APOSTILA DE AUTO CAD 3D

Teoria e Prática no Desenvolvimento de Modelos Tridimensionais

CEFET-MG - 2010 2° Ano Mecatrônica

Campus VIII- Varginha

Prof.: Wanderley Xavier Pereira

1

Introdução

O Auto CAD é um software gráfico, em que a sigla CAD (Computer Aied Design) significa Desenho

auxiliado por computador. Em função da sua vasta utilização nos seguimentos de arquitetura, engenharias

(mecânica, civil, elétrica, etc) este software tornou-se um padrão internacional. Sendo uma poderosa

ferramenta de desenho gráfico tanto em 2D como em 3D garantido produtividade e performance.

“O Auto CAD é sem dúvida o software CADD (Computer Aided Design Drafting) que mais

popularizou no Brasil ao longo das duas décadas, e por isso um dos que mais possuem literaturas disponíveis

no mercado. Algumas delas, em verdade a grande maioria, versando sobre aplicações básicas no ambiente

2D, e poucas pinceladas no ferramental 3D. Talvez porque seja condições para se aventurar no ambiente 3D,

que o profissional tenha um maior desprendimento quanto à sua capacidade criativa e um ótimo

raciocínio abstrato espacial. ” ( Fialho, 2004).

Caro aluno, esta apostila é um guia ou um material de apoio para o curso Teoria e Prática no

Desenvolvimento de Modelos Tridimensionais, sendo necessário que o ministrante do curso complemente os

aspectos teóricos, forneça dicas sobre as ferramentas e comandos do AUTO-CAD, assim como os passos para

a realização dos exercícios, e ou contar com o apoio de uma bibliografia ampla sobre AUTO-CAD (que será

sugerida, a seguir).

Ementa do Curso:

� Coordenadas Tridimensionais;

� Tipos de modelamento espacial: em Arame, em Casca em Sólidos;

� Vistas e Projeções 3D( ferramentas View, ferramentas Viewports, UCS, 3D orbit;

� Estudo e aplicação das Ferramentas Surface (modelos em casca), Estudo da Barra de ferramenta Solids

(Modelos em Sólidos); Barra de Ferramenta Solids Edit;

� Comandos de edição ( 3D Array, Mirror 3D, Rotate 3D, Align, Chanfer e Fillet);

� Textura, e Renderização (Gerando fotorrealismo nos modelos).

Bibliografias:

Baldam, R. Auto CAD 2002- Utilizando Totalmente – Editora Érica- São Paulo-4ª ed. 2004-pg 484

Fialho , A.,B- Auto CAD 2004-Teoria e Prática no Desenvolvimento de Produtos Industriais.

Finkelstein, E. Auto CAD 2000- a Bíblia- Editora Ciência Moderna- Rio de Janeiro-2000- pg 1273

2

SUMÁRIO

Introdução: ........................................................................................................................................................1

Bibliografias: ....................................................................................................................................................1

Ementa do curso................................................................................................................................................1

Sumário ............................................................................................................................................................2

Apresentação.....................................................................................................................................................3

Sistemas de Coordenadas em 3D ....................................................................................................................3

Desenhando Em 3d............................................................................................................................................6

Vistas e Projeções 3d no AutoCAD 2004 Estudo Da Barra De Ferramentas View.......................................7

Barras de Ferramentas Viewports...................................................................................................................11

Barras de Ferramentas UCS e UCSII.......................................................................................................14

Barra de Ferramenta 3D ORBIT.....................................................................................................................25

Modelamento em 3D.......................................................................................................................................30

Malhas Poligonais...........................................................................................................................................30

Objetos Primitivos em 3D...............................................................................................................................38

Gerando Modelos Sólidos...............................................................................................................................40

Toolbars para Modelamento Sólido................................................................................................................41

Gerando Vistas a partir de Modelos Sólidos...................................................................................................62

Operações com Solids Editing. E Operações 3D (Rotate, Mirror, Align)....................................................66

Renderização (Foto Realismo) .......................................................................................................................79

3

Apresentação

No curso de AutoCAD Básico é visto como gera-se desenhos bidimensionais utilizando as coordenadas

X e Y e um único plano de trabalho. No curso Auto CAD 3D veremos como gerar e manipular desenhos

tridimensionais utilizando as coordenadas X, Y e Z e definindo vários planos de trabalho pela alteração do

sistema de coordenadas. Vamos trabalhar também com visualização modelamentos em arames, em cascas e

em sólidos, renderização de objetos tridimensionais.

Figura 1: Exemplos de Modelos tridimensionais Renderizados.

Sistemas de coordenadas em 3D

As coordenadas 3D são definidas da mesma forma que as

coordenadas 2D tendo apenas que informar o valor da terceira

dimensão, o eixo Z.

Existem três tipos de coordenadas para determinar a posição de

um ponto, sempre utilizando a seqüência X, Y, Z. São elas:

Coordenada retangular, coordenada cilíndrica e coordenada

esférica.

Figura 2: Fonte: Render (Curso R-14)

4

Fig 3: Coordenadas Retangulares

Fonte: Render (Curso R-14)

Fig 4 (Fonte: Render (Curso R-14): As

coordenadas cilíndricas são definidas por uma

distância, um ângulo no plano XY e uma altura

em Z. No exemplo ao lado vê-se a localização

de um ponto através das coordenadas 2 < 30,

1.5, o que indica uma distância igual a 2

unidades, um ângulo em X Y de 30 graus e uma

altura em Z de 1.5

Fig 5:( Fonte: Render (Curso R-14)

As coordenadas esféricas são definidas por

uma distância, um ângulo no plano XY e

um ângulo medido em relação ao plano

XY.

No exemplo ao lado, vê-se a localização de

um ponto através das coordenadas

2<75<60, o que indica uma distância igual

a 3 unidades, um ângulo de 75 graus em

XY e um de 60 graus a partir de XY em

torno do eixo Z.

5

1. Exemplo: Complete a tabela seguinte com as coordenadas dos pontos numerados do modelo da figura 6

Figura 6: Fonte: Fialho (2005)

Coordenada Cartesiana

Cartesiana Polar

Coordenada Cilíndrica

Cilíndrica Polar

Coordenada Esférica Ponto

X, Y, Z @X, Y, Z L<∝∝∝∝, Z @L<∝∝∝∝,Z L<∝∝∝∝<ββββ

P1 0,0,0 (0,0,0)Start (0,0,0)Start 0,0,0 0,0,0

P2 0,13,0 @0,13,0 13<90,0 @13<90,0 13<90<0

P3

P4

P5

P6

P7

P8 50, 13, 50 @50, 0, 0 50<15, 50 @50<0, 0 50<15<45

P9 10,0,10 (10,0,10)Star

t 10<0,10 (10,0,0)Start 14<0<45

P10 10,10,10 @0,10,0 16.4<52.43,1

0 @13<90,0

19<52.4<31.3

P11

P12

P13

P14 10,0,40 @-30,0,0 10<0,40 @30<180,0 41.2<0<76

P15 10,10,40 @0,13,0 16.4<52.43,4

0 @13<90,0

43.2<52.4 <67

P16

6

Desenhando em 3D

Podemos fazer desenhos tridimensionais no AutoCAD utilizando o comando Elev de duas maneiras .

Uma delas é modificando pelo comando CHANGE a elevação (ELEV) e a espessura (THICKNESS) das

entidades selecionadas. A outra é colocando estes valores antes de desenhar através do comando Elev ou

Entity Modes:

Interação com o comando

ELEV (via teclado )

Este comando permite definir a elevação (ELEV) e a extrusão (THICKNESS)

de entidades.

A elevação define a distância entre o plano XY e o ponto em que a entidade

começa a ser desenhada. A extrusão é projeção da entidade no eixo Z.

Command: ELEV

New current elevation <valor atual> : 1 Fig 7:

New current thickness <valor atual> : 2

As entidades geradas daqui para frente terão estes valores para sua elevação e extrusão.

Exemplo 1) Desenho utilizando o comando elev, Thickness (espessura) e o Hide (O comando HIDE oculta

entidades localizadas atrás de faces)

1. Comece um novo desenho.

2. Salve-o como 1f.dwg na sua pasta AutoCAD.

3. Inicie o comando CIRCLE. Especifique o centro como 6,6 e o raio como 18.

4. Dê um Zoom Extents.

5. Escolha Properties na barra de ferramentas padrão. Selecione o círculo. Clique na propriedade

Thickness. Na caixa de texto Thickness digite 3 ↵ (Enter). Escolha Properties novamente para fechar

ajanela Properties.

6. Digite elev ↵. No prompt: Specify new default elevation <0.0000>:, digite 3.↵. Uma vez que você tenha

alterado somente a espessura do circulo existente para 3, a elevação é definida para 3 para colocar um

objeto em cima do círculo. No prompt: Specify new default thickness <0.0000>:, digite 24↵.

7. Inicie o comando CIRCLE novamente. Escolha Center no flyout Object Snap na barra de ferramentas

padrão p/ selecionar o centro do círculo existente como o centro do novo círculo. Defina o raio como 3.

8. Digite elev. ↵. No prompt: Specify new default elevation <3.0000>:, digite 27. No prompt: Specify new

defaultthickness <24.0000>:, digite 3. Isto coloca qualquer objeto novo em cima dos dois círculos que

você acabou de desenhar.

9. Inicie o comando CIRCLE. Especifique o centro como 6,6 e o raio como 18. Uma vez que você não

especifica a coordenada Z, o AutoCAD usará a elevação atual.

O próximo passo é referente ao item seguinte dê uma olhada e volte para cá

7

10. Escolha SE Isometric View no flyout Viewport da barra de ferramentas padrão, ou no menu View→ 3D

Views SE Isometric, para que os três círculos possam ser vistos. Na seqüência digite hide↵. Você agora

pode ver claramente a bobina para cabo.

Exercícios 2: Crie uma mesa com uma altura de 70 cm com pernas de 6 cm de diâmetro sendo a tampa

superior de 10 cm de espessura. A mesa terá poderá ser quadrada com uma medida de 60 cm de lado.

Figura 8: OBS: 3D faces, 3D polylines, malhas poligonais e cotas ignoram o valor do THICKNESS, estas entidades

sempre são geradas sem extrusão; KAs entidades como texto e atributos são inicialmente geradas sem

extrusão, porém através do comando CHANGE pode-se alterar este estado; THICKNESS é uma variável do

AutoCAD, pode-se então, utilizar o comando SETVAR para alterar seu valor.

Vistas e Projeções 3D no AutoCAD 2007 Estudo da Barra De Ferramentas View

A barra de ferramentas que permite acessar rapidamente as inúmeras possibilidades de visualização 3D no

AutoCAD 2007, pode ser ativada clicando LD (mouse) em uma das barras de ferramentas e selecionando a

opção View no menu suspenso (fig 9).

8

Uma vez ativada, conforme mostra a figura 10, a barra de ferramentas View passa a integrar a tela de

comandos do AutoCAD 2007, permitindo o rápido acesso às vistas tridimensionais do modelo. Esse mesmo

acesso à barra de fwamentas View pode ser feito pelo comando 3D View, mas inicialmente vamos nos centrar

no estudo dos comandos da citada barra.

Figura 10:

Figura 10: Barra de ferramentas View

Observe o modelo espacial em seguida e as indicações das seis respectivas vistas ortogonais

Figura: 11: Adaptado de Fialho, 2005

Named

Top View

Bottom View

Left View

Right View

Front View

Back View

SW Isometric View

SE Isometric View

NE Isometric View

NW Isometric View

Camera

9

Na barra de ferramentas View é possível selecionar qualquer uma dessas vistas. Assim:

• Comando Top View: Apresenta a vista superior (VS) do modelo.

• Comando Botton View: Apresenta a vista inferior (VI) do modelo.

• Comando Left View: Mostra a vista lateral esquerda (VLE) do modelo.

• Comando Right View: Exibe a vista lateral direita (VLD) do modelo.

• Comando Front View: Mostra a vista frontal (VF) do modelo.

• Comando Back View: Apresenta a vista posterior (VP) do modelo.

Na figura 12 são apresentadas algumas das projeções ortográficas do modelo conforme a disposição normalizada do 1° diedro.

Figura 12: Adaptado de Fialho, 2005

A barra de ferramentas View apresenta quatro possibilidades de visualização isométrica, equivalente

ao observador visualizar o objeto a partir dos pontos colaterais sudoeste (SW), sudeste (SE), nordeste (NE) e

noroeste (NW), visto, é claro, de uma elevação de 30 graus em relação ao plano XY. Nos pontos cardeais

estarão as projeções VLD, VLE e VP que permitem ao leitor melhor entendimento do que fora expresso.

Figura 13: Adaptado de Fialho, 2005

NE Isometric SE Isometric

NE Isometric SW Isometric

SW Isometric Top View

Front View Left View

10

Para montar as vistas na tela conforme figura acima use o menu View >> Viewports>> 4Viewports

Figura 14

Barras de Ferramentas Viewports

Figura 15: Barra de Ferramentas Viewports

Comando Single Viewport

Quando acionado, configura a tela de trabalho em apenas uma viewport.

Comando Poligonal Viewport

Permite criar até 64 viewports no modo layout, usando pontos especificados pelo usuário. As interações com

o comando permitem que as viewports tenham formas poligonais fechadas, incluindo arcos com ângulos de

abertura determinados.

Comando Convert Object to Viewport

Quando acionado, permite converter uma forma geométrica fechada qualquer em uma viewport. Esse

comando só funciona no modo layout.

Comando Clip Existing Viewport

11

Quando acionado, recorta uma viewport deixando-a em formato triangular ou em arco. Esse comando só

funciona no modo layout.

Comando Viewport Scale Control Ele configura a escala do objeto que será mostrado dentro das viewports

no modo layout.

Exercício 3) Abra o arquivo exec 3.dwg (do tutorial- material de apoio) e crie 3 vistas Front View, Top View

, SW isometric.

Exercício 4) Criando viewports em desenhos 3D modelados em arame. Fonte: Fialho, 2005

Passo 1:

1. Abra um novo desenho no modo métrico, este pode ser tanto no espaço 2d Classic ou 3D modeling. Depois

Crie um layer denominando de arame, atribua a cor Red e o torne layer

de trabalho.

2. Na barra de ferramentas 3D View selecione a vista SE Isometric.

3. Ative a ferramenta Rectangle e para o first corner point digite (0,0,0) e

o specify other corner point digite (40, 20), depois aplique o zoom

window sobre o desenho, conforme figura .16)

Figura 16:

Passo 2: Desenhar a lateral esquerda: Para isto utilize o ferramenta

Line. Inicie na coordenada (0,0,0), depois siga as seguintes coordenadas:

P1 = 0,0,0 P2 = 0,0,30 P3 = @25,0,0

P4 = @0,0, -20 P5 = @15,0,0 P6 = @0,0, -10

Obs.: Esta lateral também poderá ser feita com opção ortho(F8) ativada

e digitando apenas os valores referentes ao comprimento das linhas.

Figura 17:

Passo 3: Copie a lateral esquerda para a extremidade oposta (utilize o

comando copy) e com Line, e ferramenta de precisão o intersection, una

os vértices de ambos os lados (figura 18)

Figura 18:

12

Passo 4: Na base do modelo, elabore a um retângulo menor nas

coordenadas: First corner point: 6.5,7,0 e para Specify other córner

point: @12,6 (figura 19).

Figura 19

Passo 5:

Copie o retângulo para o topo do modelo. Se a opção ortho estiver

ativa utilize o comando Copy aponte com cursor a direção e digite o

valor da altura 30 e pressione enter (↵ ). Ou Use com base point a

coordenada (0,0,0) do UCS, e como second point a coordenada da

extremidade oposta (0,0,30) (figura 20)

Figura 20:

Passo 6: Una os quatro vértices do retângulo recém criado (a ferramenta

de precisão (object snap) endpoint deve esta, obtendo assim o modelo

final (figura 21).

Figura 21

13

Passo 7:

Configure a tela em quatro viewports e visualize o modelo tal qual da figura 23.

Figura 22:

Figura 23:

Passo 8: Atribua o nome desenho 3f.dwg.

Barras de Ferramentas UCS e UCSII

As barras de ferramentas UCS e UCSII disponibilizam comandos para o usuário rapidamente configurar

o sistema de coordenadas do usuário em qualquer posição, orientação e Viewport de que necessite para a

confecção de seu modelo (figura 24).

Isso quer dizer que se a tela de trabalho estiver com duas, três ou mais Viewports configuradas, cada

uma delas pode ter seu próprio UCS configurado na posição e orientação necessárias.