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3D EN AUTOCAD Nombre: Luis Patricio Sumba Quito Universidad Politécnica Salesiana

M ARCO TEÓRICO .

Correo-e: [email protected] Abstract—En este documento se detallara las ventajas las utilidades a su vez como poder realizar de forma practica la modelación en 3D, a demas de esto la importancia que hoy en día tiene la modelación en 3D, a tal punto que permite y facilidar la representación de objetos de manera mas facil esto se da con la ayuda de AUTOCAD, dejando en el pasado el dibujo a mano y la complicidad que provocaba este.

I NTRODUCCIÓN . AutoCAD hoy en dia permite la creación de todo tipo dibujos ya sean esto, planos de casas, dieseños electronicos, electricos y muchos mas con la modelación en 3D. Es un programa cuya mayor bondad es la VERSATILIDAD, vale lo mismo para dibujos de arquitectura, mecánica, electricidad, fontanería, topografía, cartografía, etc. En cuanto a la modelación en 3D permite realizar acabados realistas, llegando a ser un programa realmente competitivo. Aún así, el desarrollo en esta modelación se ha vuelto tan practica y no depende del tipo de objetos a modelar y de la experiencia que posea en cada programa, es decir cada vez es mucho mas cómodo modelar en AutoCAD. H ISTORIA A principio de los años 80 aparecieron un conjunto de sistemas de diseño asistido por ordenador (CAM) con el objetivo de automatizar el proceso de mecanizado y poco sofisticado que existia en esa epoca, creando cintas digitales para manejar máquinas y herramienta. En 1981 Unigraphics creó el primer sistema de modelado sólido. Permitiendo al software CAD/CAM/CAE volverse una parte más integrada en el proceso de diseño de producto. Uno de los avances más espectaculares que aparecieron en esta época fue la aparición del ordenador personal, y además la aparición de Autodesk. John Walker fue el encargado de fundar Autodesk en 1982. Él y su equipo de programadores empezaron a desarrollar cinco aplicaciones de automatización. Uno de estos productos resultó ser AutoCAD, un pequeño programa de simulación gráfica 2D en aquel tiempo, pero el diseño en 3D sufrió un empujón muy importante en 1988 con las primeras versiones de Pro/ENGINEER. resultando ser un modelador muy robusto. Ya en 1988 Unigraphics adquirió Shape Data Ltd. A fianles de los 80 Alvar Green tomó el mando de AutoDesk, ayudando sobre todo a la elaboración con mayor enfasis a 3D por esta razón hoy en dia es una de las herramientas mas utilizadas en todo los areas tales como, Ingenieria civil, Arquitectura, hasta las ingenierias Electricas y Electronicas como una de las mas importantes.[1]

Ventajas de utilizar Autocad 3D Las herramientas de diseño 3D permite a ingenieros y arquitectos obtener planos con cotas y anotaciones, generar la documentación técnica y producir previsualizaciones fotorealistas de sus proyectos. Hacen posible comprobar por ejemplo si un puente será capaz de soportar las cargas sin peligros. A si mismo en ingenieria Industrial ya que las herramientas de diseño permite realizar el dibujo técnico de productos y la documentación del proceso, ádemas de otras tareas complementarías relacionadas conla presentación. También permitiendo por ejemplo simular el funcionamiento de un producto antes de su producción. Pero hoy en dia sus aplicaciones de modelación estan muy enfocadas a la animación 3D ya que permite dar rienda suelta a la creatividad de grandes profesionales de nuestro pais y del mundo, ya que es muy frecuente el uso de esta herramienta en publicidad. Pero Autocad se le puede utilizar no solamente para la construcción si no también para modelar en campos como en el diagnostico clínico, ya que la reconstruccion y vizualición tridimensional de estructuras anatómicas aportan una valiosa información muy estimable en el campo médico. Ya para el desarrollo de lo mensionado anteriormente se detallara las pautas y curiosidades que tiene el desarrollo en 3D. a) Entorno de trabajo Cada trabajo tendrá sus puntos de vista mas adecuados. Sin embargo se puede recomendar una preparación que puede ser muy útil para iniciar el modelado tridimensional. Se sabe que una visión normal al plano de trabajo permite apreciar la verdadera magnitud de los objetos pero no se tendrá noción de alturas. Ya que mayoritariamente se modela teniendo como referencia ese plano, y que también es conveniente visualizar las alturas, por esto se sugiere la disposición, que se puede establecer con el comando DDVPOINT permitiendo definir la línea de nura tridimensional.[3] Clases de modelado Se pueden crear diferentes tipos demodelos 3D • alámbricos, • de altura simulada, • sólidos y • de superficie Por supuesto existen muchas ventajas de modelación en 3D y las mas importantes estan descritas a continuación.

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b) Ventajas del modelado 3D Se puede ver el modelo desde cualquier punto de vista. Poder crear de forma automática vistas 2D auxiliares y estándar fiables. • Crear secciones y dibujos 2D. • Eliminar las líneas ocultas y realizar un sombreado realista. • Comprobar si hay interferencias. • Añadir iluminación. • Crear modelizados realistas. • Desplazarse por el modelo. • Utilizar el modelo para crear una animación. • Realizar análisis de ingeniería • Extraer datos de fabricación Pero para la elaboración de objetos solidos es muy importante tener en cuenta las siguietes recomendaciones.

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Reducir el número de prototipos requeridos[1]

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c) Creación de sólidos 3D Para la elaboración de un objeto en formas 3D básicas es decir (primitivas de sólidos) se pueden plasar: prismas rectangulares, conos, cilindros, esferas, cuñas, pirámides y toroides (arandelas). Una vez creado las formas basicas se puede combinar estas formas para crear sólidos más complejos ya sea uniéndolas o sustrayéndolas, o bien buscando su volumen de intersección (super posición). También es factible crear sólidos 3D apartir de objetos existentes, mediante cualquiera de los siguientes métodos que se enuncian a continuación:[2] • Extrusión de objetos. • Barrido de objetos a lo largo de una trayectoria. • Revolución de un objeto alrededor de un eje. • Solevación através de un conjunto de curvas. • Corte de sólidos. • Conversión de objetos planos con altura en sólidos.

Figura 2: Modelo alámbrico de un plano de una vivienda.

Modelo de superficies Los modelos de superficie nos permite definir las caras de los objeto mediante superficies (3 ó 4 lados) permite crear las siguientes formas 3D: prismas rectangulares, conos, cúpulas, mallas, pirámides, esferas, toroides (arandelas) y cuñas, entre otros. Estas mallas son las que aparecen como representaciones alámbricas hasta que se utilizan los comandos oculta, dender o modo sombra, para poder observar el dibujo final de una manera comoda.[1]

Figura 3: Modelo de superficies de un plano de una vivienda

Modelo de sólidos Figura 1: Elemento solido. A. TIPOS DE MODELOS DE DIBUJO DE 3D M ODELOS ALÁMBRICOS Un modelo alámbrico es una representación del esqueleto o de los lados de un objeto 3D a escala real mediante líneas y curvas. Utilizando estos modelos se puede: • Ver el modelo desde cualquier punto de vista. • Generar automáticamente vistas auxiliares y ortogonales estándar • Generar fácilmente vistas descompuestas y en perspectiva • Analizar relaciones espaciales, incluida la distancia más corta entre esquinas y lados para comprobar las posibles interferencias

Con el conocimiento de los modelos anteriores se nos facilita la realización este modelo representa todo el volumen de un objeto, los acabados. Su creación y modificación resulta más fácil que la de mallas y representaciones alámbricas. La creación de sólidos puede llevarse a cabo a partir de una de las formas sólidas básicas como, por ejemplo, un prisma rectangular, un cono, un cilindro, una esfera, un toroide o una cuña, o a su vez la culminación de un plano de una vivienda, mediante la extrusión de un objeto 2D a lo largo de una trayectoria o mediante su rotación sobre un eje. Una vez creado un sólido con el procedimiento anterior, puede proceder a la creación de nuevas formas sólidas complejas mediante la combinación de distintos objetos sólidos. Puede optar por unir los sólidos, sustraerlos o localizar su volumen común (parte sobre puesta).[4]

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representación de estructura alámbrica 3D y oculta las líneas que representan las caras posteriores. [1]

Figura 4: modelo de sólidos con sus terminados de un plano de una vivienda. Para realizar de una manera más ordenada es necesario tener un modelo de trabajo para realizar correctamente los gráficos se explicara lo siguiente. EDICIÓN DE SÓLIDOS Como todo se puede cambiar existe tambien en dibujo de 3D la posibilidad de cambiar es decir despues de crear un modelo sólido, se puede transformar o cambiar su aspecto mediante empalmes, chaflanes, secciones, cortes y separaciones. También puede modificar caras y aristas del modelo sólido. Las mezclas creadas con empalme o chaflan se pueden eliminar fácilmente. Puede cambiar el color o copiar una cara o lado de un sólido, región, línea, arco, círculo, elipse u objeto spline. La geometría estampada en sólidos existentes crea nuevas caras o combina caras redundantes. Al desfasar se crean caras respecto a las caras originales del modelo sólido, por ejemplo, agrandando o reduciendo el tamaño del diámetro del agujero. Si se separan los sólidos compuestos separados, se crean objetos sólidos 3D. Con la aplicación de fundas se crean capas delgadas con una altura de objeto específica.[3]

Figura 5: vistas visuales D. Tipos de estilos visuales (cont) En este tipo de estilo se da énfasis a los rellenos es decir al tipo de suavización, etc que se explica a continuación. • Realista. Sombrea los objetos y suaviza los bordes entre las caras poligonales. Se muestran los materiales que haya asociado a los objetos. • Conceptual. Sombrea los objetos y suaviza los bordes entre las caras poligonales. El sombreado utiliza el estilo de cara Gooch, una transición entre colores fríos y cálidos en vez de colores oscuros a claros. El efecto es menos realista, pero hace que resulte más fácil ver los detalles del modelo. [4]

B. Método de trabajo • • • • • • • • • • • •

Su proceso inicial es identeico al modelado en 2D. Ejecutar la aplicación de AutoCAD Control del entorno de trabajo (pantalla / periféricos) Preparación del dibujo (Gestión de ficheros) Control de la visualización 3D Estilos de visualización Vistas Control de vistas Herramientas de navegación Dibujar Introducir comandos 3D Introducir datos 3D

Figura 6: vistas. Visuales E. VISTAS Para poder determinar mejor a los objetos es importante empezar con unas vistas para determinar mejor a la pieza a estudiar • Visualización de modelos 3D a través de un sistema de proyección cilíndrica ortogonal • Tendremos que establecer la dirección de proyección • El plano del cuadro se establece siempre perpendicular a esa dirección [5]

C. Tipos de estilos visuales Para los tipos de visualización es necesario estructurar en 2D ya que este muestra los objetos utilizando líneas y curvas para representar los contornos. Los objetos ráster y OLE, y los tipos y grosores de línea están visibles . La estructura alámbrica 3D nos muestra los objetos utilizando líneas y curvas para representar los contornos. Para los objetos oculto en 3D nos permite identificar los objetos mediante una

Figura 7: vistas. • Vistas estándar. Muestran dibujo en 2D con direcciones de visualización paralela a planos XY, YZ y ZX

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docstoc.com/Sección: Modelado 3D/ Ing.GuillermoVerge, (en linea) Disponible en: http://www.docstoc.com/docs/45569470/Autocad3D—parte-3 [4] Scribd Inc/Arq. Néstor E. Duque Martínes, (en linea) Disponible en: http://es.scribd.com/doc/21140588/AutoCad3D [5] megazine.co, (en linea) Disponible en: http://megazine.co/beneficios-de-dibujo-deautocad-civil-3d-ymodelado-para-ingenieros-civiles_4b80f.html Figura 8: vistas estándar. • Puntos de vista isométricos

Figura 9: vistas isométrica. • Punto de vista personalizado (ptovista)

Figura 10: vistas personalizada C ONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES . Como concluciones se a podido evidenciar los beneficios que nos brinda la utilización de la modelación en 3D, y a su vez que se ha podido palmar sus herramientas que son mucho mas comodas que el dibujo en 2D ahorrandonos mucho mas tiempo al momento de la elaboración de los proyectos. Como recomdeaciones es necesario relizar las practicas que se realizo en 2D migrarlos a 3D para ver la diferencia que existe y ha si poder observar cuanto de tiempo podemos ahorrarnos, para esto es necesario practicar mucho y conocer todo las bondades que este metodo de dibujo nos brinda. R EFERENCIAS [1] Todo Espertos, (en linea) Disponible en: http://www.todoexpertos.com/categorias/tecnologiaeinternet/diseno-3d/respuestas/458192/historia-del-3d [2] Kevin O’Marah/Strong 2004, (en linea) Disponible en: http://images.autodesk.com/emea_s_main/files/DesigningCompetitiveAdvantage.pdf