Гайд по основам 3D-моделирования. Знакомство с Autodesk Tinkercad

Я давно увлекаюсь 3Д печатью и поначалу было интересно качать готовые модели с тингиверс или майминифактори,  в основном это были декоративные предметы или детали широкого распространения. Но что делать если нужна замена ножке любимого кресла, необычная подставка для геймпада/фонарика/телефона или корпус для какой-то самоделки? Правильно, учиться моделированию. Можно конечно сразу начать с мощного и бесплатного для домашнего применения Fusion 360, но он не так прост в освоении и большая часть желающих быстро отсеивается, так что я предлагаю начать с его младшего брата tinkercad'a 

Для начала работы не требуется установки ПО, все манипуляции производятся в браузере. Переходим по ссылке, нажимаем «присоединиться», далее «создать персональную учетную запись», на последнем шаге я воспользовался входом с помощью учетной записи google, что заметно ускорило процесс

После входа нас встречает окно со списком последних проектов, нажимаем «создать новый проект»

Загрузится окошко с рабочей плоскостью, минимальным количеством инструментов в верхней части и формами справа

Перетащив нужный элемент на плоскость, можно изменить его размеры и положение относительно поверхности, у некоторых объектов в свойствах есть дополнительные параметры, такие как количество сегментов, сглаживание и т.д., изменение формы происходит в реальном времени во время коррекции, так что получается довольно наглядно

Начертить сложную форму тут не получится, так что приходится использовать систему тел и отверстий, а так же небольшой набор инструментов в правом верхнем углу:

1. Копировать(Ctrl+C) — копирование одного или нескольких объектов, поддерживаются горячие клавиши
2. Вставить(Ctrl+V) — вставка скопированного ранее объекта, в том числе и в проекты, открытые в соседних вкладках
3. Копировать и повторить(Ctrl+D) — создание дубликата выбранных объектов в текущем окне проекта
4. Удалить(Del) — удаление выбранных объектов
5. Стрелка влево(Ctrl+Z) — позволяет откатиться назад в истории изменений если что-то пошло не так
6. Стрелка вправо(Сtrl+Y) — перемещает к последним изменениям
7. Сгруппировать — объединяет модели в одну, при этом «спекая» пересекающиеся поверхности и в итоге получаем монолитную деталь, которую можно продолжить редактировать
8. Разгруппировать — вновь делит модель на составляющие, чтобы можно было отредактировать отдельную часть не затрагивая другие
9. Выровнять — одновременно и простой и очень полезный инструмент, который позволяет сдвигать модели относительно друг друга по трем осям с выравниванием по краям или центру. Нужно сделать маленькое квадратное отверстие ровно в центре модели произвольной формы? Не вопрос, пара кликов и детали становятся в нужные места, после чего уже можно их двигать вручную при необходимости
10. Отразить зеркально — тут всё логично, выбираем модель, нужную плоскость и получаем зеркальное отражение. Удобно когда во время проектирования меняются планы по размещению элементов и не хочется перечерчивать всё с нуля. Так же можно быстро создавать корпуса, состоящие из двух половинок с симметричными крепежными элементами и канавками для фиксации начинки, достаточно создать дубликат модели и отразить в нужную сторону
11. Выбор типа объекта — позволяет выбрать какая операция будет произведена во время группировки, прибавление или вычитание в местах пересечения моделей. Своеобразный аналог операций «бобышка» и «вырез» у старших братьев 

Ну а сейчас попробую всё это закрепить на практике. Например, мне нужно сквозное отверстие ровно в середине куба. Я просто создаю цилиндр нужного диаметра и высоты, выделяю оба объекта, инструментом "Выровнять" центрую их по осям «Х» и «У», после чего выбираю цилиндр и переопределяю его как отверстие

Чтобы наши объекты «спеклись» и отверстия стали отверстиями, достаточно выделить их и нажать кнопку «Сгруппировать»

Таким же образом можно убрать и лишнюю часть детали, а не только выгрызать куски. Например, мне с одной из сторон нужен небольшой цилиндр для соединения с другими деталями. Можно создать два цилиндра разного диаметра, внутренний определить как отверстие, подтянуть их к вершине куба и объединить три фигуры. А можно продублировать наш кубик, увеличить его в размерах для получения необходимого внешнего диаметра, определить его как отверстие

Выровнять по центру основной модели, приподнять на нужную высоту и объединить два объекта. Буквально десяток кликов

Так же нужен небольшой вырез в верхней части. Накидываем кубик, плющим его, центруем, приподнимаем, группируем 

Тут главное иметь хоть немного развитое пространственное мышление, чтобы понимать как сделать сложную форму из нескольких простых. У меня сначала плохо получалось, но со временем начинал представлять, что нужно делать еще до того, как запускал сервис. При чем этот навык потом пригодился и в более сложных программах.

Так же в основных формах есть текст, так что можно очень легко моделировать различные бирки, брелоки, вывески и т.д. К тому же сервис позволяет импортировать собственные модели для редактирования, так что можно их подписывать на память.

Растянем кубик до 100*100мм и сплющим до 5мм, это будет основа. Далее нужно кликнуть по объекту «Текст» и перетащить его мышкой в нужное место

Параметров тут не очень много, есть поддержка кириллицы. Ну а далее по накатанной. Выравниваем, определяем как тело или отверстие и объединяем, тем самым получая либо выпуклую надпись, либо трафарет

Так же можно немного приподнять текстовый слой если нужно его немного утопить

Начали на квадратной платформе, а в процессе решили, что овальный корпус будет смотреться лучше? Не опрос, накидываем «трубу», подбираем размер, преобразуем ее в отверстие и объединяем с основной моделью — готово

Для скачивания готовой модели необходимо нажать «Экспорт», выбрать нужный формат, например «stl» и полученный файл можно смело скармливать слайсеру или любой другой программе

Так же поддерживается и импорт моделей для быстрой коррекции, например, поправить масштаб, проделать парочку отверстий или срезать мешающий трансформатору кусок стенки

Сервис довольно прост в освоении, так что всем новичкам рекомендую начинать именно с него, а после того как разовьете пространственное мышление, и более сложные программы будет проще осваивать. Выглядит тинкеркад конечно бедновато, в наборе инструментов только самое необходимое — можно сказать, что это такой пеинт среди CAD систем, но зато и запутаться новичку в нем будет сложнее, а простенькие проекты получается делать гораздо быстрее, чем в полноценных программах для моделирования. Например, циферблат для бескаркасных часов я накидал в ноутбуке за пару минут, за это время успел бы только включить компьютер и запустить Fusion

 А еще не так давно добавили библиотеку электронных компонентов, так что конструировать корпуса для самоделок стало еще проще, т.к. наглядно видно в каких местах элементы будут упираться в стенки, где нужно расположить фиксирующие элементы, скомпоновать всё плотнее.

Есть еще раздел генератора форм, с помощью которого можно быстро проектировать шестерни, резьбы и многое другое, правда это потянет на еще одну полноценную статью, а я даже не знаю, будет ли вообще кому-то интересен подобный материал, но надеюсь, что хоть кому-то помог сделать первые шаги в освоении чего-то нового )