Erste Schritte mit 3D-Modellierung für den Druck mit Blender

BY admin
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Das Erstellen eigener druckfertiger 3D-Modelle muss nicht schwierig sein. Hier wirft Alastair Jennings einen Blick darauf, wie Sie mit Blender mit den Grundlagen der 3D-Modellierung für den Druck beginnen können.

Was Sie brauchen

  • Betriebssystem: Windows / Mac oder Linux-Computer
  • Software: blender

Was Sie lernen

  • So installieren Sie blender
  • So bereiten Sie blender vor
  • So erstellen Sie ein Modell
  • So überprüfen Sie, ob Modelle zum Drucken bereit sind

Was ist blender?

blender ist eine kostenlose 3D-Modellierungsanwendung und Teil der großen Open-Source-Community. Die Anwendung ist für die meisten modernen Betriebssysteme kostenlos verfügbar, was sie zu einer idealen kostengünstigen Plattform für die Erstellung eigener 3D-Modelle macht, anstatt die anderer Personen herunterzuladen.

Zum Download besuchen Sie die Anwendungen Website unter https://www.blender.org dann wählen Sie einfach Ihren Computer-Typ; Windows, OSX oder Linux aus der Liste und starten Sie den Download, einmal abgeschlossen ist es ziemlich einfach, auf allen Systemen zu installieren.

Als 3D-Anwendung verfügt Blender über verschiedene Arbeitsbereiche und Modellierungsoptionen, abhängig vom Ziel der Modelle, die Sie erstellen. Wenn Sie die Benutzeroberfläche zum ersten Mal öffnen, sehen Sie eine Vielzahl von Fenstern, Menüs und Bedienfeldern.

Diese verschiedenen Panels und Bildschirme eignen sich hervorragend für Animationen und Bildschirmmodellierungen, aber letztendlich brauchen wir sie nicht alle für den 3D-Druck.

Bevor wir mit unserem Projekt beginnen, ist es eine gute Idee, die Benutzeroberfläche so anzupassen, dass sie unseren Anforderungen als 3D-Drucker und nicht als Animatoren, Spieledesigner oder Architekten entspricht!

Die Standardbenutzeroberfläche für blender zeigt sechs verschiedene Fenster:

  1. Informationsfenster – Leiste am oberen Bildschirmrand
  2. 3D–Ansichtsfenster – Hauptarbeitsbereich
  3. Zeitlinie – Bereich unterhalb des 3D–Fensters
  4. Outliner–Fenster – Oben rechts und zeigt alle Objekte in der Szene
  5. Eigenschaftenfenster – Unterhalb des Outliner-Fensters können wir hier die Einstellungen anpassen
  6. Werkzeugregal – Dies ist Teil des Outliner-Fensters

3D-Ansichtsfenster – Vorbereiten der Schnittstelle

Das Arbeiten in 3D ist ein wenig anders als bei der 2D-Arbeit kann die Benutzeroberfläche, mit der Sie mit 3D-Modellen arbeiten können, zunächst etwas entmutigend sein. Verbringen Sie jedoch ein wenig Zeit damit, herauszufinden, was die verschiedenen Schnittstellenbereiche sind und was sie tun, und alles wird sich überraschend schnell einfügen.

Wenn Sie direkt in die Modellierung eintauchen möchten, sollten Sie zumindest wissen, dass Sie mit der folgenden Tastenkombination ‚Strg, Alt Q‘ schnell zwischen einer Einzel- und einer geteilten Bildschirmansicht wechseln können. Etwas, das besonders praktisch ist, wenn Sie in einer 3D-Umgebung arbeiten.

Mit dieser geteilten Ansicht können Sie das Modell, an dem Sie arbeiten, gleichzeitig aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten. Zum Beispiel eine perspektivische, seitliche, obere und vordere Ansicht. Die Funktion zum Umschalten der Ansicht ist schnell und einfach und wird normalerweise verwendet, wenn Sie schnell einen anderen Winkel Ihres Modells überprüfen möchten.

Passen Sie die Benutzeroberfläche an

Wenn Sie anstelle der Vier-Wege-Aufteilung den Bildschirm selbst teilen möchten, greifen Sie nach der kleinen schattierten Registerkarte oben rechts im 3D-Ansichtsfenster und ziehen Sie sie nach links. Greifen Sie nun erneut nach der schattierten Registerkarte oben rechts und ziehen Sie sie nach unten, um einen dreigeteilten Bildschirm zu erstellen.

Im Moment sieht alles etwas überfüllt aus, da das Werkzeugregal in jeder unserer Fensterteilungen angezeigt wird. Klicken Sie in das obere rechte Fenster und drücken Sie ‚T‘ auf Ihrer Tastatur, um das Werkzeugregal auszublenden.

Am unteren Rand jedes dieser neuen Fenster, die Sie erstellt haben, ist eine Menüleiste, klicken Sie auf ‚Ansicht‘ und wählen Sie dann die Ansicht, die Sie wollen. Eine gute Startoption ist ‚Perspektive‘ für das große Ansichtsfenster und dann eine ‚rechte Seite‘ und ‚Obere‘ Ansicht für die anderen beiden.

Wenn Sie eines der Fenster entfernen möchten, halten Sie einfach die schattierte Registerkarte im Fenster, das Sie behalten möchten, und ziehen Sie sie über das Fenster, das Sie entfernen möchten. Während Sie dies tun, erscheint ein Pfeil über dem Fenster, das gelöscht wird.

Am unteren Bildschirmrand sehen Sie, dass die Zeitleiste wertvollen Platz einnimmt, da wir die Animationsfunktionen für die 3D-Modellierung nicht benötigen, können wir dies schnell entfernen. Bewegen Sie den Cursor zwischen der Zeitleiste und dem 3D-Ansichtsfenster, damit sich das Symbol ändert, und klicken Sie dann mit der rechten Maustaste und wählen Sie ‚Join Area‘. Bewegen Sie die Maus über die Zeitleiste und ein großer Pfeil wird angezeigt.

Blender-Add-Ons für den 3D-Druck erhalten.

Da Blender eine große Fangemeinde hat, gibt es viele Extras und Add-Ons, die Ihnen bei Ihrer 3D-Modellierung helfen. Es ist eine gute Idee, diese jetzt zu installieren.

Um die Add-Ons zu erhalten und zu aktivieren, gehen Sie zu ‚Datei > Benutzereinstellungen‘ (Strg, Alt U), und klicken Sie dann auf Add-Ons. Das Menü auf der linken Seite zeigt eine lange Liste von Optionen und ganz weit unten ist ‚Mesh‘, klicken Sie und Sie werden die ‚Mesh: 3D Print Toolbox‘ sehen, die wir suchen. Im Moment wird dies mit einem kleinen Optionsfeld rechts ausgegraut, klicken Sie in dieses Feld, um es anzukreuzen. Klicken Sie auf ‚Benutzereinstellungen speichern‘ und schließen Sie das Fenster.

Messungen in der realen Welt

Die 3D-Modellierung hat viele Verwendungszwecke, vom realen Design wie Produkt-Prototyping bis zum Design für den Bildschirm. Als solche verwenden 3D-Anwendungen eine Vielzahl von Messungen, die je nachdem, wie Sie das Paket verwenden, praktisch sind. Da unsere endgültige Ausgabe für den 3D-Druck sein wird, müssen wir eine Messung verwenden, die in die reale Welt übersetzt wird, z. B. Metrik.

Klicken Sie auf die Eigenschaften-Leiste und wählen Sie ‚Szene‘. Dies ist das dritte Symbol zusammen mit einem kleinen Würfel und Zylinder, unter Einheiten wählen Sie Metrisch und Grad. Einmal angeklickt, wechseln die Einheiten vom eigenen Messsystem des Mischers zu Zählern. Sie können an dieser Stelle die Messskala in cm oder mm ändern, indem Sie 0,01 oder 0,001 in das Skalenfeld eingeben. Wenn Sie dies tun, müssen Sie auch die ‚Anzeigeeinstellungen‘ aktualisieren.

Die Anzeigeeinstellungen finden Sie, indem Sie das Transformationsfenster (N) öffnen, zu den Anzeigeeinstellungen scrollen und hier dieselben Details eingeben, die Sie im Abschnitt Einheiten angegeben haben.

Für einfache Modellierung und wenn Sie neu in Blender sind, ist das Verlassen der Einheit in Metern kein allzu großes Problem und erleichtert Ihnen die Arbeit mit der Anwendung. An dem Punkt, an dem wir das Modell exportieren, können wir den Maßstab druckfertig ändern.

Standardmäßig ist die Mauskonfiguration von Blender etwas seltsam, daher lohnt es sich, dies zu klären, bevor Sie beginnen. Um dies zu ändern, gehen Sie zu ‚Datei > Benutzereinstellungen‘ und klicken Sie dann auf Eingabe. Klicken Sie links unter dem Titel ‚Auswählen mit‘ und dann auf ‚Benutzereinstellungen speichern‘ und schließen Sie das Fenster.

Um alle Änderungen, die Sie an der Schnittstelle vorgenommen haben, zu speichern, gehen Sie zu ‚Datei > Startdatei speichern‘. Jetzt erhalten Sie jedes Mal, wenn Sie Blender laden, diese Einstellungen, sodass Sie direkt mit dem Modellieren zum Drucken beginnen können.

blender modeling

In diesem Projekt werden wir einen Tempel bauen, der auf ein Elektroauto montiert wird, das in Goodwood für die Goblin Challenge gefahren wird.

Das Modell wird in Blender erstellt und basiert auf dem Sandroyd School Temple http://www.sandroyd.org/. Sobald die Modellierung abgeschlossen ist, verwenden wir die Cura-Software, um die Modelldatei für den Druck auf dem Ultimaker 2 Extended vorzubereiten.

Das Filament, das wir verwenden werden, ist das neueste ABS Filament von Verbatim http://www.verbatim-europe.co.uk/en/3D/

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Wir werden direkt in die Modellierung einsteigen, indem wir ‚Shift A > Mesh > Cylinder‘ verwenden, um das erste Objekt zu erstellen. Ändern Sie nun die X- und Y-Abmessungen auf 5 m und Z auf 0,2 m. Drehen Sie die Ansicht, damit Sie die Unterseite des Zylinders sehen können. Wechseln Sie mit der Dropdown-Option am unteren Rand des 3D-Ansichtsfensters in den Bearbeitungsmodus.

Schritt 02

Klicken Sie auf die Fläche am unteren Rand des Zylinders und klicken Sie im Werkzeugregal auf die Registerkarte Werkzeuge. Wählen Sie ‚Region extrudieren‘ und drücken Sie dann die Eingabetaste, ohne tatsächlich zu extrudieren. Wählen Sie ‚Drücken / Ziehen‘ und geben Sie dem Gesicht etwas mehr Breite, um einen Schritt zu erstellen, und klicken Sie zur Bestätigung. Wählen Sie erneut ‚Extrudieren Region‘ und verwenden Sie den Cursor, um einen Schritt zu erstellen. Wiederholen Sie den Vorgang, um eine Reihe von Schritten für den Tempel zu erstellen. Sobald Sie fertig sind, wechseln Sie zurück in den Objektmodus.

Schalten Sie nach Abschluss die Sichtbarkeit der Schritte mit dem kleinen Augensymbol im Outliner-Fenster aus.

Schritt 03

Klicken Sie auf eine neue Ebene (das kleine Kästchenraster mit 20 Kästchen am unteren Rand des 3D-Ansichtsfensters) und erstellen Sie einen weiteren 5-m-Zylinder mit den gleichen Abmessungen wie zuvor. Erstellen Sie nun eine Kugel und einen Würfel, machen Sie die Kugel mit einem Durchmesser von weniger als 5 m und machen Sie dann einen Würfel, der nur größer als 5 m ist. Bewegen Sie den Würfel so, dass er die Kugel in der Mitte schneidet.

Schritt 04

Wählen Sie die Kugel aus und wählen Sie dann im Menü ‚Modifikator‘ die Option ‚Boolean > Intersect‘. Sie werden sehen, wie die Kugel verschwindet. Klicken Sie auf den Würfel und wählen Sie auf der Registerkarte Werkzeug die Option Löschen. Sie sehen jetzt die halbe Kugel. Klicken Sie im Eigenschaftenfenster unter ‚Objekte‘ auf ‚Transformieren‘, drehen Sie die Kugel um 180 Grad und verschieben Sie sie, um sie am Zylinder auszurichten. Verwenden Sie ‚Add Modifier > Boolean‘, dann ‚Operation > Union‘, wählen Sie cube aus der Objekt-Dropdown-Liste aus und klicken Sie auf ‚Apply‘, um die beiden Objekte miteinander zu verbinden.

Schritt 05

Klicken Sie auf eine dritte Ebene und erstellen Sie einen Würfel, Zylinder und eine Leere. Passen Sie die Größe des Würfels an, um eine Plattform für den Zylinder zu erstellen, indem Sie die Z-Achse auf 2 und X, Y auf 0,3 einstellen.

Klicken Sie mit der linken Maustaste, um den Zylinder auszuwählen und die Z-Achse auf 4 und X, Y auf 0,6 zu ändern. Bewegen Sie nun den Zylinder so, dass er den Würfel leicht schneidet.

Schritt 06

Wählen Sie im Eigenschaftenfenster die Modifikatoren ‚Add Modifier > Boolean‘ und dann ‚Operation > Union‘ Wählen Sie Cylinder aus der Objekt-Dropdown-Liste und klicken Sie auf ‚Apply‘, um die beiden Objekte miteinander zu verbinden. Wählen Sie im 3D-Ansichtsmenü ‚Rechte Ansicht‘ und verschieben Sie die Spalte so, dass sie auf der Mittellinie ruht Stellen Sie die X- und Y-Positionen auf 0.

Klicken Sie im Eigenschaftenfenster auf ‚Leer‘ und legen Sie die Position so fest, dass X, Y und Z alle auf 0 gesetzt sind. Wählen Sie eine Draufsicht aus, damit Sie die nächste Stufe beim Erstellen der Spalten sehen können.

Wenn der Zylinder ausgewählt ist, klicken Sie im Eigenschaftenfenster auf ‚Modifikatoren‘ und wählen Sie ‚Array‘. Erhöhen Sie die Anzahl auf 10 und deaktivieren Sie ‚Relativer Versatz‘ und ‚Objektversatz‘ und wählen Sie ‚Leer‘.

Schritt 07

Sobald Sie dies tun, wird das Array um das ‚Leere‘ erstellt, was Sie feststellen werden, ist, dass jede Duplizierung des Zylinders in der Größe variiert. Um im 3D-Ansichtsmenü alle auf die gleiche Größe einzustellen, gehen Sie zu ‚Objekt > Anwenden > Skalieren‘.

Überprüfen Sie nun das Modell aus allen Ansichten, indem Sie den Bildschirm umschalten (Strg, Alt Q), bevor Sie fortfahren. Möglicherweise müssen Sie die Z-Position des Leeren Zylinders leicht anpassen, damit alle Zylinder auf der Basislinie sitzen.

Wählen Sie im Eigenschaftenfenster Objekt und Transformationssperren aus und stellen Sie sicher, dass Sie X und Y sperren. Um die Zylinderbasis zu begradigen, klicken Sie auf den Originalzylinder und drehen Sie ihn um die Z-Achse.

Schritt 08

Wählen Sie den Pfeil auf der Y-Achse aus, um die Spalten so anzupassen, dass sie gleichmäßig verteilt und in einem Kreis angeordnet sind. Halten Sie die Umschalttaste gedrückt und schalten Sie die Sichtbarkeit der Stufenmodellebene wieder ein. Sie können dies als Richtlinie zum Positionieren der Spalten verwenden. Stellen Sie sicher, dass die Säulen oben auf den Stufen ruhen. Im Moment kann die Größe der Schritte etwas klein sein.

Schritt 09

Schalten Sie die Sichtbarkeit für alle Ebenen ein. Wählen Sie die Schritte aus und gehen Sie zu ‚Modifikatoren‘ und erstellen Sie eine ‚Boolean > Union‘ zwischen diesen und den Spalten. Wiederholen Sie dann den Vorgang für die Säulen und die Kuppel. Überprüfen Sie schließlich das Modell auf Objekte, die vom Vereinigungsprozess übrig geblieben sind.

Schritt 10

Klicken Sie abschließend auf die Registerkarte ‚3D-Druck‘ im ‚Werkzeugregal‘ und klicken Sie auf ‚Alle prüfen‘. Da es sich um ein relativ einfaches Modell handelt, sollten Sie nicht zu viele Probleme haben. Wenn Sie zum ersten Mal darauf klicken, werden einige Probleme mit ‚Verteilerkanten‘ hervorgehoben.

Wenn Ihr Modell zeigt, dass es eine Kante hat, stellen Sie zuerst sicher, dass Sie Ihr gesamtes Modell abgewählt haben, indem Sie ‚A‘ auf der Tastatur drücken. Sobald Sie die Auswahl aufgehoben haben, drücken Sie ‚Strg, Umschalt, Alt und M‘. Diese Highlights sind nicht transparent und müssen vor dem Drucken behoben werden.

Der einfache Weg, diese Nicht-Verteilerflächen zu reparieren, besteht darin, ‚F‘ zu drücken oder auf ‚Make Manifold‘ zu klicken. Wenn dies nicht funktioniert, müssen Sie die Löcher manuell verstopfen, indem Sie die umgebenden Kanten auswählen, ‚Strg, F‘ gedrückt halten und ‚Füllen‘ auswählen.

Im Moment haben wir das Modell erstellt, ohne zu viel auf die Abmessungen zu achten, also wenn wir drucken würden, würde es weit über 5 Meter messen. Ändern Sie die Abmessungen in cm und setzen Sie dann die Position von X, Y und Z auf 0.

Schritt 11