AutoCAD: disegno, modellazione e stampa 3D

Disegnare con AutoCAD - 27 capitoli interattivi di Claudio Gasparini
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Primitive solide o solidi elementari

Ogni sistema CAD fornisce un set di primitive, cioè funzioni, che generano solidi di base che costituiscono i mattoni minimi per la costruzione di solidi complessi. Le primitive solide sono: Cubo/Parallelepipedo, Cuneo,  Sfera, Cilindro, Cono, Toro e Piramide.   Qualche modellatore fornisce come primitiva 3D anche la  Teiera  come 3ds Max software di rendering e animazione di Autodesk. In particolare AutoCAD fornisce anche  il comando POLISOLIDO , finalizzato alla creazione di muri, che segue  la stessa modalità operativa della polilinea.

 

Figura 6.1 - Primitive solide disponibili in AutoCAD con le quali è possibile creare solidi complessi mediante operazioni di trasformazione.

In figura 6.1 sono illustrate le primitive solide,  dette anche solidi elementari,  fornite da AutoCAD: una proprietà generale dei solidi è la proprietà di massa che permette di applicare sia  trasformazioni geometriche, come scala o stira, sia lavorazioni e operazioni booleane fra solidi per generare solidi complessi.

 

Figura 6.2 - Nella barra multifunzione nella scheda Inizio sono disponibili i principali solidi elementari e nella scheda Solido sono posizionati altri comandi di modellazione. Notare che è attivata l'area di lavoro Modellazione 3D

Nota: Le primitive 3D presenti nelle schede Inizio e Solido fanno riferimento allo stesso comando quindi sono assolutamente uguali mentre le primitive 3D disponibili nella modellazione Mesh fanno riferimento ad un sistema costruttivo differente.

Parallelepipedo  [ _BOX]

Il comando Parallelepipedo genera un solido 3D a base rettangolare o quadrata a partire da:

  • i due spigoli di base e l'altezza,
  • il centro della base, la lunghezza, la larghezza e l'altezza
  • il primo vertice di base e la lunghezza di base se specificata l'opzione Cubo.

Figura 6.3 - Inserimento di un parallelepipedo con le tre modalità analizzate utilizzando le opzioni disponibili. Da notare che il parallelepipedo inserito con CEntro viene inserito nel suo baricentro quindi avrà una parte al di sotto dell'UCS corrente.

La sequenza per l'inserimento del parallelepipedo in rosso è la seguente:

 Comando: _box
Specificare primo angolo o [CEntro]: CE per centro della base
Specificare centro: cliccare un punto
Specificare angolo o [Cubo/Lunghezza]: L per scegliere Lunghezza
Specificare lunghezza <10.0>: Digitare 10
Specificare larghezza <3.0>: Digitare 15
Specificare altezza o [2Punti] <10.0>: Digitare 5

 Come per tutti i solidi, la base viene inserita parallela nel piano XY dell'UCS corrente  che rappresenta il piano di lavoro e l'altezza è sempre relativa alla direzione Z. I valori dell'altezza possono essere sia positivi che negativi ed il valore determina la direzione di generazione del solido.

  Cuneo  [CUNEO]

La funzione CUNEO crea un solido con una faccia inclinata e rastremata lungo l'asse X.

Le modalità di creazione di un Cuneo sono le seguenti:

  • specifica dei due punti della diagonale di base e dell'altezza;
  • con la scelta di CEntro, indicare il centro, il secondo spigolo e altezza;
  • lunghezza, larghezza, altezza;
  • dopo il primo punto con opzione Cubo si costruisce il cubo di contenimento.

 Come per il parallelepipedo l'opzione Centro individua il centro delle diagonali della faccia inclinata. Le opzioni si attivano digitando la lettera maiuscola riportata nel comando o premendo freccia giù quando è attiva la riga di comando dinamica vicino al cursore.

 

Figura 6.4 - Inserimento di un CUNEO nelle tre modalità disponibili in AutoCAD.

La sequenza di dialogo del comando CUNEO corrispondente al solido di colore verde è la seguente:

 Comando:  CUNEO
Specificare primo angolo o [CEntro]: fare clic sul primo punto
Specificare angolo o [Cubo/Lunghezza]: L per Lunghezza
Specificare lunghezza <10.0>: 15
Specificare larghezza <10.0>: 10
Specificare altezza o [2Punti] <20.0>: 12
 

L'opzione centro di base posiziona il baricentro della faccia inclinata sul piano XY dell'UCS corrente come in figura 6.4.

  Sfera   [ 3DPOLI ]

Il comando SFERA crea un solido con il centro nel punto selezionato e il raggio della lunghezza digitata o indicata col mouse. Le linee latitudinali della sfera risultano quindi parallele al piano XY. In alternativa è possibile scegliere l'opzione Diametro.

Per disegnare una Sfera sono disponibili le seguenti opzioni che sono analoghe al tracciamento di un cerchio:

  • default: inserimento del Centro e quindi specifica del Raggio;
  • 2P: viene richiesta la specifica di due punti corrispondenti al diametro della sfera;
  • 3P: si indicano i tre punti per i quali passerà il diametro della sfera;
  • TTR: Tangente / Tangente /Raggio corrisponde all'opzione analoga del cerchio e richiede due oggetti di tangenza che possono essere un cerchio, un  arco o una linea  e il Raggio  della sfera.

 

 Figura 6.5 - La SFERA viene inserita in diverse modalità: specificando il centro, il raggio o i punti di passaggio del diametro.

Cilindro   [ CILINDRO ]

La funzione CILINDRO genera un solido cilindro con le opzioni molto simili al cerchio o alla sfera. Il cilindro generato può avere la base circolare o ellittica e l'altezza come estrusione solida lungo l'asse Z dell'UCS corrente con la base su un piano parallelo al piano di lavoro.
Le opzioni per generare il Cilindro sono le seguenti:

  • Centro, Raggio, Altezza sequenza d'inserimento di default;
  • 2P:  definisce il diametro di base mediante due punti  di tangenza e quindi l'altezza;
  • 3P:  definisce il diametro di base mediante tre punti quindi richiede l'altezza;
  • TTR: Tangente / Tangente /Raggio richiede due tangenze, che possono essere sia oggetti 2D come archi o cerchi sia oggetti 3D come cilindri o sfere e da ultimo il raggio desiderato;
  • Ellittico: genera un cilindro a base ellittica con la richiesta in sequenza del Centro, Punto finale del primo asse, punto finale del secondo asse e quindi l'altezza;
  • Asse: permette di tracciare lo sviluppo dell'estrusione lungo un asse variamente inclinato nello spazio. La base è sempre perpendicolare all'asse dell'altezza

Figura 6.6 - Funzioni di generazione di un Cilindro molto simili alle modalità di tracciamento del cerchio. Con l'opzione Asse (a sinistra)  la base è sempre perpendicolare allo sviluppo dell'estrusione.

  Cono   [ CONO  – CONE]

Il comando CONO crea un solido con una base circolare o ellittica che rastrema verso un vertice o una faccia superiore.  In figura 6.7 sono visualizzate le principali modalità di costruzione di un cono solido molto simili al comando Cilindro.

 Le modalità sono le seguenti:

  • Centro, Raggio, Altezza che costituisce la modalità di default;
  • Raggio superiore: permette di creare un tronco di cono specificando il raggio della base superiore;
  • 2P:  definisce il diametro di base mediante due punti di tangenza;
  • 3P:  definisce il diametro di base mediante tre punti con specifica dell'altezza;
  • TTR: Tangente / Tangente /Raggio richiede due tangenze, che possono essere sia oggetti 2D come archi o cerchi sia oggetti 3D come cilindri o sfere e da ultimo il raggio desiderato;
  • Ellittico: genera un cono a base ellittica con la richiesta in sequenza del Centro, Punto finale del primo asse, punto finale del secondo asse e quindi l'altezza;
  • Asse: permette di tracciare il cono lungo un asse variamente inclinato nello spazio. La base è sempre perpendicolare all'asse dell'altezza.

 

figura 6.7 - Modalità di costruzione di un CONO: le opzioni sono simili al comando Cilindro.

 
  Toro    [ TORO  – TORUS]

La funzione TORO crea un solido a forma di anello individuato da due variabili di forma: raggio del toro e il raggio del tubo. La prima richiesta è la specifica del centro del solido oppure in alternativa le classiche opzioni 3P, 2P e Ttr. Il raggio del toro è relativo alla distanza fra centro e l'asse del tubo. 

I valori del raggio del toro possono anche essere negativi e in questo caso generano un solido a forma ellissoidale come in figura 6.8 dove, a sinistra, il raggio di valore negativo  -4 produce una forma affine al pallone da rugby.

 

 

Figura 6.8 - Modalità di costruzione di un TORO  con specifiche del centro del solido, del raggio del toro e del raggio del tubo. Se il raggio del toro ha valori negativi può generare forme ellissoidali.

Piramide    [PIRAMIDE ]

La funzione PIRAMIDE permette di creare un solido a forma piramidale con una base costituita da un numero variabile da 3 a 32 lati e l'altezza rastremata su un punto detto vertice.  E' possibile costruire una piramide tronca con una base superiore definita dal raggio del cerchio inscritto.

Si può creare una piramide con le seguenti opzioni:

  • Centro, Raggio, Altezza (default): il Centro è il baricentro del poligono di base, il Raggio è relativo al raggio del cerchio inscritto al poligono e l'Altezza si riferisce alla distanza del vertice rispetto all'UCS corrente;
  • Spigolo: in alternativa al centro di base è possibile specificare gli estremi di uno spigolo della base determinando così anche l'orientamento del solido;
  • Lati: permette di definire il numero di lati della piramide che possono essere nel numero da 3 a 32;
  • 2P:  a differenza del cilindro, i due punti si riferiscono all'altezza della piramide definita dalla distanza dei due punti indicati o del valore digitato;
  • Raggio superiore: permette di creare un tronco di piramide specificando il raggio del cerchio inscritto della base superiore;
  • Asse: permette di tracciare la piramide lungo un asse variamente inclinato nello spazio. La base è sempre perpendicolare all'asse dell'altezza.