40. Sólidos

Una vez definidos los sólidos 3D en el apartado 39.2.1, veamos sin más preámbulos los diferentes métodos con los que podemos crearlos y editarlos a lo largo de este capítulo.

40.1 Sólidos a partir de objetos simples

40.1.1 Extrusión

El primer método para crear un sólido a partir de un perfil 2D es la extrusión. Debe tratarse siempre de un perfil cerrado o de lo contrario el resultado será una superficie, no un sólido. Una vez seleccionado el perfil a extrusionar, podemos simplemente indicar un valor de altura o seleccionar un objeto que sirva de trayectoria. Sin embargo, la inclinación y forma de ese objeto no deben implicar que el sólido resultante se solape a sí mismo y de ser así Autocad marcará el error y no creará el objeto. Por ello, en algunos casos, es mejor utilizar la técnica de barrido que se verá más adelante. Por otra parte, si indicamos un ángulo de inclinación entre sus opciones, el sólido se irá afilando. Finalmente, la opción Dirección permite, mediante la designación de 2 puntos, indicar el sentido y la longitud de la extrusión, es decir, es otro método para mostrar una trayectoria.

40.1.2 Barrido

Con  el comando Barrido podemos crear un sólido a partir de una curva 2D cerrada, que servirá de perfil, barriéndolo a lo largo de otro objeto 2D que sirve de trayectoria. Entre sus opciones podemos darle torsión al sólido durante el barrido, o bien modificar su escala.

40.1.3 Solevación

El comando Solevación crea un sólido a partir de perfiles de curva 2D cerrados que sirven de secciones transversales. Autocad crea el sólido en el espacio que hay entre dichas secciones. También es posible utilizar alguna línea spline o polilínea como trayectoria de solevación. Si la forma final del sólido no le satisface, puede utilizar las opciones adicionales que se ofrecen con el cuadro de diálogo que puede aparecer con las opciones finales.

40.1.4 Revolución

Sólidos de Revolución también requiere de perfiles 2D cerrados y un objeto que sirva como eje de revolución o bien los puntos que definan dicho eje. Si el objeto eje no es una recta, entonces sólo se considerarán su punto inicial y final para definir el eje. A su vez, el ángulo de giro predeterminado es de 360 grados, pero podemos indicar otro valor.

40.1.5 Hélices

En sentido estricto, en Autocad una hélice es un spline de geometría uniforme en el espacio 3D. Es una espiral abierta con un radio base, una radio superior y determinada altura. Para construir una hélice usamos el botón del mismo nombre de la sección Dibujo de la ficha Inicio. La ventana de comandos nos va a solicitar el punto central de la base, luego el radio de la base, después el radio superior y, finalmente, la altura. También tenemos opción para definir el número de giros y el sentido de la torsión, entre otros. Si el radio base y superior son iguales, entonces tendremos una hélice cilíndrica. Si el valor del radio base y superior difieren, entonces tendremos una hélice cónica. Si el radio base y el radio superior difieren y la altura es igual a cero, entonces tendremos una espiral en el espacio 2D.

Por tratarse de un spline, las hélices deberían ser motivo de estudio del apartado 36.1. Incluso, si observa con cuidado, el botón para dibujarlas se encuentra junto a los objetos de dibujo simples 2D, como los rectángulos y los círculos. Lo que en realidad ocurre, es que este comando suele combinarse con el de Barrido, que vimos en el apartado 40.1.2, de modo que con él pueden crearse sólidos en forma de muelle de una manera fácil y rápida. Para ello usamos un círculo que sirva de perfil, la hélice, por supuesto, servirá de trayectoria.

40.2 Primitivas

Llamamos primitivas a los objetos sólidos básicos: prisma rectangular, esfera, cilindro, cono, cuña y toroide. Puede encontrar esa lista desplegable tanto en la sección Modelado de la ficha Inicio, como en la sección Primitiva de la ficha Sólido. Como el lector puede suponer, al momento de elaborarlos, la ventana de comandos solicita los datos pertinentes según el sólido de que se trate. De hecho, muchos de esos datos y el orden en el que Autocad los solicita, coinciden con los de los objetos 2D de los cuales se derivan. Por ejemplo, para crear una esfera Autocad solicitará que se indique un centro y un radio, como si se tratara de un círculo. En el caso de un prisma rectangular, las opciones iniciales coinciden plenamente con las que usamos para dibujar un rectángulo, más la altura, por supuesto. Para las pirámides dibujamos primero un polígono, etcétera. De modo tal que no es ocioso pensar en la importancia de conocer las herramientas del dibujo 2D como prerrequisito para dibujar los objetos 3D.

Veamos pues qué parámetros son necesarios para dibujar los distintos tipos de primitivas que hemos enumerado. No está de más sugerirle que haga primitivas a discreción en su computadora experimentando con las opciones de cada una de ellas.

Por otra parte, si utilizamos un estilo visual que muestre las estructuras alámbricas, como vimos en el apartado 35.6, entonces, por defecto, la forma de los objetos sólidos queda definida por 4 líneas. La variable que determina el número de líneas que representan el sólido es Isolines. Si escribimos la variable en la ventana de comandos y cambiamos su valor, entonces los sólidos pueden representarse con más líneas, aunque, claro, eso irá en detrimento de la velocidad de regeneración de los dibujos. En realidad el cambio es opcional, ya que las propiedades del sólido no se modifican.

40.3 Polisólidos

Adicionalmente a las primitivas, podemos crear objetos sólidos derivados de polilíneas y en consonancia con ellas, éstos reciben el nombre de polisólidos.

Los Polisólidos pueden entenderse como objetos sólidos que se derivan de extrusionar, con determinada altura y ancho, líneas y arcos. Es decir, basta con dibujar con este comando líneas y arcos (como una polilínea) y Autocad las convertirá en un objeto sólido con determinado ancho y alto que se puede configurar antes de iniciar el objeto. Por ello, entre esas mismas opciones, también podemos señalar una polilinea, u otros objetos 2D como líneas, arcos o círculos, y éstos se convertirán en un polisólido. Veamos algunos ejemplos que nos permitan utilizar sus distintas opciones.

40.4 Sólidos compuestos

Los sólidos compuestos se conforman con la combinación de dos o más sólidos de cualquier tipo: primitivas, de revolución, extruidos, solevados y barridos y puede construirse con los métodos de las secciones siguientes.

40.4.1 Corte

Como su nombre lo indica, con este comando podemos cortar un sólido cualquiera especificando el plano de corte y el punto en el que dicho plano se va a aplicar. También debemos elegir si una de las dos partes se elimina o si se mantienen ambas. La ventana de comandos muestra todas las opciones disponibles para definir los planos de corte, o bien cómo usar otros objetos que definan dichos planos.

40.4.2 Comprobación de interferencias

Interferencia crea un sólido a partir de la comprobación del volumen común de dos o más sólidos sobrepuestos. Una vez seleccionados el conjunto o conjuntos de sólidos que se sobreponen, aparece un cuadro de diálogo que tiene dos propósitos:

1) ofrecernos las herramientas que nos faciliten ver el sólido o sólidos resultantes y navegar por ellos (con zoom, encuadre y órbita) y,

2) permitirnos seleccionar si el resultado se mantiene o elimina. Ahora bien, independientemente del resultado de la interferencia, los sólidos originales siempre se mantienen.

40.4.3 Intersección 

El comando Intersección, al igual que interferencia, determina el volumen común de dos o más sólidos sobrepuestos, pero a diferencia de éste, fusiona en un solo sólido resultante las distintas intersecciones que pueden darse cuando hay más de dos sólidos. Además, al concluir el comando, desaparece todos los sólidos que intervienen, dejando sólo el resultado.

40.4.4 Unión

El comando Unión genera un sólido a partir de la combinación de dos o más sólidos. Así de simple.

40.4.5 Diferencia

Esta operación ya la hemos utilizado antes y es contraria a la de unir sólidos. En este caso se trata de eliminar de un sólido el volumen común que tenga con otro sólido. Eso es una diferencia. El sólido al que se le va a restar el volumen debe indicarse primero.

40.4.6 PulsarTirar 

Podemos decir que Pulsartirar es una variante de Extrusión y Diferencia en un solo comando, según el sentido en el que se aplique. Pulsartirar permite crear una extrusión o una diferencia sobre una cara completa de un sólido, o bien sobre un área cerrada que esté dibujada o estampada sobre una cara, siempre y cuando las aristas y vértices de esa área cerrada sean coplanares.

Si tiramos del área o cara, entonces el resultado será un nuevo sólido extruido unido al sólido original. Si, en cambio, pulsamos en el área o cara, entonces puede entenderse como una edición de diferencia del sólido y el resultado será una muesca en el mismo.

Por otra parte, como recordará, dibujar objetos 2D sobre caras de sólidos (para crear áreas cerradas sobre las mismas) es muy simple si utilizamos SCP dinámicos. Después, utilizar el comando Pulsartirar sólo implica detectar esas áreas o bien aplicarlo sobre el área completa del sólido.

40.4.7 Funda

Este comando crea una pared en el sólido del grosor especificado. Podemos crearla sobre todas las caras dando lugar a un sólido cerrado pero hueco, o bien podemos eliminar caras específicas antes de concluir el comando. Valores de grosor positivos crean la funda hacia el interior del sólido, valores negativos hacia el exterior. Este comando no puede aplicarse sobre otras fundas.

40.5 Chaflán y Empalme 3D

Seguramente recuerda bien el funcionamiento de los comandos Chaflán y Empalme sobre los objetos 2D, en el primer caso recortaba dos líneas que formaban vértice y los unía con otra línea. En el caso de Empalme, los unía con un arco. Estos comandos sobre sólidos 3D permiten biselar o redondear las aristas de los mismos. Para ello, debemos seleccionar las aristas del sólido que se verán modificadas. En el caso de Chaflán, debemos dar también una distancia para el recorte o bisel que va a formar y en el caso de Empalme un valor de radio. Por lo demás, la aplicación de ambos comandos es muy similar y sumamente sencilla.

40.6 Edición por pinzamientos

En el capítulo 19 definimos y revisamos la edición de objetos a través de sus pinzamientos. En ese lugar mencionamos que los pinzamientos aparecen en los puntos clave de los objetos. En el caso de los sólidos 3D dichos puntos clave están determinados por el método que hayamos utilizado para crear el sólido. Es decir, si se trata de objetos a partir de perfiles, de primitivas o de sólidos compuestos. A su vez, el uso de los pinzamientos es igual a los que aparecen en los objetos 2D: algunos pinzamientos sólo nos permiten desplazar el objeto, a otros podemos arrastrarlos con el ratón, con lo que la forma del objeto cambia.

En el caso de las primitivas, los pinzamientos están en aquellos puntos que, al construirlos, requieren de un valor. Por ejemplo, en el caso de un cono su centro, el radio de la base, la altura y el radio superior. En el caso de una esfera aparecen dos pinzamientos, uno en el punto central y otro más que nos permite modificar el valor del radio y así sucesivamente para cada primitiva.

Los sólidos creados a partir de perfiles usando Revolución, Barrido, Extrusión y Solevación presentan pinzamientos en los perfiles. Al arrastrar el pinzamiento, y por ende modificar la forma del perfil, la extrusión, barrido, etcétera, se actualizará modificando también todo el sólido.

Finalmente, los sólidos compuestos presentan un solo pinzamiento con el que sólo es posible desplazarlo. En esos casos debemos activar el registro del historial del sólido compuesto como veremos en un apartado posterior, en este mismo capítulo.

Por tanto, echemos un vistazo a los pinzamientos en los distintos tipos de sólidos.

40.7 Edición de subobjetos

Entendemos por subobjetos de los sólidos a sus caras, aristas y vértices. Estos elementos pueden seleccionarse y editarse por separado, aunque los efectos de esta acción afectan a todo el sólido. Para seleccionar un subobjeto tenemos, básicamente, dos métodos. Uno de ellos es pulsar la tecla CTRL al tiempo que pasamos el ratón sobre el sólido y hacemos clic cuando el subobjeto está resaltado. La segunda alternativa es activar el filtro de subobjetos de la ficha Sólido en sección Seleccionar.

Una vez seleccionado el subobjeto, podemos aplicarle los mismos métodos de manipulación que usamos para los sólidos en su conjunto. Es decir, podemos desplazar, girar o modificar la escala de caras, aristas y vértices, ya sea a través de los comandos de edición correspondientes, o bien utilizando los Gizmos 3D. Obviamente, también podemos tomar y arrastrar sus pinzamientos, los cuales se combinan con la tecla CTRL para poder conmutar entre sus diversas opciones. En todos los casos, Autocad sólo modifica el sólido hasta donde es posible mantener tu topología. Por ejemplo, no permite que un sólido se solape a sí mismo. Y si bien, durante la modificación de un subobjeto, usted puede llegar a ver alguna forma extraña, ésta no se mantendrá cuando termina el comando.

Como podrá observar, existe mucha libertad para modificar la forma de un sólido con estos procedimientos. Aunque también es posible que aún los encuentre insuficientes para, por ejemplo, derivar de una primitiva una forma más compleja. Sin embargo, aún nos faltan las técnicas que se derivan de la transformación de un sólido en un objeto de malla o de superficie y de las herramientas de edición que cada uno de estos tipos se derivan.

40.7.1 Estampado

Estampado es un proceso con el que podemos grabar un objeto 2D en la cara de un sólido 3D, con lo cual podemos añadirle geometría a un sólido. Es decir, subobjetos. Aristas, vértices e incluso caras (cuando el objeto a estampar es un área cerrada). Para esto, el objeto 2D debe ser coplanar a la cara del sólido y debe solaparla. En otras palabras más simples, el objeto a estampar debe estar dibujado sobre la cara del sólido donde va a quedar grabado.

Sin embargo, la edición de los subobjetos añadidos a un sólido tiene algunas restricciones, pues en algunos casos, dependiendo de la geometría específica del sólido, tal vez no sea posible desplazar o alargar aristas o girar caras, por ejemplo. Si un sólido tiene subobjetos estampados en más de una cara adyacente, esto limitará mucho lo que podemos hacer con ellos.

De cualquier modo, veamos cómo estampar geometría en sólidos y luego cómo ésta puede ser editada.

40.8 Edición de sólidos compuestos

Ya habíamos mencionado que un sólido compuesto resulta de la combinación de dos o más sólidos a través de comandos como unión, diferencia o intersección. Si antes de realizar estas operaciones de combinación activamos el Historial de sólido, entonces Autocad mantiene un registro de las formas originales, las cuales pueden seleccionarse e incluso editarse a través de Gizmos y de pinzamientos si pulsamos la tecla CTRL cuando pasamos el cursor sobre ellos.

El comando para activar el Historial de sólido se encuentra en la sección Primitiva y debe activarse antes de la ejecución de cualquier modificación al sólido.

El historial de un sólido compuesto desaparece si su propiedad es establecida en No, o bien, si pulsamos el botón Historial de Sólido de la sección Primitivas para desactivarlo, con lo que ya no podremos ver ni editar sus formas originales. Si reactivamos el historial, entonces se reinicia el registro y ese sólido compuesto podría ser, a su vez, la forma original de un sólido compuesto aún más complejo.

40.9 Sección

Con Autocad podemos realizar la operación inversa: crear perfiles 2D a partir de objetos 3D. Aunque, claro, la función de los comandos para seccionar sólidos no se limita a la de generar esos perfiles. También podría servir para analizar (o demostrar), el interior de un modelo 3D sin necesariamente descomponerlo, cortarlo o modificarlo de cualquier otro modo. Además, aparte de los perfiles, podemos crear bloques 3D iguales a la sección aplicada.

En cualquier caso, debemos dibujar un plano de sección, ubicarlo en el modelo para que lo corte del modo deseado y después activar el botón Sección automática, con lo que podremos ver el modelo seccionado. Incluso, podemos mover el plano de sección en diversos sentidos con los gizmos y Autocad presentará el modelo seccionado en tiempo real. Veamos todas estas operaciones.

40.10 Documentación de modelos

Una de las novedades más destacadas de la versión 2013 es la denominada "Documentación de modelos", la cual permite generar las diversas vistas de un modelo 3D en una presentación a partir de la selección de una vista base.

Este tema, por supuesto, conecta directamente con el de la creación de presentaciones para la impresión, pero su ejecución sólo puede realizarse usando modelos 3D creados con sólidos u objetos de superficies (no con objetos de mallas), por lo que era necesario verlo en este punto del curso. Además, para crear de manera automática las distintas vistas de un modelo 3D para su impresión no es necesario utilizar ventanas gráficas, como vimos en capítulos anteriores.

El proceso comienza con una ficha de presentación nueva a la cual hay que eliminarle la ventana gráfica que, por defecto, presenta el espacio modelo. Después debemos definir la vista base desde la cual se proyectarán las vistas del espacio modelo que deseemos: Isométricas u ortogonales (superior, posterior, lateral, etcétera). Dichas proyecciones son asociativas al modelo, lo que quiere decir que no pueden editarse en sí mismas, pero sí reflejarán automáticamente cualquier modificación que hagamos en el espacio modelo. Finalmente, a partir de las propias vistas proyectadas, podemos generar fácilmente vistas de detalle de cualquiera de sus partes.

Todas estas opciones se encuentran en la sección Crear Vista de la ficha Presentación, pero, como siempre, un video nos permitirá mostrar estas funciones claramente.

40.11 Limpieza de sólidos

Durante la edición de un sólido es posible que algunas caras lleguen a quedar coplanares. Eso implicaría que en esa cara del sólido existe una o más aristas, caras y vértices sin uso. O bien, también es posible que desee eliminar de la cara de un sólido aristas estampadas como vimos un poco más arriba. 

Para eliminar toda esa geometría redundante de un sólido usamos el comando Limpiar y al igual que otros casos, simplemente debe seleccionar el comando y designar el sólido sobre el que se va a aplicar. 

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Fuente: Aulaclic

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