Guia imprimir 3d rhinoceros

McNeel Miami

Guia de preparacion de archivos para imprimir en 3D

Indice: -Consideraciones generales.

-Verificación y validación de objetos.

-Bordes desnudos -Convirtiendo un modelo NURBS a mallas de polígonos.

-Controles detallados de creación de mallas de polígonos.

-Precisión -Artículos relacionados.

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Autor: Facundo Miri

Consideraciones generales.

En esta guia veremos la mayoria de los conceptos asociados a la creación, análisis , reparacion y exportacion de archivos para ser impresos en los diferentes sistemas de impresion 3D. Antes de empezar a modelar cualquier modelado de un objeto en Rhino se deben considerar varios aspectos.

Si el modelo va a ser exportado a algún otro programa de 3D que soporte superficies NURBS, y se va a utilizar un formato que soporte NURBS como STEP o IGES, se debe saber, antes de empezar a modelar, cual es la tolerancia con la que trabaja ese programa.

Una vez sabido esto, y antes de empezar a modelar en Rhino, se debe hacer el setup de la tolerancia en Rhino una 10 veces mas ajustada que el programa que va a recibir el archivo.

Por ejemplo si el programa que recibirá el archivo trabaja con una tolerancia de 0,01mm entonces hay que determinar la tolerancia de Rhino en 0,001 o menor.

Las opciones de tolerancia del programa se pueden modificar desde el Panel de propiedades del documento.

Esto nos asegurara que las distintas superficies que representan una polisuperficie o solido, estén dentro de la tolerancia del programa que recibe el archivo como para poder entenderlas como unidas (si usamos STEP) o en el caso de utilizar formato IGES (que no soporta información de unión entre superficies), permitir ser unidas en el programa receptor con posterioridad a la importación.

Otro factor a tener en cuenta antes de empezar a modelar en Rhinoceros, es saber cual va a ser el tamaño del producto que se va a modelar y que tolerancias son necesarias para su producción posterior, en este caso, y si esta tolerancia es aun menor a la necesaria para exportar el modelo, también será necesario ajustarla.

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Verificar El modelo a exportar para imprimir 3d no debe tener bordes desnudos El modelo a exportar no debe ser un bad object.

Solución de problemas.

Detectar bordes desnudos y crear superficies que los cierren o arreglar las superficies que los generan. Un objeto con bordes desnudos no puede ser impreso en 3d. Ya que lo que se esta exportando es una malla poligonal abierta.

Si se detecta un bad object ( ya sea por los comandos checknewobjects o por Selbad), explotarlo, volver a usar el comando selbad para detectar las superficies malas, y borrarlas.

Usar el comando Rebuildedges de las superficies para asegurarse que no hay ningun edge forzado y volver a generar la superficie borrada.

Verificacion y validacion de objetos.

Antes de empezar a modelar, y si no lo han hecho nunca antes, llamar al comando de Rhino CheckNewObjects (escribiendo el comando en el command prompt) Si utiliza Rhinoceros en castellano use un guion bajo antes de llamar a los comandos en ingles, en este caso “_CheckNewObjects.”

Este comando analiza en tiempo real todas la geometrías que vamos modelando en Rhino y nos avisa con un cartel cuando generamos una geometría invalida.

Ventajas al utilizar el comando "_CheckNewObjects": - nos avisa cuando se crean objetos deficientes - siempre queda habilitado, incluso entre sesiones - permite la detección instantánea de un objeto deficiente, para poder volver atrás y detectar el origen

Las geometrías invalidas se pueden generar por varios motivos pero un caso sencillo para generar una es modelar un cuadrado con cuatro lineas. Pero que en una de las esquinas del cuadrado, la distancia entre los finales de las lineas sea mas chica que la tolerancia de Rhino.

Esto lo logro moviendo los puntos de control de la polilinea , hasta acercar los finales pero sin usar OSNAP. LA utilización de OSNAP ayuda a evitar este tipo de errores. www.la.rhino3d.com

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Si la tolerancia es de 0,01 hacer que la distancia entre los finales de las lineas de 0,005. esto nos permitira crear una curva abierta, pero con una apertura de la misma es mas chica que la tolerancia de lectura del programa A simple vista el rectángulo parecerá cerrado.

Pero si hacemos zoom podemos ver la apertura del mismo por dentro de la tolerancia con la que estamos trabajando (En este caso la tolerancia es de 0,01 y la apertura es de 0.008

Cuando hacemos una extrusión de la curva en Rhino, si esta curva esta abierta, por mas que pidamos las tapas Rhinoceros no las crea.

Si a esta curva le realizamos una extrusión, y pedimos que en el mismo comando de extrusión se generen las tapas (Caps=Yes) Rhino intentara crear las tapas porque interpreta que la curva es cerrada ya que no pude leer la apertura. Y crea las tapas a partir de una curva abierta y genera así un BAD OBJECT, o un objeto malo. No debemos crear objetos malos con Rhino nunca. Estos deben ser borrados. El comando CheckNewObjects si esta activado, nos avisa inmediatamente cuando creamos un BAD OBJECT. Cuando aparece el cartel, tenemos la opción de seguir detectando o apagar el comando, lo usual es pedir que siga detectando. www.la.rhino3d.com

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Otra ventaja de este comando es que una vez activado queda habilitado siempre. Incluso cerrando Rhino y volviéndolo a abrir, este queda activado, lo cual nos sirve también para analizar la geometría al abrir un archivo creado por otra persona.

La ventaja de tener activado el comando Checknewobjects, es que nos permite detectar un Bad object apenas este es creado, permitiéndonos volver un paso atrás (con el comando UNDO) y analizar la geometría para ver donde esta el error.

Para poder imprimir un modelo de Rhino en una impresora 3D lo primero que debemos verificar es que nuestro archivo no posea objetos “malos”, y lo segundo que debemos hacer si no hay ningún objeto Malo, es verificar que el objeto que vamos a imprimir no tenga BORDES DESNUDOS. Si nuestro objeto tiene BORDES DESNUDOS, NO se puede imprimir en 3D.

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Bordes desnudos.

Que significa que un modelo de Rhino tenga Bordes desnudos, básicamente significa que el objeto esta abierto (y en consecuencia mal modelado) . Significa que hay uno o mas bordes de superficies que están en contacto con el aire (desnudos) en vez de estar unidos a otro borde de superficie.

Los bordes desnudos son son problema si el modelo va a ser utilizado para render, pero no son aceptable para modelos de matricería y mucho menos para modelos para imprimir en 3D. Un modelo con bordes desnudos no se puede imprimir en 3D. Como detectamos un borde desnudo en un modelo?

Cuando el modelo es sencillo, se pueden ver relativamente fácil, pero a medida que el modelo empieza a ser mas complejo necesitamos recurrir a las herramientas de análisis de Rhino.

Dentro de El menú de análisis, podemos encontrar varias herramientas que iremos describiendo en esta guiá, todas muy importantes, y a veces muy poco conocidas por los nuevos usuarios.

El primer icono tiene dos funciones, Show edges /edges off. Al llamar al comando “_Showedges” (si no teníamos previamente seleccionado un objeto), nos pide que seleccionemos el objeto a analizar y luego demos ENTER (o botón derecho del mouse).

Se abrirá una ventana nueva de Edge análisis, con dos opciones, “All edges” y “bordes desnudos”. www.la.rhino3d.com

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Si elegimos la opción “All Edges”, el programa nos mostrara en el color elegido en “Edge color” todos los bordes de las superficies que conforman el objeto (incluyendo costuras).

Si elegimos la opción “bordes desnudos” SOLO se pintaran del color elegido los bordes de las superficies que no estén unidos con “_Join” a otras superficies, y por lo tanto en contacto con el aire.

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Es necesario aclarar que una borde de superficie que este en contacto con otra superficie pero que no este unido con join, por ejemplo un plano vertical cayendo en la mitad de un plano horizontal, haciendo una T, tendrán indefectiblemente Bordes desnudos, ya que no puede ser unidos, y a pesar de que visualmente están en contacto, no están unidos con “_Join”.

Los bordes desnudos me indican donde mi modelo (polisuperficie) esta abierto, y por lo tanto, mal modelado. Ya que una pieza de un material especifico no puede representarse con una polisuperficie abierta. Y las piezas huecas o con espesor de pared deben ser modeladas con una superficie externa y otra interna y sin bordes desnudos edges.

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Una vez detectados los bordes desnudos existen diferentes estrategias para “cerrar” estas polisuperficies abiertas.

Si el análisis de bordes desnudos esta mostrando el faltante de una superficie en alguna parte del modelo, la solución es relativamente sencilla, ya que con crear la superficie faltante y unirla con join al resto del modelo debería quedar solucionado el problema.

Pero a veces, los bordes desnudos son mas complejos de solucionar, generalmente cuando están creados por falta de prolijidad en el modelado.

Esa falta de prolijidad puede verse a veces en la no correcta utilización de los OSNAPS al ubicar curvas para generar superficies, utilización de comandos de superficies como Patch, sin utilizar los parámetros necesarios para tener la precisión necesaria en los bordes, crear polilineas superpuestas, y mucho ostros motivos.

Como habíamos mencionado, un modelo con bordes desnudos no puede ser impreso en impresoras 3D. Si la precisión de modelado no es un factor importante y se necesita hacer un arreglo rápido del modelo para poder imprimirlo en 3D se puede utilizar un comando para habilitar la unión entre bordes de superficies que este distanciados por fuera de la tolerancia del programa.

Por ejemplo si tengo dos bordes de superficies a una distancia entre ellos de 0,1 y la tolerancia de Rhino esta en 0,01, puede unir estos bordes de superficies usando el comando “_JoinEdges”, esto permitirá unir los bordes de las superficies haciendo desaparece el espacio de aire entre ellas.

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Lo que hace este comando es forzar la unión, ya que el comando “_Join” trabaja utilizando las tolerancias del programa.

Al forzar la unión aparece un mensaje avisando que estamos uniendo bordes de superficies por fuera de la tolerancia del programa

También se puede ver como el borde de una de las superficies parece desaparecer, lo cual nos indicar que ha sido forzada su unión.

Al pedir una ventana sombreada podemos ver como las mallas que representan a las superficies se ven unidas. www.la.rhino3d.com

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Para verificar esto podemos llamar al comando de crear una malla a partir de un objeto (polisuperficie) NURBS. Como podemos ver en la imagen la malla generada esta perfectamente unida.

Este tipo de malla unida es la misma que se exportara cuando decidamos exportar en modelo en algún formato de mallas, ya que siempre que exportemos un modelo NURBS en un formato que solo soporte mallas nos preguntara con que detalle queremos exportar la malla.

El formato STL para imprimir 3D es un formato de mallas de polígonos.

El comando “_JoinEdges” puede ser utilizado si el modelo va a ser utilizado para imprimir en 3d (Mallas) o para CAM (Mallas) pero bajo ningún concepto puede ser utilizado si el modelo sera exportado a un programa usando el formato IGES O STEP (NURBS) porque los errores volverán a aparecer.

El hecho de forzar la unión utilizando “_JoinEdges” lo que permite es que el programa genere una malla de polígonos cerrada en esa unión, la cual luego es exportada como STL o similar a programas de impresión 3D. www.la.rhino3d.com

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Es una solución rápida, pero no es la mejor solución. Puede servir en algunos casos, pero siempre es mejor tener un modelo correctamente creado.

Para volver atrás el comando “_JoinEdges” se puede utilizar el comando “_RebuildEdges”, que permite devolver el borde de la superficie a su posición original. Antes de usar “_RebuildEdges” las superficies deben ser separadas usando el comando “_Explode”.

Si hay bordes desnudos entonces, lo mejor es identificar que superficie es la que falta y crearla o identificar cual superficie es la que esta mal modelada, borrarla y volver a construir una superficie que este en contacto perfectamente los bordes de las superficies adyacentes y luego unirlas con el comando “_Join” común.

Otra manera de preparar archivos para Imprimir en 3D es convertir el modelos NURBS a una malla de polígonos (no hace falta exportarlo en algún formato de Mallas) solo con usar el comando “_Mesh” podemos convertir cualquier objeto NURBS en Malla, (grabar el modelo NURBS de Rhino antes de hacer esto, ya que hacer el camino inverso, o sea pasar de malla a NURBS no es sencillo).

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Una vez convertido a malla de polígonos debemos verificar que la malla de polígonos no este abierta. Para esto utilizamos el comando “_Showedges” al igual que como lo hacíamos con modelos NURBS.

Una vez detectados los bordes desnudos con las mallas podemos cerrarlas utilizando el comando “_Fillhole” (para cerrar un solo agujero) o “_FillHoles” para cerrar todos los bordes desnudos de una malla.

Estos comandos pertenecen al set de comandos agregados en los Bonus Tools del Service Release 4 de Rhinoceros.

Debemos ir al menú Tools>Toolbar layout , elegir el toolbar collection “Default” y marcar el toolbar “Bonus tools”

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Los comandos “_FillHole” y “_FillHoles” están incluidos en Rhinoceros 3.0 a partir del Service Release 4 del 15 de junio de 2005 (que se puede descargar gratis para usuarios registrados de Rhinoceros 3.0).

Mas información en http://download.mcneel.com/whatsnew.asp?rel=51 .

Estos Bonus Tools no están disponibles en versiones anteriores al SR4 de Rhinoceros 3.0. www.la.rhino3d.com

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Ahora hacemos el análisis del modelo en malla para detectar donde esta abierto.

Y llamamos al comando “_FillHole”

Seleccionamos el borde del la abertura que queremos cerrar y queda automáticamente cerrada por polígonos.

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Convirtiendo un modelo NURBS a Mallas de polígonos.

Cuando estamos convirtiendo un modelo de Rhino (NURBS) a mallas de polígonos, aparece un cartel con las opciones de creación de las mallas de polígonos.

Hay dos tipos de opciones: Simple o Detallada. Siempre utilizar los controles detallados para tener un mejor control sobre la creación de la malla de polígonos.

Este mismo cartel también aparece cuando estamos exportando el modelo de Rhino en algún formato que no soporte superficies NURBS. Algunos de los formatos que no soportan NURBS y que por lo tanto convierten el modelo NURBS en mallas de polígonos pueden ser STL, DXF, DWG, OBJ, 3DS, RAW y algunos mas.

Los formatos que soportan superficies NURBS son 3DM (Rhino), IGES y STEP. Hay otros formatos propietarios que también soportan NURBS.

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Opciones de conversión de NURBS a MESH. Estas opciones de conversión a mallas, son las mismas opciones que también están en las opciones de creación de la mallas de sombreado cuando elegimos la opción “Custom”.

Y son también iguales a las opciones de las mallas de análisis de superficies. Aunque no están vinculadas directamente, los parámetros que ambas utilizan son los mismos.

Es necesario mencionar que los cambios de parámetros que se hacen en uno de los comandos (malla de conversión) no afectan a los otros (malla de sombreado o malla de análisis) y viceversa, estas opciones son totalmente independientes entre comandos.

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Controles detallados de creación de mallas.

Información obtenida de http://en.wiki.mcneel.com/default.aspx/McNeel/RhinoHome.html mas precisamente http://en.wiki.mcneel.com/default.aspx/McNeel/MeshFAQ.html La barra desplazable de los controles simples no es la mejor opción para controlar la creación de polígonos a partir de superficies NURBS, lo mejor es usar los controles detallados.

Usualmente una aproximación rápida puede hacerse utilizando los siguientes parámetros.

Maximum angle 0.0 Maximum aspect ratio 0.0 Maximum edge length 0.0 Maximum distance edge** Minimum initial grid quads 16 Refine mesh checked Jagged seams unchecked Simple planes unchecked **aquí el valor a utilizar depende de la escala del modelo y las unidades utilizadas Para modelos en milímetros empezar utilizando 0.1 y si todavía se ve facetado , ir reduciendo este valor (0.05 , 0.01 , etc.) hasta llegar a una malla de densidad deseada.

Lo bueno de esta configuración es que los objetos mas chicos, tendrán menos polígonos que los objetos mas grandes. Lo cual optimiza la cantidad de poligonos por objeto.

La opción de “Maximum distance edge to surface” fuerza a Rhino a crear mallas de polígonos que no se separen de la superficie a una distancia mayor al valor especificado (que esta en la unidades del archivo utilizado). Permite a Rhino crear menos polígonos en las áreas de poco detalle (por ejemplo: superficies planas) y mas polígonos en áreas de mucho detalle (por ejemplo superficies curvas) La opción de “Minimum initial grid quads” nos asegura que las superficies planas tengan un mínimo de polígonos que las representen. Esto a veces es muy necesario cuando se exporta el modelo a programas de render que solo leen mallas de polígonos.

Algunos prefieren poner en la opción “Maximum angle” un numero diferente a 0 (desabilitado), usualmente 35 o 45 grados. De esta manera los detalles que son muy chicos obtienen una subdivisión un poco mayor. Esto usualmente es utilizado para renders, para no tener una cuenta de polígonos demasiado alta, entonces se puede usar una distancia mínima un poco mayor y agregar detalle a las zonas curvas con la opción de angulo máximo, pero para imprimir en 3D mejor siempre controlar la distancia máxima.

También otra opción es cambiar la opción de “Maximum aspect ratio”. Esta función evita que la relación entre el largo de un polígono y su ancho sea mayor al valor especificado. Por ejemplo si se usa un “aspect ratio” de 6, ningún polígono podrá tener un largo 6 veces mayor al ancho del mismo. Esto evita polígonos largos y finos que para los renders pueden crear errores en los renders. Como consecuencia negativa al quebrar los polígonos en unos mas cortos y mas chicos se genera una cantidad mayor de polígonos y esto trae como consecuencia www.la.rhino3d.com

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archivos mas grandes y mayores tiempos de render.

Para joyería los parámetros recomendados son máxima distancia 0.001, angulo 12. Angulos mas grandes tienden a mostrar los bordes de los triángulos en en producto final impreso. Las unidades son en milímetros y los modelos exportados pueden rondar los 30mb.

Las mallas son creadas utilizando un criterio de 3 pasos. Primero polígonos iniciales, luego refinamiento (subdivision) y finalmente el ajuste de los bordes cortados.

Las superficies son convertidas a mallas de polígonos en un proceso de 2 pasos.

Primero es creada una malla de polígonos y luego esa malla es refinada dividiéndola en 4 polígonos mas pequeños. “Maximum aspect ratio, Maximum edge length, and Minimum initial grid quads” controlan la generación de la malla inicial.

“Maximum angle, Maximum edge length, Minimum edge length, and Maximum distance, edge to surface” determinan cuales de los polígonos iniciales serán divididos en polígonos mas pequeños.

Lo ideal es usar una combinación de todos los parámetros para lograr la menor cantidad de polígonos posibles , pero que estén definiendo al modelo en todos sus detalles.

Y cuidando que los objetos chicos no tengan demasiados polígonos. para esto hay que tener cuidado en la utilización de los parámetros que no dependen del tamaño (escala)del modelo.

Un ejemplo de una utilización racional de los parámetros específicos para estos modelos.

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Descripcion de opciones detalladas: Maximum angle La opción “Maximum angle” (angulo máximo) determina cual es el angulo máximo que puede haber entre un polígono y otro. Técnicamente es el angulo máximo que puede haber entre la normal de la superficie (en cualquier punto) y el vértice de la malla de polígonos.

Valores mas chicos resultaran en mallas mas densas con mas polígonos y mas tiempo de creación de las mismas. El problema en la utilización de este parámetro es que no depende de la escala, por lo tanto, si creamos 3 esferas, una enorme , una media y una diminuta, las 3 esferas serán representadas con la misma cantidad de polígonos. Creando menos de los necesarios para representar bien la esfera enorme, y muchos mas de los necesarios para representar la esfera diminuta.

Maximum aspect ratio Las superficies inicialmente son representadas por una mallas de cuadrados regulares, luego esa malla es refinada. La malla inicial es construida teniendo en cuenta este parámetro. Este parámetro determina la relación entre largo y ancho de un polígono. Por ejemplo si el valor es 2 la malla creada no podrá tener polígonos cuyo largo sea mayor a 2 veces el ancho. Valores mas chicos harán que se generen mas polígonos y estos se acercaran mas a una proporción cuadrada. Utilizar el valor 0 desabilita esta opción.

El valor por defecto es 6. Este parámetro es independiente de la escala del objeto.

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Minimum edge length Este parámetro determina el largo mínimo de los bordes de los polígonos a crear.

Este parámetro esta siempre expresado en el sistema de unidades del modelo.

Valores mas grandes resultaran en creación de mallas mas rápidas y menos precisas.

El valor por defecto es 0.01 y sus valores de uso dependen del la escala del modelo.

Este comando se usa para evitar la creacion de miles de poligonos de tamaños demasiado chicos.

Uso combinado con angulo maximo para evitar la creacion de poligonos muy chicos.

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Maximum edge length Este parámetro determina el largo máximo para el borde de un polígono.

Valores muy chicos harán que se generen mallas muy densas con polígonos muy chicos.

EL valor 0 para esta opción apaga la opción.

Cuando la opción refine esta habilitada , los polígonos son refinados hasta que los bordes de los mismos son mas chicos que el valor dado a este parámetro.

Sus valores de uso dependen de la escala del modelo.

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Maximum distance, edge to surface

Determina la máxima distancia desde el centro del borde del polígono a la superficie.

Valores mas chicos crearan mallas mas densas y mas precisas.

Este valor depende de la escala del modelo. Cuando la opción “refine” esta activada, los polígonos son subdivididos hasta llegar a la distancia máxima permitida por esta opción.

El valor 0 apaga esta opción.

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Minimum initial grid quads Determina el número mínimo de polígonos de la malla inicial.

Valores mas grandes resultaran en mallas mas densas. El valor 0 apaga esta opción y significa que no hay un mínimo.

Esta opción fuerza a geometrías simples a ser representadas con mallas de mas polígonos.

Este comando es independiente de la escala del objeto.

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Refine mesh Las mallas son refinadas hasta que el angulo entre polígonos llega al valor definido en “Max Angle” Si no se usa esta opción se generan mallas mas rápidamente pero estas serán menos precisas y con menos polígonos No tener marcada esta opción significa que superficies no cortadas y áreas de superficies lejos de los bordes tendrán mallas de polígonos con tamaños mas regulares.

Cuando esta opción esta activada, Rhino usa un proceso recursivo para refinar la malla hasta que llega al criterio definido por las opciones “Max Angle”, “Minimum edge length” y “Maximum edge length” y “Maximum distance edge to Surface”.

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Jagged seams Esta opción si esta activada significa que las malla de cada superficie son generadas independientemente de las mallas de las superficies a las cuales están unidas.

Cuando esta activada para cada superficie de una polisuperficie no es obligatorio que la malla generada en los bordes de cada una coincida como para generar una malla perfectamente cerrada. Si no esta activada las mallas creadas en los bordes de superficies de una polisuperficie coinciden perfectamente.

Esto permite generar mallas mas rápidamente, con menos polígonos pero que no crean una malla cerrada.

Por defecto esta opción no esta activada.

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Simple planes Si esta opción esta habilitada, entonces todos los parámetros descriptos arriba, excepto por “Jagged seams”, son ignorados para todas las superficies planas y estas son generadas con la menor cantidad de polígonos posibles.

Por defecto no esta activado.

Esta opción significa que todas las superficies planas crean mallas de polígonos por los bordes de las superficies y luego llenan el area inscripta en los bordes con triángulos.

y vinculado con maximum aspect ratio

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Weld Suelda vértices de mallas coincidentes que privienen de las costuras entre superficies tangentes de una polisuperficie.

En general es la aplicación a donde vayamos a mandar el archivo y no el tipo de archivo lo que importa. En general “Weld” no debe estar activada, especialmente si vamos a exportar a una aplicación que considera las coordenadas de texturas o vértices de normales de precisión.

Si estamos exportando a un programa que tiene problemas con vertices coincidentes entonces nos conviene habilitar la opción “Weld”. Para formatos simples como STL (que no tiene información de normales de vértices o coordenadas de texturas)la opción Weld no hace nada.

Pack Textures Cuando convertimos a mallas una polisuperficie son creados paquetes de coordenadas de texturas.

Un paquete de coordenadas de texturas es una partición de una unidad rectangular en subrectangulos desunidos para que un mapa de textura pueda ser aplicado en forma independiente en varias caras de una polisuperficie.

Esta opción generara paquetes de texturas de malla de cada malla de los objetos seleccionados. Si mas de un objeto es seleccionado el paquete extiende la textura sobre todos los objetos.

Preview Permite ver la malla que se genera como resultado de las opciones elegidas.

Precision Información obtenida de ( http://www.es.rhino3d.com/accuracy.htm ) Debido a que muchos modeladores de formas libres no son lo bastante precisos para la fabricación o el análisis de ingeniería y dado que Rhino es un modelador de formas libres, mucha gente supone que Rhino no es lo bastante preciso para su aplicación.

De hecho, Rhino es tan o incluso más preciso que la mayoría del software de CAD. Características: Existen dos métodos comunes para guardar modelos 3D en los ordenadores.

El primer método es utilizar mallas (llamadas a veces facetas), que se utilizan normalmente para el renderizado, la animación y el diseño conceptual. Mientras los modeladores de mallas poseen a menudo lo que parecen ser técnicas precisas para crear modelos como por ejemplo esferas, cajas, splines e incluso NURBS, detrás de las imágenes lo acaban convirtiendo todo en una malla. Las mallas son intrínsecamente inexactas, porque una malla es simplemente un conjunto de triángulos planos. Incluso si la superficie es curva, un modelador de mallas la sigue representando con triángulos planos. Esto funciona para la mayoría de renderizados, animaciones y juegos, pero no para la fabricación. Rhino no utiliza mallas para modelar. Sólo convierte a mallas cuando es necesario para determinadas exportaciones de archivos y renderizados.

El segundo método son las NURBS. La mayoría de modeladores CAD, CAM, CAE y CAID, incluyendo a Rhino, representan formas libres con NURBS. Los productos que utilizan NURBS pueden representar potencialmente formas libres con la precisión www.la.rhino3d.com

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adecuada para las aplicaciones más exigentes siempre que sean diligentes en su implementación de NURBS. Si el enfoque principal de una aplicación es el diseño de maquinaria y no las formas libres, es posible que su implementación NURBS no sea tan favorable para el modelado de formas libres más exigente. Esto es característico de los modeladores de sólidos paramétricos de medio alcance basados en las características que actualmente son tan populares.

Dado que el enfoque de Rhino es el modelado NURBS de formas libres, su implementación NURBS es de las mejores que existen hoy en día. Éstas son las principales características que hay que tener en cuenta para determinar si un modelador es lo bastante preciso para su aplicación: Posición. Rhino, como la mayor parte de los productos de CAD, representa la precisión en números con comas flotantes de doble precisión. Esto significa que la coordenada x, y o z de cualquier punto puede tener un valor que oscila entre máximo ±10308 y mínimo ±10-308. La mayor parte de software de CAD, inclusive Rhino, utiliza la aritmética de coma flotante de doble precisión.

Debido a la limitación de los ordenadores de 32 bits (todos los ordenadores modernos), la precisión de los cálculos es de 15 dígitos en un intervalo que oscila entre ±1020 y ±10-20. Esta limitación se produce en todos los productos de CAD actuales.

Los productos de CAD más antiguos tienen otras limitaciones porque en un principio fueron creados para funcionar en ordenadores con menor precisión. Por ejemplo, muchos modeladores de CAD están diseñados para realizar cálculos de geometría restringida a una caja centrada de tamaño 1000x1000x1000 metros. (Alerta: Otros conocidos programas de modelado ya hechos requieren parametrizaciones que les falta entre un factor de 10 para ser parametrizaciones de longitud de arco). Rhino no tiene ninguna de las limitaciones halladas en esos productos anteriores.

Intersecciones. En Rhino, cuando dos superficies de forma libre se entrecruzan, la curva de intersección resultante se calcula con la precisión especificada por el usuario. La precisión (tolerancia) de Rhino por defecto es de 1/100 milímetros. Muchos sistemas de CAD han incorporado tolerancias que el usuario no puede dominar.

Si analiza detenidamente la geometría que producen otros modeladores a partir de intersecciones de superficies de forma libre, los redondeos de forma libre y las equidistancias de forma libre, encontrará que esta geometría de forma libre se ha calculado en realidad con una precisión de entre 10-2 y 10-4 metros, aunque indiquen que la precisión es de 10-8 (sin tener en cuenta que las unidades están en metros).

Continuidad (cambio de curvatura igualado en una costura). La mayoría de programas de CAD ni siquiera tienen herramientas para igualar curvaturas, sin mencionar que sean lo bastante precisas para un diseñador crítico. Si su aplicación requiere superficies de forma libre suaves, como por ejemplo planos aerodinámicos, hidroalas, lupas o superficies reflejantes, necesitará las herramientas que sólo tiene Rhino o programas de modelado de superficies de alta capacidad como CATIA y Alias.

Otros aspectos a considerar: Unidades. En Rhino, el usuario puede especificar las unidades. Cuando unidades se cambian, todos los cálculos se realizan en esas unidades. En muchos programas de CAD, las unidades sólo se pueden visualizar en pantalla, pero no modificar. Aunque esté especificado en milímetros, todos los cálculos se hacen en metros. Nada especial. Sólo desplace el decimal. ¡Incorrecto! Siga leyendo. www.la.rhino3d.com

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Cambiar unidades. Cambiar o convertir unidades puede ser uno de los problemas de precisión más contemplados en CAD/CAM. La mayoría consideramos que convertir unidades imperiales a unidades métricas puede ser impreciso, sin tener en cuenta las conversiones de milímetros a centímetros. ¿Por qué? Porque pensamos en decimales. ¿Pero sabe lo que pasa?

Que el ordenador no. Es binario (es decir, de base 2, no 10). Esto significa que hay que realizar muchas multiplicaciones o divisiones de cifras con comas flotantes para convertir de milímetros a centímetros. Las imprecisiones ocasionadas al convertir de milímetros a centímetros son las mismas que se producen al convertir de milímetros a pulgadas.

En resumen, Rhino es tan o más preciso que cualquier otro programa de CAD del mercado actual. Además, Rhino proporciona herramientas para configurar la precisión y las unidades, así como herramientas para controlar y calcular continuidades, de lo cual no disponen muchos productos de CAD. Rhino no tiene las limitaciones que poseen otros productos anteriores de CAD. Articulos relacionados con esta Guia.

Para reparación de archivos IGES importados a Rhinoceros ver http://www.es.rhino3d.com/tutorials/troubleshootiges.pdf Para reparación de archivos STL importados a Rhinoceros ver http://download.mcneel.com/download.asp?id=stlrepair&language=es

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