Diseño en 3D de un contenedor para proyectos electrónicos


Para el modelado 3D, Tinkercad debería ayudarnos ante cualquier diseño inicial de una manera  más sencilla con el proceso de modelado 3D, tanto es así, que incluso los modeladores experimentados lo hacen  explorando las formas de Tinkercad,  pues curiosamente, una herramienta “simple” como Tinkercad puede conducir a formas complejas. Lógicamente detrás de Tinkercad y de cualquier otro programa de modelado 3D está el código, de modo que a medida que arrastra y suelta formas, los algoritmos complejos están trabajando para calcular cómo aparecerán los gráficos en la pantalla, asi que  también debería ser posible crear figuras geométricas directamente mediante código.

Para aquellos que tienen curiosidad sobre el código, OpenSCAD es una herramienta gratuita de software para explorar el modelado 3d desde esa perspectiva,  resultando  mucho mas eficiente   y concisa   en el  proceso de diseño que cualquier otra herramienta gráfica como por ejemplo Tinkercad.

A diferencia de Tinkercad, OpenSCAD no es una aplicación basada en la web de  modo que si esta interesado  en la herramienta   tendrá que descargarla ( OpenSCAD se puede descargar gartis en http://www.openscad.org y está disponible para Windows, Mac OS X y Linux)   e instalarla en su PC para usarla.

La interfaz OpenSCAD es sencilla  en comparación con Tinkercad ,constando  de sólo tres ventanas, siendo la ventana de la izquierda un editor de texto utilizado para ingresar el código.

panel

Con OpenSCAD está diseñando código,pero no se preocupe: escribir código con Open SCAD es similar al uso de HTML en una página web, siendo el código para crear objetos  autoexplicativo  (por ejemplo, el comando del cubo crea cubos, el comando de esfera crea esferas y el comando del cilindro crea cilindros, etc).

Probablemente haya alrededor de 60 comandos en OpenSCAD, muchos de los cuales  permitirán manipular la geometría ,  como por ejemplo mover, rotar, escalar y usar operaciones booleanas para combinar objetos, pero no se preocupe porque  para modelar  la mayoría de la piezas solo necesitaran  unos pocos comandos como  son union , difference, translate, cylinder o  cube.

Las secuencias de comandos en el lenguaje de OpenSCAD se utilizan para crear modelos en 2D o 3D, veamos a continuacion un ejemplo del diseño de una caja para albergar proyectos electronicos completamente personliazable, para lo cual usaremos el poderoso comando hull () de OpenSCAD y el simple offset () para crear el cuadro de proyecto más fácil de todos.

 Es de destacar que conseguiremos esquinas redondeadas fáciles (sin restas complicadas), aunque en términos de concepto, esto puede no ser «fácil», es fácil en el sentido de que es conciso y demuestra algunos conceptos eficientes.

Conceptos utilizados:

  • Subsistema 2d
    • cuadrado : sqare()
    • compensar: offset()
  • Sistema 3d
    • cáscara: hull()
    • extrusión_lineal:lineal_extrude ()
    • rotate_extrude: rotate_extrude ()
    • escala: scale()
    • redimensionar : resize()
  • Módulos
  • Comprensión de listas

Empiece con las paredes

Comenzamos haciendo las paredes usando el subsistema 2d. Pero antes de hacer esto, agreguemos algunas variables globales que usaremos a lo largo del tutorial. Añádalos a su ide de OpenSCAD. (Los comentarios son para el personalizador)

BOX_W = 80; // Ancho de caja
BOX_L = 120; // Longitud de la caja
BOX_H = 12; // Altura de la caja
SCREW_SIZE = 3; // Tamaño de tornillo en mm
CORNER_RADIUS = 3; // Radio de las esquinas
WALL_THICKNESS = 2; // Espesor de la pared

Luego agregue un cuadrado () después de las variables usando el Ancho y Largo

sqare ([BOX_W, BOX_L]);

Redondearemos las esquinas con el comando offset (), colocaremos este offset () antes del cuadrado ().

offset (r = CORNER_RADIUS) sqare ([BOX_W, BOX_L]);

A continuación, eliminaremos la parte interior, con diferencia () y otro cuadrado (). Restaremos el grosor de la pared para eliminar todo menos la pared.

difference(){
    offset (r = CORNER_RADIUS) sqare ([BOX_W, BOX_L]);
    square ([BOX_W-WALL_THICKNESS, BOX_L-WALL_THICKNESS]);
}

Hay dos cosas que tendremos que ajustar. Primero, la pared interior no está bien posicionada, así que centremos ambos cuadrados

difference(){
    offset(r=CORNER_RADIUS) square( [BOX_W, BOX_L] );
    square( [BOX_W-WALL_THICKNESS, BOX_L-WALL_THICKNESS] );
}

Ahora usemos offset () para agregar un radio interno. Para calcular el radio interior restaremos el espesor de la pared del radio de la esquina.

difference(){
    offset(r=CORNER_RADIUS) 
        square( [BOX_W, BOX_L], center=true );
    offset( r= CORNER_RADIUS - WALL_THICKNESS )
        square( [BOX_W-WALL_THICKNESS, BOX_L-WALL_THICKNESS], center=true );
}

Por último, para la pared, solo necesitamos darle altura. Podemos usar lienar_extrude para dar la altura de la caja. Agregue un linear_extrude () usando BOX_H para el parámetro, en la línea arriba de la diferencia.

linear_extrude( BOX_H )

Añadiendo la parte inferior.

Queremos un fondo que tenga bordes redondeados. Aquí es donde entra hull () podemos usar hull () con cuatro esferas () para crear un rectángulo con bordes redondeados. Queremos agregar cuatro, usamos la comprensión de listas para no tener interminables traducciones ().

Primero crearemos una lista de coordenadas.

coordinates = [[0,0], [0,120], [80,120], [80,0]];

Luego usaremos la variable de coordenadas en un bucle for para iterar usando un bucle for.

for (i = coordinates)

Cada vez que pasemos por el bucle agregaremos una esfera y la trasladaremos por las coordenadas. Aquí está el código completo para agregar:

coordinates = [ [0,0],[0,BOX_L],[BOX_W,BOX_L],[BOX_W,0] ];
for (i = coordinates)
    translate(i) sphere(CORNER_RADIUS);

Ahora pongamos todo el objeto en un casco () Observe cómo no necesita agregar corchetes {} ya que el bucle for es el hijo directo del casco (). Como resultado, el casco funciona con los resultados de for ()

coordinates = [ [0,0],[0,BOX_L],[BOX_W,BOX_L],[BOX_W,0] ];
hull()
   for (i = coordinates)
      translate(i) sphere(CORNER_RADIUS);

Necesitaremos trasladar el casco resultante para que quede debajo de la pared. Agregue una traducción sobre el casco () usando la mitad del ancho de la caja y la mitad de la longitud de la caja. Anotemos también $ fn = 25; en la parte superior de nuestro código para que podamos ver las cosas un poco mejor.

translate ([-BOX_W / 2, -BOX_L / 2])

Podemos agregar cilindros para tornillos de la misma manera que hicimos las cuatro esferas. Ya tenemos las coordenadas de la parte inferior, así que podemos usarlas. pero necesitamos moverlos en algunos.

for (i = coordinates)
   translate(i) 
      difference(){
          cylinder(h=BOX_H,r=CORNER_RADIUS);
          cylinder(h=BOX_H,r=CORNER_RADIUS - SCREW_SIZE);       
}

Usé rend (f6) para que podamos ver los agujeros.

A continuación, debemos mover las publicaciones para que coincidan con el cuadro. coloque un translate () delante del bucle for (). Esto moverá todo el «conjunto» a su posición.

traslate ([-BOX_W / 2, -BOX_L / 2])

Eso nos da cilindros, pero están demasiado cerca del borde, podríamos crear un segundo conjunto de coordenadas para el segundo bucle, pero se vuelve bastante complicado. Se vería así:

coordinates = [[0 + 10,0 + 10], [0 + 10, BOX_L = -10], [BOX_W-10, BOX_L-10], [BOX_W-10,0 + 10]];

En su lugar, usemos resize () y scale () para hacer lo mismo.

Primero use un resize () para establecer las cuatro publicaciones en su posición final. Los valores serán el ancho y el largo entre el centro de las publicaciones. Agregue resize () delante del bucle for () para los cilindros. Para empezar, usaremos valores fijos.

resize ([75,110,0])

Puede notar que las publicaciones se mueven pero se hacen más pequeñas (es un pequeño cambio). Podemos usar la escala para restablecer las publicaciones a su tamaño original. Agregue el comando de escala justo antes de la diferencia para los cilindros.

scale ([BOX_W / 75, BOX_L / 110])

Ahora las publicaciones tienen el tamaño original.

Aquí hay un antes y un después. Realmente es difícil ver la diferencia, pero está ahí.

Creemos una variable y veamos el bloque de código completo. Agregar POST_OFFSET = 10; al principio de su código. Tendremos que restar eso en resize () y scale () del ancho y alto del cuadro, usaremos intermediarios para que sea más fácil de entender. También necesitamos dividir SCREW_SiZE por 2 para que represente un radio, no el diámetro dado. Veamos el código:

POST_OFFSET=10;

... otro código ...

p_w = BOX_W - POST_OFFSET;
p_l = BOX_L - POST_OFFSET;

resize([p_w,p_l,0]) // Mueve las publicaciones desde el borde
    translate([-BOX_W/2,-BOX_L/2,0])
       for (i = coordinates)
           translate(i)
           scale([BOX_W/p_w,BOX_L/p_l])
               difference(){
                 cylinder(h=BOX_H,r=CORNER_RADIUS);
                 cylinder(h=BOX_H,r=SCREW_SIZE/2);
               }POST_OFFSET = 10;



¡Eso es todo lo que hay! Hay algunas mejoras que podemos hacer, pero esto funcionará bastante bien por ahora. Aquí está el código final completo para jugar. Algunos cambios importantes que necesitaríamos son:

  • Establecer el suelo (inferior) en WALL_THICKNESS
  • Usando un valor o cálculo separado para el cilindro exterior del poste

Pero tendremos que tener una parte dos para eso ya que esta publicación se está alargando.

Super_Project_Box$fn=25;
BOX_W = 80; // Box Width
BOX_L = 120;// Box Length
BOX_H = 12; // Box Height

SCREW_SIZE = 1.5; // Screw size radius.

CORNER_RADIUS = 3; // Radius of corners
WALL_THICKNESS = 2;// Wall Thickness

POST_OFFSET=10;

linear_extrude( BOX_H )
    difference(){
        offset(r=CORNER_RADIUS) 
            square( [BOX_W, BOX_L], center=true );
        
        offset( r= CORNER_RADIUS - WALL_THICKNESS )
            square( [BOX_W-WALL_THICKNESS, BOX_L-WALL_THICKNESS], center=true );
    }


coordinates = [ [0,0],[0,BOX_L],[BOX_W,BOX_L],[BOX_W,0] ];

translate ( [-BOX_W/2, -BOX_L/2] )
    hull()
    for (i = coordinates)
        translate(i) sphere(CORNER_RADIUS);

p_w = BOX_W - POST_OFFSET;
p_l = BOX_L - POST_OFFSET;

resize([p_w,p_l,0]) // Move the posts in from the edge
    translate([-BOX_W/2,-BOX_L/2,0])
       for (i = coordinates)
           translate(i)
           scale([BOX_W/p_w,BOX_L/p_l])
               difference(){
                 cylinder(h=BOX_H,r=CORNER_RADIUS);
                 cylinder(h=BOX_H,r=SCREW_SIZE/2);
               }

Mas información en en http://www.openscad.info

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