Einen Kaktus konstruieren: SOLIDWORKS Tutorial
Dies ist die deutschsprachige Übersetzung des Beitrags von Jade Wilson 3D Designer and Solidworks Blog Contributor, auf dem SOLIDWORKS Blog.
Ich habe mich dazu entschlossen, einen Kaktus zu entwerfen. Weshalb? Weil mich Kakteen schon immer fasziniert haben – und zugegeben, es sind auch die einzigen Pflanzen, die ich besitze und erfolgreich am Leben halten kann. Was erwartet uns also? In diesem Tutorial werde ich das Ausformungs-Feature unter Anwendung der Normal zu Profil – Zwangsbedingungen demonstrieren. Ich zeige Ihnen auch, wie Sie Komponentenmuster innerhalb einer Baugruppe verwenden können, um dem Kaktus entsprechende Dornen als Komponente hinzuzufügen. Die benötigten Downloads für den Kakteen-Topf und die Dornen gibt’s hier.
Die Profile des Kaktus stellen wir durch ein Polygon und Kreismuster in einer Skizze dar. Ich habe ein größeres Kaktusprofil über dem ersten erstellt und dann das Ausformungs-Feature verwendet. Durch das Auswählen der Profile werden automatisch Übergänge zwischen den Profilen erzeugt. Um die rundere, organischere Form des Kaktus zu erhalten, müssen Beginn- und Ende Zwangsbedingungen und das Dropdown-Menü für Zwangsbedingung Beginn ausgewählt werden – für diese Option habe ich Normal zu Profil gewählt. Dadurch wird die Kurve um die Ausformung herum erstellt. Ich hätte auch die Richtungszahl erhöhen können, um die Kurve bis zum nächsten Profil zu verlängern, aber in diesem Fall habe ich die Richtungszahl bei 1 belassen.
Um die Spitze des Kaktus zu gestalten, habe ich auf einen einfachen und zugleich äußerst effektiven Trick zurückgegriffen: das Kuppel-Feature! Ich habe die obere Fläche des Kaktus und das Kuppel-Feature ausgewählt, wobei ich die Option “Kontinuierliche Kuppel” wegen der Form der gewölbten Fläche deaktiviert und die Höhe der Kuppel angepasst habe, bis sich ein erkennbarer Kaktuskopf ergeben hat. Das Kuppel-Feature kann ein sehr leistungsfähiges Werkzeug sein, um mehr Körper auf komplexen Profilen wie diesem hier zu erzeugen.
Genau so habe ich weitergemacht und mit ähnlichen Verfahren die Kaktusarme erstellt. Bei den Armen habe ich für die Ausformung der Skizzenprofile wieder Beginn und Ende Zwangsbedingungen genutzt und auch hier, um die Biegung des Arms zu erzeugen, sowohl für Beginn Zwangsbedingung als auch für Ende Zwangsbedingung Normal auf Profil gewählt. Über die Richtungszahl kann die Biegung wiederum modifiziert werden. Der zweite Arm wurde über den Befehl Körper verschieben/kopieren erstellt, auf einen Maßstab von 1:2 vergrößert und anschließend um die temporäre Achse des Pflanzentopfes gedreht.
Im nächsten Schritt habe ich einige Hilfsskizzen angelegt, um die Kaktusdornen in der Baugruppe zu platzieren. Dafür habe ich eine Kante des Kaktus in eine Skizze übernommen und einen Punkt für die Anordnung der Kaktusdornen als Muster platziert. Mit der 3D-Skizze konnte ich auch Punkte auf den Kaktusarmen hinzuzufügen und sie proportional zu den Stellen, an denen ich Stacheln anbringen wollte, verteilen. Ist man mit der Platzierung aller Hilfslinien zufrieden, einfach speichern und in die Baugruppe einfügen.
In der Baugruppe selbst war es nun möglich, einen Dorn einzufügen und mit dem ersten Führungspunkt, den ich der Kurve hinzugefügt hatte deckungsgleich zu verknüpfen. Der Dorn verfügt über einen Skizzenpunkt innerhalb des Rotationsfeatures des Teils, um den Verknüpfungsprozess in der Baugruppe zu erleichtern. Im Anschluss wäre es möglich, den Dorn mit einem linearen Komponentenmuster zu erstellen; ich habe das kurvengesteuerte Komponentenmuster gewählt. Für die Musterrichtung habe ich die Hilfsskizze des Kaktusteils verwendet und sieben Kopien entlang der Kurve im Abstand von 27 mm hinzugefügt. Damit die Dornen tangential zur Kurve verlaufen und wie ein Kaktus aussehen, habe ich in den Einstellungen Referenzpunkt Rahmenzentrum, Kurvenmethode Offset Kurve und Ausrichtungsmethode Tangential zu Kurve ausgewählt. So konnte ich alle Dornen fast senkrecht zur Kurve platzieren.
Als nächstes Muster-Feature kam das kreisförmige Komponentenmuster zum Einsatz. Dafür habe ich die temporäre Achse des Pflanzentopfs genommen und alle 7 Dornen für das Muster ausgewählt. Im Tutorial habe ich sechs referenzierte Kopien angelegt, für meine Renderings dann 12, so dass die Dornen an allen 12 Außenkanten erscheinen. Der letzte Schritt bestand darin, Duplikate der Dornen einzufügen, die an jedem einzelnen Punkt der 3D-Skizze angesetzt werden. Von hier aus konnte ich die Dornen an jedem Punkt als Referenz mit einer deckungsgleichen Verknüpfung anbringen. Mit dieser Verknüpfung sind die Dornen aber noch nicht vollständig definiert und werden nur an einem Ankerpunkt festgehalten, so dass ich die Dornen manuell in eine richtig erscheinende Position ziehen konnte. Sobald man mit der Positionierung der Dornen zufrieden ist, können, falls gewünscht, alle Teile an Ort und Stelle fixiert werden.
Mein fertiggestelltes Kaktusmodell wurde schließlich mit SOLIDWORKS Visualize gerendert. Für dieses Rendering habe ich die Tiefenschärfe in den Kameraeinstellungen aktiviert, um den Fokus auf den Kaktus zu legen und den Hintergrund unscharf zu halten. Außerdem bekam die Kaktusoberfläche eine Orangenschalentextur, um die Haut des Kaktus zu imitieren. Zum Schluss habe ich noch eine Box und ein komplexe Wand hinzugefügt, damit der Topf wirkungsvoll auf einem Regal vor einem Wandhintergrund platziert werden kann.
