Modelovanie: Prvý krok od myšlienky k objektu
Doteraz sme hovorili o tom, že 3D tlač premieňa naše želanie (presnejšie, predstavu o ňom) na fyzický objekt. Želaním môže byť personalizovaný prívesok, stojan na mobil, didaktická pomôcka, náhradná súčiastka alebo iný drobný predmet.
Predstavte si, že je to personalizovaný prívesok. Od nápadu po jeho konečnú podobu je dlhá cesta. Na nej treba spraviť rad spresnení pôvodnej – vágnej – predstavy: Akého tvaru bude prívesok? Aký má byť veľký? Akej farby? Z akého materiálu? Ako ho upevníme? …a mnohé ďalšie. Jednoducho musíme najprv vytvoriť trojrozmerný model želaného výsledku.
3D model je matematický opis objektu v priestore. Určuje jeho rozmery, tvar a vzťahy medzi jednotlivými časťami. Vzniká v CAD softvéri (Computer Aided Design) a najčastejšie sa ukladá v štandardizovanom formáte STL, ktorý slúži ako základ pre ďalšie spracovanie modelu pre 3D tlač.
Cesta od predstavy v našich hlavách po výsledný trojrozmerný objekt má niekoľko fáz:
- Vytvorenie modelu – virtuálneho geometrického vzoru budúceho objektu,
- Spracovanie modelu do (ešte stále virtuálnej) verzie akceptovateľnej 3D tlačiarňou,
- Samotná tlač objektu.
Slová „vytvorenie modelu“ znejú odstrašujúco pre každého, kto nemá rád matematiku a technické predmety. V skutočnosti to vôbec nemusí bolieť. Existujú totiž viaceré spôsoby, ako model získať:
- Stiahnuť hotový model z databáz: Tvorcovia 3D objektov vytvorili a na internet uložili obrovské množstvo modelov. Práve vďaka tomu, že sú virtuálne, dajú sa ľahko stiahnuť do vášho počítača. Presvedčte sa predovšetkým, že sú nielen verejne prístupné, ale že máte aj právo ich duplikovať. Na internete je niekoľko databáz, ktoré to dovoľujú (napr. Thingiverse, Printables).
- Vygenerovať model pomocou AI: Nové nástroje umelej inteligencie umožňujú vytvoriť 3D model aj bez predchádzajúcich skúseností s modelovaním. Stačí zadať textový opis alebo použiť obrázok a systém automaticky vytvorí trojrozmerný model napríklad vo formáte STL, ktorý je možné ďalej upravovať alebo pripraviť na 3D tlač. Tento spôsob rozširuje možnosti práce s 3D modelmi najmä pre používateľov, ktorí nemajú technické zázemie.
- Naskenovať existujúci objekt: Ako vzor môžete využiť existujúci objekt. 3D skener je zariadenie, ktorý umožňuje „odfotografovať“ objekt a zo série fotografií vytvorí na váš pokyn geometricky presný model. Slovo „model“ môže mať v tomto prípade niekoľko významov naraz. Vytvoríte napríklad z plastelíny model svojho želaného objektu, oskenujete ho – a vytlačíte. Technológie už natoľko pokročili, že nepotrebujete ani 3D skener ako samostatné zariadenie. Ak máte mobilné zariadenie s tromi šošovkami, skenovací program stiahnete z internetu a môžete začať.
- Navrhnúť vlastný model: Toto je najnáročnejší spôsob. Napriek tomu sa oplatí venovať mu pozornosť. Súčasný softvér zameraný na modelovanie geometrických objektov v priestore (napr. TinkerCAD, GeoGebra3D) je navrhnutý tak, aby bol používateľsky prívetivý a intuitívny. Navyše, efekt každej uskutočnenej činnosti je možné okamžite vidieť v reálnom čase. Popri rôznych nastaveniach zobrazenia (perspektívnom či axonometrickom) umožňuje dynamicky meniť pohľad na model a otáčať ním v priestore počas tvorby. Zároveň ponúka rad nástrojov („helpov“) poskytujúcich potrebnú podporu. Okrem toho existuje množstvo voľne dostupných videotutoriálov a podporných komunít na sociálnych sieťach, kde si používatelia navzájom vymieňajú skúsenosti a rady.
Mnohí začiatočníci si myslia, že model je možné okamžite vytlačiť z digitálneho súboru vo formáte STL. Je to nedorozumenie, na ktoré sme už nenápadne upozornili. Vytvorenie geometrického modelu je iba prvou fázou. Nasleduje príprava inštrukcií pre tlačiareň (slicing), najčastejšie vo formáte G-code. Príprave na tlač sa venujeme v ďalších lekciách.
Tu len poznamenávame, že tvorbe modelu prostredníctvom geometrického softvéru sa dá vyhnúť – a pre začiatočníkov v oblasti 3D tlače je to asi optimálny spôsob získavania skúseností a pracovných návykov. Tým, že používateľ na začiatku proces modelovania vynechá a model si stiahne z verejnej databázy, môže sa lepšie sústrediť priamo na proces 3D tlače. Po získaní základných zručností pri príprave modelu na tlač sa môže venovať najtvorivejšej časti – dizajnu vlastných modelov určených na ďalšie spracovanie a samotnú 3D tlač.
Začať je vhodné úplne jednoduchými telesami (kváder, valec a pod.). Ich modely sú všade na internete. Keď človek nadobudne skúsenosti a rutinu, uvoľní sa mu priestor na tvorivú činnosť a vymýšľanie zložitejších objektov.
Otázky na premýšľanie
- Prečo je dôležité poznať účel objektu pred modelovaním?
- Kedy je vhodnejšie model vytvoriť a kedy stiahnuť?
- Aký je rozdiel medzi digitálnym modelom a fyzickým objektom?