Programación, Robótica e Impresión 3D: Primeros pasos con FreeCAD

Para ir terminando la parte de impresión 3D, vamos a ver otro programa más para diseño en 3D, que es FreeCAD.

FreeCAD es un programa de software libre de diseño de piezas 3D multiplataforma, es decir, existen instaladores para Windows, Linux y MacOS. Como es software libre, las fuentes están disponibles para todo el mundo que quiera estudiarlo o mejorarlo. Al estar en continuo movimiento, vamos teniendo actualizaciones que mejoran el programa. A día de hoy la versión estable es la 0.16, pero en pocos días será publicada la versión 0.17.

Para empezar a ver cómo funciona este maravilloso programa de diseño 3D, vamos a basarnos en lo que Obijuan, un maestro del software libre y del FreeCAD, ha hecho en todos sus años de estudio. Nos basaremos en el curso que hizo este invierno en el CTIF Madrid-Capital y al que pude asistir y tenemos ahí toda la documentación que vamos a desarrollar.

Señalar además que si quieres seguir aprendiendo por tu cuenta, tenemos sus videotutoriales disponibles (FreeCAD. Temporada I (Wiki) (Vídeos) y FreeCAD. Temporada II (Wiki) (Vídeos)). Son totalmente recomendables y muy buenos para empezar desde cero.

Navegación básica

¡Empezamos con FreeCAD! Vamos a navegar por algunos proyectos ya hechos, para familiarizarnos con la interfaz gráfica y la navegación en 3D.

Menús de FreeCAD organizados en el espacio de trabajo Part

Configuración:

Arrancar FreeCAD y empecemos a configurarlo a nuestro gusto.

Entrar en escenario Part
Entramos en Editar/Preferencias
Idioma: General/General/Idioma (por si no lo tenemos en español).
Iniciar con Part: General/General/Iniciar (Escenario Part)
Documento nuevo al arrancar: General/Documento/Crear un documento nuevo al iniciar
Navegación Blender: Visualización/Vista 3D/Navegación 3D = Blender
Antialiasing: Visualización/Vista 3D/Anti-aliasing (MSAA 8x)
Fondo: Visualización/Colores/Color de Fondo
Refinado: Diseño de piezas/General/Configuraciones del modelo: Activar las 3 opciones -> para que al unir piezas quede mejor diseñado.
Cerrar FreeCAD y volver a entrar para asegurarse que todo está ok.

Ejemplo 1: Escenario con botella, lata y moneda: Abrir el ejemplo 01-bottle-can-euro.fcstd.

Practicaremos con este ejemplo el uso del ratón como viene en estos apuntes.

Zoom in/out: Con rueda del ratón
Rotación de la cámara: Apretar botón central + mover ratón
Desplazamiento de la cámara: Apretar botón central + mover ratón + shift
Ajustar el modelo 3D a la pantalla
Ajustar el modelo 3D seleccionado a la pantalla
Vista ortográfica / perspectiva
Botón de vistas: axonométrica, frontal, lateral, superior
Quitar y poner panel (vista combinada)
Ocultar/ver piezas (tecla espacio)
Árbol de piezas

Geometría Constructiva

Hay varias técnicas de modelado en 3D. Una muy sencilla es la Geometría constructiva. Los objetos primitivos, como cubos, esferas, cilindros, etc se combinan entre sí aplicando las operaciones booleanas: uniones, diferencias e intersecciones. Primero se colocan los objetos primitivos (traslaciones, rotaciones) y luego se aplican estas operaciones

Traslaciones

Es decir, cómo podemos mover los objetos. Se puede hacer pulsando doble clic en el objeto y luego mover con cuidado la pieza. Lo hacemos pinchando y arrastrando con los iconos de color verde (como se ve en la imagen). Cada uno de ellos lo moverá en dos dimensiones (en xy, xz, yz, según sea uno u otro icono). Si pinchamos en otro lado, rotaremos.

Pero el mejor modo, el más afinado, es con las propiedades del objeto, que podremos especificar claramente su posición en el espacio con sus coordenadas.

Abrimos el fichero con los objetos de referencia: 01-bottle-can-euro.fcstd
Seleccionamos el Escenario de trabajo Part
Ejercicio 1: Mover la moneda de Euro y colocarla sobre la botella.
Ejercicio 2: Colocar ahora la lata debajo de la botella. Así tenemos la lata, encima la botella y sobre ella la moneda.

Objeto primitivo "Hola mundo": un cubo

Activar el sistema de referencia origen: Ver -> Activar/desactivar cruces de los ejes.
Colocar un cubo en la hoja del ejemplo anterior.

Vemos que el cubo que sale por defecto es muy pequeño. Lo sabemos porque tenemos los otros objetos de referencia para comparar

Ver las propiedades del Cubo
Cambiar sus dimensiones
Cambio de color
Material: Oro
Ejemplo: Dejar las dimensiones 10x10x3mm
Sombreado
Meter decimales
Ejercicio 3: Hacer el Monolito de Odisea del Espacio, de dimensiones 10x40x90.

Operación de Unión

Usaremos la operación de unión para fusionar dos cubos por sus esquinas.

Cada vez que se hace una operación, queremos que automáticamente se refine el nuevo objeto creado, para eliminar las aristas sobrantes.

Esto hay que configurarlo en Preferencias/Diseño de Piezas en la pestaña de General hay que activar las tres primeras opciones que aparecen.

La operación de unión se puede usar también con objetos que no se tocan. Esto nos resultará muy útil para agrupar objetos, y poder restarlos todos de una vez

Ejemplo: unión de 2 cubos
- Comprobar las propiedades: Editar/Preferencias/Diseño Piezas
- Cambiar tamaño cubo dentro de la fusión.
Ejercicio: piezas tetris