MODUL 1 · OSNOVE SOLIDWORKSA I SKICIRANJE
Nastavna jedinica 1.5
Osnove 2D skiciranja: entiteti i crtanje
Skica je prva, temeljna razina svakog parametarskog modela. Pregled osnovnih entiteta 2D skice, načina njihovog crtanja i pravila koja skicu čine dobrom podlogom za sljedeće značajke.
- nabrojiti osnovne entitete 2D skice i njihovu ulogu u modelu
- razlikovati način rada klikni-klikni od načina klikni-povuci pri crtanju entiteta
- objasniti ulogu konstrukcijske geometrije unutar skice
- opisati kako se ravnina skiciranja bira i zašto to nije proizvoljan izbor
- primijeniti pravilo o zatvorenom profilu na primjeru presjeka tijela hvatača
- prepoznati alate za izmjenu entiteta skice: obrezivanje, produljenje, preslikavanje
- izračunati opseg zaobljenog pravokutnog profila iz njegovih osnovnih dimenzija
Skica kao prva razina modela
Prije nego što nastane bilo koja prostorna značajka, u parametarskom sustavu postoji skica (sketch) – ravan, dvodimenzionalni crtež smješten na odabranoj ravnini u prostoru. Skica sama po sebi nije trodimenzionalno tijelo; ona postaje geometrija tek kad se na nju primijeni značajka iz skice poput ekstrudiranja, rotiranja, povlačenja po putanji ili loftinga (jedinica 1.1). Kvaliteta te prve skice – koliko je jasno definirana, koje entitete koristi, kako su postavljene relacije i dimenzije – izravno određuje koliko će kasnija značajka biti stabilna i koliko će lako podnijeti buduće izmjene.
Skica se sastoji od entiteta (geometrijskih elemenata koje korisnik crta) i relacija te dimenzija koje te entitete povezuju i određuju. Ova jedinica obrađuje entitete i osnovni način crtanja; relacije i dimenzioniranje detaljno obrađuje sljedeća jedinica, a stanje potpune, nedovoljne i prekomjerne određenosti skice jedinica nakon nje. Ova podjela nije proizvoljna – upravo prati redoslijed kojim se skica u praksi gradi: prvo se nacrta oblik entitetima, zatim se on ograniči relacijama i dimenzijama, i tek na kraju se provjeri je li rezultat potpuno određen.
Osnovni entiteti skice
Osnovni skup entiteta koji pokriva velik dio praktičnih skica sastoji se od: linije (ravni segment određen dvjema krajnjim točkama), kružnice (određena središtem i polumjerom ili promjerom), luka (dio kružnice, u tri uobičajene izvedbe: luk oko središta, tangentni luk nadovezan na kraj linije, i luk kroz tri zadane točke), pravokutnika (najčešće u nekoliko varijanti: rubni pravokutnik zadan dvjema suprotnim točkama, centriran pravokutnik zadan središtem i uglom, ili pravokutnik zadan paralelogramom pod kutom), poligona (pravilan mnogokut zadan brojem stranica i opisanom ili upisanom kružnicom), i spline krivulje (glatka krivulja kroz niz kontrolnih točaka, za oblike koje kružni lukovi ne mogu opisati).
Uz njih postoji i točka (samostalan entitet bez duljine, koristi se kao referenca, npr. za pozicioniranje rupe) te osovina/simetrala (construction line, entitet koji se koristi kao pomoćna referenca za relacije i dimenzioniranje, npr. za kotiranje od simetrale opisano u prethodnoj jedinici). Svaki od ovih entiteta može biti postavljen kao normalna geometrija (postaje dio konačnog profila koji se izvlači ili rotira) ili kao konstrukcijska geometrija (construction geometry, vidljiva u skici i korisna za relacije i mjerenja, ali se sama ne pojavljuje u konačnoj trodimenzionalnoj značajci).
Konstrukcijska geometrija
Konstrukcijska geometrija zaslužuje poseban naglasak jer je često zanemarena u ranoj fazi učenja. Njezina je uloga isključivo pomoćna: crta se kako bi poslužila kao referenca za relacije (npr. simetrala oko koje se dvije linije postavljaju zrcalno) ili za dimenzioniranje (npr. dijagonala pravokutnika, iako se sama dijagonala nikad ne izrađuje kao fizički brid), a zatim se u samoj značajci potpuno zanemaruje – sustav je pri izvlačenju ili rotiranju jednostavno preskoči. Prebacivanje entiteta iz normalne u konstrukcijsku geometriju (i obrnuto) ne mijenja njegov oblik ni njegove relacije, nego samo njegovu ulogu u konačnoj značajki.
Za skicu prsta hvatača MPH-1, primjerice, uzdužna os prsta kroz koju prolazi hod klipa crta se kao konstrukcijska linija: sama se ne izvlači u tijelo, ali služi kao referenca za simetrično postavljanje dviju bočnih ploha prsta oko nje, u skladu s namjerom dizajna iz prethodne jedinice.
Način crtanja: klikni-klikni i klikni-povuci
Praktično, entiteti se crtaju na dva ravnopravna načina koja se mogu miješati unutar iste skice. Klikni-klikni (click-click): jednim klikom se postavi prva točka entiteta, pokretom miša se prikaže privremeni oblik, drugim klikom se postavi druga točka i entitet je gotov, alat ostaje uključen za crtanje sljedećog entiteta. Klikni-povuci (click-drag): klik i zadržavanje gumba miša postavlja prvu točku, povlačenje pokazuje oblik u stvarnom vremenu, otpuštanje gumba završava entitet – alat se pritom automatski isključuje nakon jednog entiteta, pa je ovaj način prirodniji za pojedinačne, brze poteze, dok je klikni-klikni prirodniji za crtanje niza povezanih entiteta (npr. lanca linija koje čine profil).
Oba načina proizvode potpuno istovjetnu, parametarski jednaku geometriju – razlika je isključivo u ergonomiji unosa, ne u rezultatu. Odabir između njih stvar je navike i konkretne situacije: pri brzom skiciranju vanjskog obrisa pravokutnog tijela klikni-povuci je često brži, dok je pri crtanju lanca više uzastopnih linija (npr. obrisa L-profila) klikni-klikni pregledniji jer korisnik može kontinuirano pratiti gdje završava jedan, a počinje sljedeći segment.
Izbor ravnine skiciranja
Skica se uvijek crta na ravnoj podlozi: jednoj od tri zadane glavne ravnine modela (koje se sijeku pod pravim kutom u ishodištu), na ravnoj plohi postojeće geometrije, ili na dodatno definiranoj referentnoj ravnini (npr. pod kutom, na udaljenosti, kroz tri točke). Izbor ravnine nije tehnička sitnica nego dio namjere dizajna (jedinica 1.2): ravnina na kojoj se crta prva, bazna skica dijela često postaje i referenca za sve sljedeće skice tog dijela, pa se pažljivo bira da odgovara prirodnoj orijentaciji funkcije dijela, ne slučajnom trenutnom pogledu na zaslonu.
Za tijelo hvatača MPH-1 bazna skica profila tijela crta se na ravnini koja se poklapa s ravninom simetrije hvatača, upravo zato da relacije i dimenzije svih kasnijih skica (uključujući rupe za vodilice prstiju) mogu izravno referirati tu istu simetralu, umjesto da svaka skica iznova definira vlastitu, potencijalno nedosljednu referencu.
Zatvoren i otvoren profil
Za značajke poput ekstrudiranja u tijelo (solid) profil skice mora biti zatvoren – svaki entitet mora se krajnjom točkom točno nastavljati na sljedeći, bez praznina i bez preklapanja, tako da profil jednoznačno omeđuje površinu. Otvoren profil (npr. lanac linija koji ne završava točno na početnoj točki) sustav neće moći izvući u solid tijelo, iako ga za neke druge namjene – izradu tankih površinskih značajki ili putanje za povlačenje (sweep) – otvoren profil ne sprječava.
Pažnja
Najčešća početnička pogreška pri crtanju zatvorenog profila je sitan razmak između dviju krajnjih točaka koji na zaslonu izgleda spojeno, ali geometrijski nije. Sustav takav profil neće prihvatiti za izvlačenje u tijelo i prijavit će grešku; provjeru i alate za dijagnostiku ovakvih stanja detaljno obrađuje jedinica 1.7.
Izmjena postojećih entiteta
Rijetko se skica nacrta ispravno iz prvog poteza; zato svaki parametarski sustav nudi skup alata za izmjenu već nacrtanih entiteta. Obrezivanje (trim) skraćuje entitet do sljedećeg sjecišta s drugim entitetom ili ga potpuno briše ako sjecišta nema u zadanom smjeru. Produljenje (extend) čini suprotno – produljuje entitet do najbližeg sjecišta. Preslikavanje (mirror unutar skice, različito od zrcaljenja značajki obrađenog kasnije u području) kopira odabrane entitete zrcalno oko konstrukcijske linije, uz automatsko postavljanje simetrične relacije među izvornikom i kopijom. Pomak konture (offset) generira novi entitet na zadanoj udaljenosti paralelno uz postojeći, korisno za skiciranje stijenke jednolike debljine prije nego što se primijeni ljuska.
Ovi alati ne mijenjaju osnovnu logiku entiteta opisanih ranije, nego ubrzavaju dolazak do željenog oblika: umjesto brisanja i ponovnog crtanja pogrešno postavljenog entiteta, brže je i sigurnije zadržati ga i alatom za izmjenu dovesti u ispravan oblik, jer se time čuvaju već postavljene relacije i dimenzije koje su možda vezane uz taj entitet.
Opseg zaobljenog profila presjeka tijela
Presjek tijela hvatača MPH-1 u osnovnoj ravnini nije oštri pravokutnik nego pravokutnik sa zaobljenim uglovima – uobičajen oblik u strojarskoj praksi jer smanjuje koncentraciju naprezanja na uglovima i olakšava rukovanje. Takav profil sastoji se od četiri ravna segmenta (linija) i četiri luka u uglovima, pa se njegov opseg računa kao opseg oštrog pravokutnika umanjen za dio koji zamjenjuju lukovi, uvećan za stvarnu duljinu tih lukova.
Računa ukupan opseg skice presjeka koja se sastoji od pravokutnika sa zaobljenim uglovima, kao provjeru duljine entiteta prije izvlačenja skice u tijelo.
Formula P = 2·(a + b) − 8·r + 2·π·r proizlazi izravno iz geometrije: svaki od četiri ravna ruba pravokutnika skraćen je za polumjer zaobljenja na svakom svom kraju (ukupno 8·r oduzeto od opsega oštrog pravokutnika 2·(a+b)), a četiri četvrtinska luka zajedno čine točno jednu punu kružnicu opsega 2·π·r. Ova vrijednost izravno odgovara duljini skice koju bi sustav prijavio kao ukupnu duljinu svih entiteta profila, i korisna je provjera prije nego što se skica izvuče u tijelo – ako izračunata duljina bitno odstupa od očekivane, vjerojatno je neki entitet skice pogrešno postavljen.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Skica (sketch) | Ravan 2D crtež na odabranoj ravnini, podloga za značajke iz skice. |
| Entitet skice | Osnovni geometrijski element skice: linija, kružnica, luk, pravokutnik, poligon, spline, točka. |
| Konstrukcijska geometrija (construction geometry) | Entitet koji služi kao pomoćna referenca za relacije i dimenzije, a ne ulazi u konačnu značajku. |
| Klikni-klikni / klikni-povuci | Dva ravnopravna načina unosa entiteta, s istim rezultirajućim geometrijskim zapisom. |
| Zatvoren profil | Lanac entiteta bez praznina i preklapanja, uvjet za izvlačenje skice u solid tijelo. |
| Obrezivanje (trim) / produljenje (extend) | Alati za skraćivanje odnosno produljenje entiteta do sjecišta s drugim entitetom. |
| Pomak konture (offset) | Stvaranje novog entiteta paralelno uz postojeći, na zadanoj udaljenosti. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 4
Entitet koji je nacrtan kao konstrukcijska geometrija u skici:
Konstrukcijska geometrija je vidljiva i korisna unutar skice kao referenca, ali je sustav preskoči pri izvlačenju ili rotiranju skice u tijelo.
Pitanje 2 od 4
Koja je razlika između načina crtanja klikni-klikni i klikni-povuci?
Oba načina daju parametarski jednaku geometriju; razlikuju se samo po tome kako se miš koristi tijekom crtanja.
Pitanje 3 od 4
Zašto profil mora biti zatvoren da bi se mogao izvući u solid tijelo?
Solid izvlačenje zahtijeva jednoznačno omeđenu površinu; otvoren profil (s prazninom) tu granicu ne definira jednoznačno.
Pitanje 4 od 4
Alat pomak konture (offset) u skici koristi se najčešće za:
Pomak konture generira paralelnu kopiju entiteta na zadanom razmaku, često kao priprema profila stijenke jednolike debljine.
Odgovoreno 0 od 4.
Vježbe uz jedinicu
Gradivo ove jedinice priprema za sljedeće vježbe:
- V1 Sketch osnove: crtanje i relacije · 2 sata