OP, wil je een dichte cirkel maken dan moet je de cirkel-knop gebruiken. Om te beginnen bepaal je het middelpunt, door te klikken in het werkveld, op de plaats waar je het middelpunt wil hebben. Daarna bepaal je de radius, dit kan door te klikken op de afstand die je wilt, of door de maat van de radius in te voer (fig.57). (fig.57) Als laatste bepaal je, door te slepen of het aantal graden in te voeren, de lengte van de bocht (fig.58). Met als resultaat een mooie bocht (fig.59). (fig.58) (fig.59) AKTIE Maak een paar bogen. Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 19

Met de Three Point Arc-knop kan je tussen 2, zelf te bepalen, punten een boog maken. Klik in het werkveld op het eerste punt en daarna op het tweede punt, of voer de maat in die je wil (fig.60). (fig.60) Beweeg nu met je muis en vorm de boog (fig.61). AKTIE Maak ook hiermee een paar bogen. (fig.61) COMBINEREN We kunnen alle bovengenoemde lijnen ook gaan combineren. Als je bijvoorbeeld een lijn hebt getekend kan je hier een boog aan vastmaken. AKTIE Teken een lijn, klik nu op de Spline-Knop. Beweeg met de muis over de lijn, je ziet dat deze nu oplicht (fig.62). (fig.62) Als je nu met je muis op het einde van de lijn klikt, kan je er nu een vloeiende lijn aanvast tekenen (fig.63). Probeer dit met de diverse gereedschappen. (fig.63) OEFENING Teken nu met behulp van de Two Point Arc en de Three Point Arc een maan (fig.64). (fig.64)

VAN VORMEN NAAR OBJECT Nu kunnen we zelf vormen maken. Deze vormen kunnen we heel erg makkelijk omzetten naar een object. Extruderen Met de Extrude-Knop ( uit-trekken ) gaan we van vorm naar object. Dit kan op twee manieren. Je kan de vorm selecteren en op de aanpas-knop klikken. Nu verschijnen er een aantal opties (fig.65), waaronder Extrude (fig.66). (fig.65) (fig.66) Door op de pijl te klikken, en met de muis te slepen kun je de vorm extruderen ( uit- of optrekken), maar je kan een maat invoeren (fig.67). (fig.67) Als je goed kijkt zie, net als bij het extruderen van de tekst eerder, dat de vorm blijft (fig.68). Deze kun je dus eventueel weer vaker gebruiken, en / of bewerken. (fig.68) Je kan ook de Extrude-knop gebruiken in onder de Construct-Knop in het Basis Functie-Menu (fig.69). (fig.69) COMBINEREN Soms is het makkelijker om moeilijker vormen te maken, door losse vormen te tekenen en deze te combineren tot een complexere vorm. Je tekent bijvoorbeeld eerste een rechthoek, en daarna een cirkel. PLaats de cirkel over de rechthoek (fig.70). (fig.70) Daarna klik je in het Basis Functie Menu op de Extrude-Knop. Selecteer de rechthoek, nu houdt je de Shift-knop ingedrukt, en klik je op de cirkel (fig.70). (fig.70) Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 21

Beide vormen kun je nu in één keer extruderen, en ze vormen nu samen één object (fig71). (fig71) AKTIE Teken een paar (vrije) vormen, maak een paar combinaties, en trek deze op. SKETCH OP OBJECT Nu hebben we bijna alle basis-vaardigheden gehad. Als laatste gaan we op een vlak van een object een Sketch ( vrijevorm) tekenen. Deze Sketch kunnen we daarna weer Extruderen op of in het object waar je het getekend hebt. AKTIE Plaats een kubus op het werkveld, klik op Sketch Circle in het Basis Functie Menu. Ga met je muis over het vlak van de kubus waar je de cirkel op wil plaatsen (fig.72). En teken de cirkel op dit vlak (fig.73). (fig.72) (fig.73) Selecteer nu de cirkel, en klik op de Aanpassings-knop en extrudeer de cirkel in de kubus (fig.74) zodat er een uitsparing (gat) in komt (fig.75). (fig.74) (fig.75)

AAN DE SLAG!! Nu we de basis-functies kennen, kunnen we aan de slag. Met deze basiskennis kunt u uw eigen objecten / modellen gaan tekenen. Door deze te exporteren als.stl kunt u deze laten printen met een 3D-printer. We adviseren voor dat u gaat tekenen, eerst op papier een schets te maken. Dit kan een perspectief, of bijvoorbeeld verschillende aanzichten zijn, of zelfs beide. Zelf schrijf ik hier vaak al maten bij. Gebruik eventueel ruitjespapier, dat kan helpen om maat te houden tijdens het schetsen. Dit maakt het tekenproces vaak een stuk makkelijker. Cursus 123D Design door Gert-Jan Boom / WereldPrint 23