logo openscad

OpenSCAD Урок 1. Обучение 3D моделированию. Изучаем основные функции (команды) языка. Разбираем пример модели.

Знакомимся с OpenSCAD.

Небольшая ознакомительная часть, чтобы понять, с чем собственно придётся иметь дело, и стоит ли вообще начинать. Ниже будет изложено моё личное мнение, которое не претендует на истину в первой инстанции. Людей много и вкусы у всех разные. Тем не менее как человек имеющий опыт работы в этой системе проектирования я могу дать свою оценку.

Начну пожалуй с того, что начинающему 3D проектировщику стоит определиться с целью использования CAD. Если ваша цель это мультимедиа и скульптура - данный CAD вам не подойдёт (если только вы не работаете в жанре примитивизма, кубизма или не собрались сделать 3D модель свинки ПЕПЫ). Если вы хотите проектировать технические объекты относительно невысокой сложности вы на верном пути... Посмотрим с чем мы имеем дело.

Достоинства:

Недостатки:

В итоге мы имеем своего рода Windows Блокнот в мире CAD. Просто, бесплатно, удобно для быстрых записей, но иногда много чего не хватает. Лично мне проект очень нравится. Использую в 3D печати. Советую попробовать.

Пишем первый код на OpenSCAD.

Процесс установки программы не требует особых пояснений. Единственно стоит обратить внимание что есть 32, 64 битные варианты для Windows и вариант не требующий установки. После установки в открывшемся окне жмём создать и видим два поля. Слева окно для кода справа окно визуализации. Начинаем!

OpenSCAD - построение графических примитивов: куб, параллелепипед, сфера, цилиндр, конус, многогранник.

Параллелепипед с длинами сторон по X, Y, Z соответственно 10, 20, 30 в мм:
cube( size=[10,20,30], center=true );
true/false - располагать по центру или в положительных полуосях. Короткие варианты написания кода:
cube( [10, 20, 30], true );
cube( [10, 20, 30] );
если последний параметр не указан принимает значение false
a = [10, 15, 20]; cube(a);
здесь a - параметр (матрица) содержит в себе значение сторон
cube( 5 );
куб стороной 5мм в положительных полуосях;
параллелепипед
Сфера радиусом 8 мм, с разным разрешением $fn.
sphere(r=8, $fn=100); // Полное написание
sphere(8, $fn=20); // Короткое написание
sphere(8, $fn=4);
sphere(8, $fn=5);
Центр сферы всегда в начале координат.
Вместо $fn можно задать параметр $fa - угловое разрешение и $fs - размер грани в мм.
sphere(d=16, $fn=100); // Задать сферу через диаметр
сфера с разным параметром $fn
Через цилиндр можно задать конус, усечённый конус, пирамиду, усечённую пирамиду. Первый параметр высота цилиндра, следующие это нижний радиус, верхний радиус, центровка и число граней $fn.
cylinder(h=10, r1=8, r2=5, center=true, $fn=100); // полное написание
cylinder(10, 8, 0, true, $fn=100); // краткое написание
cylinder(10, 8, 8, true, $fn=100);
cylinder(10, 8, 5, true, $fn=4);
Варианты написания:
cylinder(h=10, d1=16, d2=10, true, $fn=100);// через диаметры оснований
cylinder(h=10, r1=8, d2=10, true, $fn=100);// через радиус и диаметр онований
cylinder(h=10, r=8, true, $fn=100);// если нужен просто цилиндр
цилиндр конус пирамида усечённый конус
Многогранник.
Через эту функцию можно задать любую поверхность. На практике используется редко. Почему? Думаю поймёте сами.
Постройка пирамиды.
Что требуется? Задать все вершины фигуры (points) в координатах [x, y, z]. Затем объединить в группу по 3 - получить треугольники, играющие роль граней (faces) многогранника.
polyhedron(
  points=[ [10,10,0], [10,-10,0], [-10,-10,0], [-10,10,0], [0,0,10] ],
  faces=[ [0,1,4], [1,2,4], [2,3,4], [3,0,4], [1,0,3], [2,1,3] ]			      
);
Точки (points) с координатой z=0 - это вершины основания пирамиды, a последняя с x=0, y=0, z=10 - это пик пирамиды.
Грани (faces) [0,1,4], [1,2,4], [2,3,4], [3,0,4] - это боковые треугольные грани, а последние две [1,0,3], [2,1,3] задают квадрат основания. Цифры в квадратных скобках, говорят какие точки объединить. Соответственно точки по порядку их следования 0 -> [10,10,0] , 1 -> [10,-10,0] и т.д.
многогранник построенный по заданным точкам

OpenSCAD основные операции, действия с объектами.

Перемещение объекта на x=10, y=10, z=0 относительно центра координат:
translate([10,10,0]) cube(10, true);
Если нужно переместить группу объектов заключаем их в фигурные скобки:
translate([10,10,0]) {/*Здесь код группы*/};
Применение нескольких вложенных переносов:
translate([10,10,0]) {
  cube(10, true);
  translate([0,0,5]) sphere(5, $fn=50);
};
Эквивалент примера выше:
translate([10,10,0]) cube(10, true);
translate([10,10,5]) sphere(5, $fn=50);
cмещение фигуры методом translate
Вращение.
На 75 градусов вокруг оси X:
rotate([75,0,0]) cube(10, true);
Вращение группы объектов:
rotate([75,0,0]){/*Здесь код группы*/};
Вращение + перемещение.
Две нижние строчки:
color([0,1,1]) translate([0,0,15]) rotate([75,0,0]) cube(10, true);
color([1,0,1]) rotate([75,0,0]) translate([0,0,15]) cube(10, true);
Дают разные результаты. Имеет значение последовательность действий. Бирюзовый куб сначала повёрнут на 75 градусов вокруг оси X, а потом смещён на 15 мм по оси z. Сиреневый куб сначала смещён на 15 мм, а потом повёрнут.
вращение фигуры методом rotate
Сложение (объединение).
union(){
  cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
  rotate([60,0,0]) cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
};
Любое количество простых или сложных объектов в фигурных скобках будут объединены.
Cумма двух фигур
Вычитание (разность).
Из простого объекта указанного первым будут вычитаться все что указано ниже него.
difference(){
  cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
  rotate([60,0,0]) cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
};
Из составного объекта указанного первым будут вычитаться все что указано ниже него.
difference(){
  union(){cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50); cube(10, true);};
  rotate([60,0,0]) cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
};
разность цилиндров
Произведение (пересечение). У объектов внутри фигурных скобок находится общая часть - она и остаётся.
intersection(){
  cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
  rotate([60,0,0]) cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
};
пересечение двух тел
Чтобы сделать объект видимым или прозрачным при вычитании или пересечении, достаточно поставить решётку перед фигурой, объединением и т.п. Модификатор очень удобен при отладке модели, когда не видно вычитаемых, пересекаемых фигур или если нужно заглянуть внутрь создаваемой модели.
translate([10,0,0]) difference(){
  cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
  rotate([60,0,0]) #cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
};
или
translate([-10,0,0]) intersection(){
  #cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
  rotate([60,0,0]) cylinder(30, 5, 5, true, $fn=50);
};
отладка модели
Сжатие. Растяжение.
scale([2,2,0.5]) sphere(8, $fn=30);
Соответственно по оси X и Y сферу растянули в 2 раза, а по оси Z сжали в 2 раза.
сжатие сферы по оси Z и растяжение по осям X Y

Пример работы в OpenSCAD. Проектируем колесо для детской машинки.

Исходный цилиндр.
cylinder(10, 25, 25, true, $fn=200);
цилиндр
Срезаем острую грани цилиндра - найдя общую часть цилиндра и сплюснутой сферы.
intersection(){
  cylinder(10, 25, 25, true, $fn=200);
  scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200);
}; 
скруглили острый край заготовки
Имитируем диск колеса. С боковой поверхности вычитаем сжатую сферу.
difference(){
  intersection(){
    cylinder(10, 25, 25, true, $fn=200);
    scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200);
  };
	
  translate([0, 0, 12])
  scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200);
};
выемка имитирующая диск
Вырезаем ось колеса.
difference(){
  intersection(){
    cylinder(10, 25, 25, true, $fn=200);
    scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200);
  };

  // боковая сферическая выемка
  translate([0, 0, 12])
  scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200);

  // ось колеса
  cylinder(11, 2.5, 2.5, true, $fn=20);
};
		
отверстие для оси колеса
Имитируем спицы.
Так как спиц будет 12, чтобы не переписывать один и тот же код 12 раз применим - цикл.
Цикл for(i=[1:12]){...};. Внутри фигурных скобок - код который будет повторяться. Переменная i принимает значения от 1 до 12.
difference(){
  intersection(){
    cylinder(10, 25, 25, true, $fn=200);
    scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200);
  };

  // боковая сферическая выемка
  translate([0, 0, 12])
  scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200);

  // ось колеса
  cylinder(11, 2.5, 2.5, true, $fn=20);

  // спицы
  for(i=[1:12]){
    rotate([0,0,i*30])
    translate([13,0,0])
    scale([3,1,1])
  cylinder(11, 2, 2, true, $fn=50);
  };
};
вырезали спицы
Аналогично с помощью цикла, добавляем рисунок протектора.
difference(){
  intersection(){
    cylinder(10, 25, 25, true, $fn=200);
    scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200);
  };

  // боковая сферическая выемка
  translate([0, 0, 12])
  scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200);

  // ось колеса
  cylinder(11, 2.5, 2.5, true, $fn=20);

  // спицы
  for(i=[1:12]){
    rotate([0,0,i*30])
    translate([13,0,0])
    scale([3,1,1])
  cylinder(11, 2, 2, true, $fn=50);
  };

  // протектор
  for(i=[1:36]){
    rotate([0,0,i*10])
    translate([30,0,0])
    scale([3,1,1])
    cylinder(11, 2, 2, true, $fn=50);
  };
};
рисунок протектора на колесе

цилиндр выемка имитирующая диск отверстие для оси колеса вырезали спицы рисунок протектора на колесе

По-моему, получилось достаточно неплохо, и в то же время просто. При том, что это только начало. Если понравилось идём дальше.


OpenSCAD Урок 2. Учимся на простых примерах - функции minkowski, hull, projection. Модели плоских (2D) фигур.


На главную.



sVital
Хорошее начало. Я отдыхал читая. Так и продолжайте. Вот только выгоните с класса этих балюесов с 11Б. (маленькие они ещё такие статьи читать)

2020-02-09 04:40:49
Pedro
Колесо с нижней стороны не обрезано сферой, не симметрично получается. Нужно добавить: translate([0,0,-11]) scale([2.5,2.5,1])sphere(10,5); В фигурную скобку Difference.

2020-04-28 02:30:14
Predsedatel
Pedro, вы правы, не заметил! Надо будет поправить.

2020-05-20 08:49:14
DimsT
Автору - респект! Самый простой и толковый мануал без воды и с интересными примерами!

2020-10-28 04:15:26
Неизвестный
( im big boss ) пожалуйста

2021-02-16 02:51:59
книжный червь
в тех случаях, когда вы хотите увидеть результат работы кода в 3D: https://github.com/koendv/openscad-raspberrypi

2021-04-18 01:24:06
Неизвестный
( Владислав ) У меня есть вариант, модернизированного принципа построения многогранника в Open SCAD. Этот вариант более простой, и более эффективный. Вот как он делается: Функция faces - вообще убрана, а оставлена лишь points. При этом, программа сама понимает где у многогранника рёбра, и рисует их автоматически. Потому что, при построении многогранника, обозначаются на x,y,z координатах, лишь координаты точек, а Open SCAD, автоматически соединяет прямой линией, координату одной предыдущей обозначенной точки, с координатой одной последующей обозначенной точки (сразу следующей за этой предыдущей точкой), таким образом создавая многогранник.

2021-08-13 02:21:47
1
The domain(s) listed below are due to expire in our certificate database within the next 24 hours: nashkolxoz.ru (2021-08-22) Your invoice is currently OVERDUE. Your automated payment method may have expired or failed for technical reasons. Upon expiration, your registration will automatically enter into a grace period in PENDING-DELETE status. During this time, the domain certificate will not be accessible so any web site authentication or email services associated with it will stop working. Do take note that if no payment is made within next 3 days, all data will be purged and deleted. SECURE ONLINE PAYMENT: https://registerwebsolutions.com/nashkolxoz.ru/a/1629833764/v4 Please ensure that you submit payment in full AS SOON AS POSSIBLE to avoid any suspension or possible TERMINATION of service to nashkolxoz.ru. Disclaimer: We can not be held legally liable for any claims, damage or loss that you may incur because of the cancellation of nashkolxoz.ru. Any such damages may include but are not exclusively limited to: monetary losses, deleted data without backups, loss of position in search rankings, missed appointments, undelivered email and any other service, business or technical damages that you may suffer. For more information please refer section 41.a.2.f of our Terms of Service. This is the final renewal notice which we are legally required to communicate about the expiration of nashkolxoz.ru certificate. We support the environment and ask that you please consider the planet before printing this notice on paper. Our organization is proud to be part of the Zero-Carbon Waste Congress environmental group. All web services will be restored automatically on nashkolxoz.ru and associated systems upon full receipt of payment. We thank you for your urgent attention to this matter and continued business. SECURE ONLINE PAYMENT: https://registerwebsolutions.com/nashkolxoz.ru/a/1629833764/v4

2021-08-24 10:36:14
Неизвестный
( Владислав ) Владислав ) У меня есть вариант, модернизированного принципа построения многогранника в Open SCAD. Этот вариант более простой, и более эффективный. Вот как он делается: Функция faces - вообще убрана, а оставлена лишь points. При этом, программа сама понимает где у многогранника рёбра, и рисует их автоматически. Потому что, при построении многогранника, обозначаются на x,y,z координатах, лишь координаты точек, а Open SCAD, автоматически соединяет прямой линией, координату одной предыдущей обозначенной точки, с координатой одной последующей обозначенной точки (сразу следующей за этой предыдущей точкой), таким образом создавая многогранник.., в котором эти линии - его грани. При этом, можно обозначать координату каждой новой такой точки в любом направлении относительно места расположения предыдущей ей точки, и обозначать при этом новые точки на местах уже обозначенных ранее точек, таким образом, иногда даже создавать этим повторно и уже ранее созданные грани этого многогранника (которые естественно не обозначаются на чертеже создаваемого объекта как новые линии, раз они уже изображены), и Open SCAD не считает это ошибкой, так как это новое правило этой программы.

2021-11-15 06:41:27
SANS
Очень удобная и простая программа 3D-моделирвания!

2022-02-25 02:48:09
dickname228
difference(){ intersection(){ cylinder(10, 25, 25, true, $fn=200); scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200); }; // боковая сферическая выемка translate([0, 0, 12]) scale([2.5,2.5,1])sphere(10.5, $fn=200); // ось колеса cylinder(11, 2.5, 2.5, true, $fn=20); // спицы for(i=[1:12]){ rotate([0,0,i*30]) translate([13,0,0]) scale([3,1,1]) cylinder(11, 2, 2, true, $fn=50); }; // протектор for(i=[1:36]){ rotate([0,0,i*10]) translate([30,0,0]) scale([3,1,1]) cylinder(11, 2, 2, true, $fn=50); }; };

2022-11-17 09:10:08
fetiso4ka
всем привет с урока робототехники!!!

2023-01-18 12:22:59
Irga
Всем удачи на ЕГЭ!1!!! :D

2023-01-18 12:24:58
fetiso4ka
всем привет с урока робототехники!!!

2023-01-18 12:25:09
Irga
Всем удачи на ЕГЭ!1!!! :D

2023-01-18 12:25:22
Irga
Всем удачи на ЕГЭ!1!!! :D

2023-01-18 12:26:14
Irga
Всем удачи на ЕГЭ!1!!! :D

2023-01-18 12:26:21
Irga
Всем удачи на ЕГЭ!1!!! :D

2023-01-18 12:26:40