Tutorial 06: Operaciones con sólidos

SólidosEn el mundo real, los objetos 3D y los elementos orgánicos e inorgánicos están formados a partir de la adición, sustracción, edición y/o modificación de cuerpos geométricos 3D básicos conocidos como primitivas. como en todo programa 3D que se precie, AutoCAD dispone de varias primitivas las cuales son: Caja (Box), Cilindro (Cylinder), Esfera (Sphere), Cono (Cone), Pirámide (Pyramid), Cuña (Wedge), Dona (Torus) y el Plano 2D (comando plane o planesurf según la versión de AutoCAD). Y además tenemos la función Polisólido (polysolid), el cual se trata en profundidad en el Tutorial 08.

Al igual que en la realidad, la deformación y manipulación de estas formas nos permitirán ir construyendo nuestros modelos 3D en AutoCAD. AutoCAD 3D posee varias herramientas que nos permitirán realizar varias operaciones con los sólidos para modificar su forma y/o editarlos, las cuales podemos apreciar en el siguiente menú, el cual se obtiene al ir a la persiana solid del modo 3D Modeling:

botones_edicionsolidos

Operaciones Booleanas (Boolean)

Las operaciones Booleanas nos permitirán añadir o quitar porciones de cualquier sólido para definir nuestros objetos. Antes de prodecer con las booleanas debemos asegurarnos de lo siguiente:

– Los elementos deben estar siempre traslapados, o de lo contrario no funcionarán.

Las operaciones booleanas disponibles son las siguientes:

Union (comando union): une un sólido con otro para formar un solo elemento. Para activarlo ejecutamos el comando y presionamos enter, luego elegimos las formas a unir y presionamos enter para finalizar.

booleanboolean_union

Diferencia (comando subtract): resta un sólido respecto a otro. Para activarlo ejecutamos el comando y presionamos enter, pero en este caso primero seleccionaremos el objeto que se conservará y presionamos enter, luego elegiremos el o los que serán restados, para finalizar con enter.

booleanboolean_subtract

En el ejemplo se ha sustraido el cilindro a la caja. en el caso de subtract, los resultados son diferentes según se elija primero la caja o el cilindro.

Intersección (intersect): remueve ambos sólidos pero deja la porción común entre ambos sólidos (derecha). En este caso elegiremos las formas a intersectar y presionamos enter para finalizar. Intersect sólo funciona con dos formas traslapadas.

booleanboolean_intersection

Corte (Slice)

Slice nos permite cortar el sólido en la forma que queramos. Para ejecutar el comando escribimos slice, luego elegimos el sólido y luego presionamos enter. Nos aparecerá el siguiente menú de opciones:

botones_slice

Donde tenemos lo siguiente:

Planar Object (O): usa una forma 2D rectangular o curva para cortar el sólido a través del área virtual formada entre el sólido y la forma. Por esto es que la forma 2D debe atravesar todo el sólido para que funcione. Al activar la opción, elegimos primero la forma 2D y luego presionamos enter para finalizar el comando.

slice01b_planarobjectslice01b_planarobject2 

Surface (S): similar a planar Object pero en este caso utiliza una superficie 2D que atraviesa el sólido para cortarlo. Al activar la opción, elegimos primero la superficie 2D y luego presionamos enter para finalizar el comando.

slice01b_surface slice01b_surface2

Zaxis (Z): esta opción permite cortar el sólido de forma perpendicular a la línea normal del eje. Al activar la opción, debemos elegir el punto desde donde comenzará el corte y después el punto final. El sólido se cortará mediante un plano perpendicular a esta línea.

slice01b_zaxis slice01b_zaxis2

View (V): esta opción permite cortar el sólido en un plano paralelo a la vista o perspectiva en la que observamos el objeto. Al activar la opción, debemos elegir el punto desde donde comenzará el corte y luego presionamos enter. El sólido se cortará mediante un plano paralelo a la vista.

slice01b_viewslice01b_view2

XY: corta el sólido aplicando el plano XY en cualquier altura, pero el punto debe estar fuera de este. Al activar la opción, debemos elegir el punto desde donde comenzará el corte y después el punto final.

slice01b_xy slice01b_xy2

YZ: corta el sólido aplicando el plano YZ en cualquier punto dentro o fuera de este, siempre y cuando la cara del sólido no sea paralela a este plano. Al activar la opción, debemos elegir el punto desde donde comenzará el corte y luego presionamos enter para ver el resultado.

slice01b_yz slice01b_yz2

ZX: corta aplicando el plano ZX en cualquier punto dentro o fuera de este, siempre y cuando la cara del sólido no sea paralela a este plano. Al activar la opción, debemos elegir el punto desde donde comenzará el corte y luego presionamos enter para ver el resultado.

slice01b_zx slice01b_zx2

3points (3): esta es la opción por defecto y nos permite cortar el sólido mediante 3 puntos cualquiera que elijamos siempre y cuando estos formen un plano virtual. en este caso basta elegir cada punto y luego presionamos enter para ver el resultado.

slice01 slice01b_3points

Thicken (Extruir superficies)

Esta operación sólo funciona en superficies 2D, y nos permite extruirlas y por ello convertirla a 3D definiendo una altura. Para activarlo escribimos thicken y presionamos enter, luego elegimos la superficie a extruir y presionamos enter, luego definimos la altura y luego enter para finalizar el comando.

thickenthicken2

Interfere (interferir)

interfere interfere_check

Esta operación crea un sólido temporal el cual es la intersección entre dos sólidos. Este puede ser visualizado y también extraído formando un nuevo sólido 3D. Para activarlo escribimos interfere y presionamos enter, luego elegimos los objetos y presionamos enter para finalizar el comando.

interfere_settingsSi ejecutamos el comando y no presionamos enter luego de elegir los objetos nos aparecen las siguientes opciones:

 Nested selection (N): selecciona las formas 3D.

Settings (S): podremos modificar el color del sólido resultante, el estilo visual y destacar la interferencia.

Luego de editar estas opciones aparecen otras que son:

interfere_settings2Check first set (K): con esta opción podemos revisar el sólido intersectado. En previous veremos la malla del sólido resultante y en next la visualización por defecto, además que podremos realizar Zoom, Pan u Orbit mediante los botones del lado derecho. Si desmarcamos la opción “Delete interference objects created on Close” se creará en 3D el sólido de la intersección, aunque los objetos 3D originales permanecerán sin cambios.

interfere_check2interfere_final

Imprint (imprimir en una cara)

Esta operación imprime una forma 2D en un sólido siempre y cuando ambos estén en el mismo plano. Para ejecutarlo primero escribimos imprint y presionamos enter, luego elegimos el objeto 3D, seguimos con la forma 2D y finalmente el programa nos pregunta si borramos el objeto de origen. Si lo hacemos correctamente, se creará la impresión de la forma 2D en la cara del sólido y a su vez será una nueva cara de este.

imprintimprint2

Extract Edge (extraer lado)

Esta operación nos permite extraer los lados de cualquier sólido 3D los cuales se convierten en líneas. Para ejecutarlo primero escribimos xedges y presionamos enter, luego elegimos el o los objetos 3D y finalizamos el comando con enter. Si lo hacemos correctamente, todos los lados se habrán extraído sin afectar al sólido 3D.

extract_edgesextract_edges2

Offset Edge (equidistar lado)

Esta operación es similar al comando offset ya que nos permite crear polilíneas equidistantes en uno o más lados de la cara de la forma 3D. Para ejecutarlo escribimos offsetedge en la barra de comandos y luego elegimos con un click cualquier cara del sólido. Luego definimos un punto cualquiera de la cara el cual será la distancia y finalizamos el comando con enter.

offset_edge

Antes de definir el punto tenemos las siguientes opciones disponibles:

Distance (D): podemos definir la distancia del offset y el punto hacia  dónde va la nueva forma, de forma similar a offset normal. si la distancia es negativa, las líneas se formarán fuera del lado.

offset_edgeb_distance

Corner (C): permite definir el tipo de esquina. Por defecto es la opción Sharp (S) pero si elegimos Round (R), las esquinas serán curvadas.

offset_edgeb_corner_round

Fillet Edge (redondear lado)

Esta operación es similar al comando fillet ya que nos permite redondear una o más aristas de la forma 3D. Para ejecutarlo escribimos filletedge en la barra de comandos y presionamos enter, luego elegimos con un click cualquier arista del sólido y luego finalizamos el comando con enter.

fillet_edge

Al igual que con Offset Edge tenemos las siguientes opciones disponibles:

Chain (C): podemos elegir los lados de forma manual, a nuestro gusto. Una vez definida la cadena, presionamos enter para aceptar y terminar la operación.

fillet_edge_chainfillet_edge_chain2

Loop (L): podemos definir un loop o ciclo de aristas de forma automática. Por defecto tomará una cara completa del elemento 3D. Una vez definido el ciclo, presionamos enter para aceptar y terminar la operación.

fillet_edge_loopfillet_edge_loop2

Radius (R): esta opción permite definir o cambiar el radio del redondeo. Después de escribir la opción y presionar enter el programa nos pedirá el nuevo radio. También podremos realizar esto antes de terminar el comando si tomamos la flecha azul, luego escribimos el radio y finalizamos con enter.

fillet_edge_loop_radius

Chamfer Edge (achaflanar lado)

Esta operación es similar al comando chamfer ya que nos permite achaflanar una o más aristas de la forma 3D. Para ejecutarlo escribimos chamferedge en la barra de comandos y presionamos enter, luego elegimos con un click una o más aristas del sólido y luego finalizamos el comando con enter.

chamfer_edge

Al igual que con Fillet Edge tenemos las siguientes opciones disponibles:

Loop (L): podemos definir un loop o ciclo de aristas de forma automática. Por defecto tomará una cara completa del elemento 3D. Si queremos elegir los lados de forma manual podemos cambiar a la opción Edge (E), pero esto funcionará sólo dentro del loop.

chamfer_edge_loopchamfer_edge_loop2

Distance (D): esta opción permite definir o cambiar las distancias del chaflán. Después de escribir la opción y presionar enter el programa nos pedirá la distancia 1 y luego la distancia 2. Al igual que con Fillet Edge podremos realizar esto antes de terminar el comando tomando las flechas azules y definiendo las distancias.

chamfer_edge_loop_edgechamfer_edge_loop_edge2

Extrude Faces (Extruir caras)

extrude_facesextrude_faces2_angulo10

Esta operación es similar al comando extrude ya que nos permite extruir una o más caras de la forma 3D. Para ejecutarlo se debe clickear en la opción Extrude Faces en el menú puesto que no posee un comando propio en la barra de comandos ya que este es parte del comando general solidedit (el cual se verá más abajo), luego elegimos con un click una o más caras del sólido, presionamos enter y definimos una distancia para la extrusión (o elegimos dos puntos), presionamos enter y luego definimos un ángulo de extrusión para luego finalizar el comando con enter. Antes de fijar la distancia de extrusión tenemos las siguientes opciones:

Undo (U): deshace la última acción de selección.
ALL: selecciona todas las caras.
Remove (R): podemos remover una o más caras de la selección.

La altura de extrusión puede definirse mediante una distancia o simplemente dos puntos, y además tenemos una tercera opción llamada path (recorrido). En cuanto a las distancias es interesante consignar que dependiendo del valor que le demos al ángulo la extrusión irá hacia adentro o hacia afuera. Si el ángulo es 0, la extrusión es recta (de forma similar al comando extrude) pero si el ángulo es positivo la extrusión irá hacia adentro, por ende los ángulos negativos harán que la extrusión vaya hacia afuera. En cuanto a la distancia, si es negativa la extrusión será hacia el interior del objeto 3D y si es positiva será hacia afuera.

extrude_faces2_angulo10

Extrusión con ángulo positivo.

extrude_faces2_angulo-10

Extrusión con ángulo negativo.

Una opción interesante de este comando es Path (P), la cual nos permite tomar una línea como referencia para la extrusión lo que hará que el sentido y la altura de esta sea la del recorrido. Para ello vamos a la opción path, seleccionamos la línea y al hacer click se ejecutará la extrusión de manera automática.

extrude_faces2_pathextrude_faces2_path2

Offset Faces (Desplazar caras)

Esta operación es similar al comando Extrude Faces ya que nos permite desplazar una o más caras de la forma 3D, y con ello se modificará todo el sólido. Para ejecutarlo se debe clickear en la opción Offset Faces en el menú puesto que no posee un comando propio en la barra de comandos ya que este es parte del comando general solidedit (el cual se verá más abajo), luego elegimos con un click una o más caras del sólido, presionamos enter y definimos una distancia para la extrusión (o elegimos dos puntos) para luego finalizar el comando con enter. Antes de fijar la distancia de extrusión tenemos las mismas opciones que en el caso de Extrude Faces (Undo, ALL, Remove). En cuanto a la distancia, si es negativa el desplazamiento será hacia el interior del objeto 3D y si es positiva será hacia afuera.

offset_facesoffset_faces2

Taper Faces (Estrechar caras)

 Esta operación nos permite estrechar una o más caras de la forma 3D mediante el giro de estas, y con ello se modificará todo el sólido. Para ejecutarlo se debe clickear en la opción Taper Faces en el menú puesto que no posee un comando propio en la barra de comandos ya que este es parte del comando general solidedit (el cual se verá más abajo), luego elegimos con un click una o más caras del sólido, presionamos enter y definimos primero el punto base para el pivote de la cara y luego el punto final, luego el programa nos pedirá un ángulo de rotación y finalizamos el comando con enter. Antes de fijar la distancia de extrusión tenemos las mismas opciones que en el caso de Extrude Faces (Undo, ALL, Remove).

taper_facestaper_faces2

En este ejemplo se toma como línea de pivote los puntos marcados en las imágenes. El primer punto (imagen izquierda) es el punto base de pivote.

Al igual que en el caso de Extrude Faces, el ángulo influye en el resultado de la operación. Si este es positivo el giro será contrarreloj respecto del punto base, y si es negativo será a favor de este.

taper_faces3

Taper con ángulo positivo, respecto al ejemplo de arriba.

taper_faces4

Taper con ángulo negativo, respecto al ejemplo de arriba.

Shell (Cáscara)

Esta operación es similar al comando Offset Edge pero Shell nos permitirá definir el espacio interno de un sólido 3D ya que mueve todas las caras al mismo tiempo y por ello nos dará un grosor. Para ejecutarlo se debe clickear en la opción Shell en el menú puesto que no posee un comando propio en la barra de comandos ya que este es parte del comando general solidedit (el cual se verá más abajo), luego elegimos con un click sólido, presionamos enter y definimos una distancia para el shell, y luego finalizamos el comando con enter. Antes de fijar la distancia de extrusión tenemos las mismas opciones que en el caso de Extrude Faces (Undo, ALL, Remove). En cuanto a la distancia, si es negativa el espacio vacío será definido por el tamaño del sólido 3D y el grosor irá hacia afuera y si es positiva se formará el espacio interno, y el grosor irá hacia adentro del sólido.

shellshell2

En el ejemplo, la distancia es positiva y por ende el grosor va hacia adentro de la caja.

Separate (Separar sólidos)

separate separate02

Cuando realizamos operaciones booleanas como subtract y por ende cortamos objetos 3D, usualmente el sólido se selecciona como un solo elemento a pesar de estar separado. Con esta operación podremos convertirlos en formas independientes. Para ejecutarlo se debe clickear en la opción Separate en el menú puesto que no posee un comando propio en la barra de comandos ya que este es parte del comando general solidedit (el cual se verá más abajo), luego elegimos con un click sólido, presionamos enter y volvemos a confirmar con enter para finalizar el comando. notaremos ahora que el sólido está separado en formas independientes.

separate03

Check (Revisar)

Esta opción nos permite revisar si la geometría 3D es válida o no. Lo ejecutamos presionando el ícono Check y luego seleccionando el sólido, para luego finalizar el chequeo con enter.

Clean (Limpiar)

Esta opción nos permite limpiar el sólido de caras, aristas y vértices duplicados o redundantes (ideal cuando hay errores de sólidos). Lo ejecutamos presionando el ícono Clean y luego seleccionando el sólido, para luego finalizar el chequeo con enter.

Comando Solidedit (editsolido)

Como se vio en el caso de Taper faces, Check o Clean, algunas operaciones con sólidos no tienen un comando propio sino que son parte de un comando más amplio llamado solidedit (o editsolido en español). Este comando posee todas las operaciones de sólidos vistas antes pero incorpora otras funciones nuevas. Lo ejecutamos escribiendo en la barra de comandos solidedit y presionamos enter. Nos aparecen las opciones de la imagen de abajo donde podremos elegir el nivel de subobjeto en el que queremos trabajar:

Face (F): toma una o más caras del objeto.
Edge (E): toma una o más lados del objeto.
Body (B): toma el cuerpo del objeto.
Undo (U): deshacer.
Exit (X): salir de solidedit.

Para el caso de los sólidos 3D nos conviene elegir Edge o Face según corresponda. al elegir la opción nos aparece el menú de abajo donde veremos las funciones ya conocidas como taper, offset y otras nuevas funciones:

botones_soledit

Donde tenemos lo siguiente:

Copy (C): copia una cara o lado. Se ejecuta de forma similar al comando copy pues elegimos  punto base y luego el punto final donde va la copia.

solidedit_copysolidedit_copy2

Move (M): mueve una cara o lado. Se ejecuta de forma similar al comando move pues elegimos  punto base y luego el punto final donde va la copia. Esta operación deformará la figura y por lo tanto afectará a todo el sólido.

solidedit_movesolidedit_move2

Rotate (R): rota la cara según una línea base y un ángulo. Si este es positivo irá hacia la izquierda (contrarreloj) y si es negativo hacia la derecha. Una vez que elegimos esta opción elegimos la o las caras y presionamos enter, procedemos a definir dos puntos para formar la línea que será el eje del pivote, aunque además tendremos la opción de rotar en la vista (V), en el eje X, eje Y, eje Z y el eje del objeto (A).

solidedit_rotatesolidedit_rotate2

En el ejemplo la cara ha sido rotada con un ángulo de -50. Esta operación afectará a la forma final.

Delete (D): si tenemos una forma modificada con operaciones como extrude, fillet o chamfer, podremos borrar las acciones anteriores de estos ejecutados en esa cara o en el sólido completo. Para activarlo elegimos la opción delete, seleccionamos la cara a modificar y presionamos enter para ver el resultado.

solidedit_deletesolidedit_delete2

Color (L): en esta opción podremos cambiar el color en una o más caras del objeto. Elegimos color y luego seleccionamos las caras, presionamos enter y nos aparecerá la paleta de colores donde podremos cambiar al color que queramos.

solidedit_color solidedit_color2

Material (A): esta opción es similar a color pero funciona con los materiales aplicados, ya que podremos cambiar el material en una o más caras del objeto. Elegimos material y luego seleccionamos la o las caras, presionamos enter y el programa nos pedirá el nombre del nuevo material, el cual deberá escribirse con el mismo nombre que tiene en el editor de materiales (Material Browser). Finalmente presionamos enter para cancelar el comando.

solidedit_materialsolidedit_material2 

Este es el fin del tutorial 06.

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6 comentarios en “Tutorial 06: Operaciones con sólidos”

  1. Buenas Tardes un buen post te felicito
    Pero quisiera saber si hay la forma de poder poner nombre a los solidos 3D

    si me dejo entender tengo un proyecto X; en lo cual tengo varios [Caja (Box)] la cual son de diferentes medidas tanto en altura y tamaño que se usa como bases de para bombas, equipos, etc… lo queremos hacer es colocar los nombre individual a acaba box ejemplo: “base 110_01” , “base 110_02”,etc ….. para identificar ya que son proyectos grandes lo que se hace en la empresa que laboro. Por favor espero su respuesta lo antes posible

    Bueno si hay un Autolisp o Plugin

  2. hola, tengo un problema con mi icono taper faces, tengo ya dos dias tratando de usarlo y no me deja, ya no hace la inclinacion que le pido por ejemplo a 45º pero no lo hace, tu puedes ayudarme?

  3. muy buenos ejercicios , excelente explicacion y las graficas ayudan a entender bien el contenido de la misma.

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