Guida: dal 3D al file vettoriale per il taglio laser

Come utilizzare il 3D per progettare oggetti complessi da produrre con Vectorealism!
Guida di Davide Prato
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Grazie al taglio laser è possibile realizzare oggetti più o meno complessi partendo semplicemente da un disegno in formato vettoriale; aggiungendo incastri e giunture e possibile poi combinare più pezzi creando oggetti tridimensionali; è un lavoro al quale è necessario prestare grande attenzione: una minima imperfezione può infatti rendere il risultato esteticamente brutto o addirittura rendere impossibile l’assemblaggio.
Personalmente trovo molto comodo progettare un oggetto in un editor 3D: in questo modo posso rendermi immediatamente conto di come sara nella realtà; grazie ad un editor 3D è anche possibile renderizzare il progetto per averne un’anteprima più realistica; per esempio, questo risulta estremamente utile per vedere il comportamento di una lampadina all’interno del nostro oggetto, simulando il modo in cui verrà distribuita la luce.
Rendering di una lampada ottenuto con Yafaray
Rendering di una lampada utilizzando Yafaray

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser

Lo svantaggio di questo processo è che I’oggetto creato in 3 dimensioni dovrà essere adattato per poi essere esportato in un programma di grafica vettoriale; in questo tutorial cercherò quindi di spiegare il metodo che ho utilizzato per compiere questi passaggi.

Gli strumenti utilizzati in questa guida sono:

Blender 2.49 : programma di grafica 3D completo e gratuito, vi consiglio di provarlo.

Yafaray: Motore di rendering ray traced per Blender, gratuito.

Script VRM: Modulo aggiuntivo per Blender che permette di realizzare dei render in formato vettoriale.

Adobe Illustrator o qualunque altro software di grafica vettoriale.

Progettazione del modello 3D

In questa guida non mi soffermerò su come utilizzare Blender; nel caso in cui non lo conosciate, troverete su internet centinaia di guide che faranno di sicuro al caso vostro.

Quando si progetta un oggetto che verrà formato da pezzi tagliati al laser bisogna sempre tenere a mente che ogni  pezzo sara riprodotto su una lastra “bidimensionale”, nella quale lo spessore gioca un ruolo chiave (essendo non alterabile). Ad esempio, se voleste realizzare un cubo, il vostro disegno vettoriale dovrà essere composto da 6 pezzi che non saranno mai dei semplici quadrati, ma che a seconda degli incastri pianificati formeranno – una volta montati- una figura equilatera.

Nella figura successiva potete vedere un semplice oggetto che ho realizzato in 3D con il relativo wireframe che userò come punto di partenza per ricavare i disegni in vettoriale; create sempre oggetti con una topologia il più pulita possibile, questo vi semplificherà la vita quando importerete i render in Illustrator.

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - wireframe

wireframe

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - viste 3D

viste 3D

Rendering ortogonali e vettoriali

I disegni che verranno utilizzati nel nostro programma di grafica vettoriale non sono altro che rendering ortogonali, che grazie allo script sopra citato (VRM) saranno trasformati in formato vettoriale, e quindi facilmente modificabili in seguito.

Per realizzare dei render ortogonali, dovete prima di tutto selezionare la camera presente nella vostra scena (se non ne avete una aggiungetela ovviamente) e poi spuntare il bottone “Orthographic” nel pannello “Editing” delle proprietà della camera, come mostrato nella figura seguente.

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - impostazioni della telecamera

impostazioni della telecamera

Essendo ora una camera di tipo ortogonale, anche muovendola perpendicolarmente all’oggetto esso rimarrà sempre della stessa dimensione, quindi se risulta troppo grosse 0 troppo piccolo e avete bisogno di fare dello zoom dovrete agire sui parametro “Scale” sopra al bottone “Orthographic”.

A questo punto siete pronti per fare i render del vostro oggetto; dopo aver installato lo script VRM, potrete trovarlo nella finestra relativa agli script sotto la voce “render”.

Nella figura seguente potete vedere le impostazioni che ho usato in VRM e la disposizione degli oggetti: per realizzare oggetti con misure diverse occorrono i render di tutte  le viste dell’oggetto; in questa caso essendo un oggetto solo e molto semplice I’ho duplicato e girato per avere tutte le angolazioni di cui avrò bisogno in un singolo render.

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - Disposizione degli elementi e impostazioni per iI rendering vettoriale

Disposizione degli elementi e impostazioni per iI rendering vettoriale

Basterà premere iI pulsante “Render” e, dopo aver selezionato la destinazione del vostro file (ricordatevi di aggiungere I’estensione a mano al nome del file – ad es. prova.svg, altrimenti vi creerà un file senza estensione) avrete il vostro render vettoriale!

Importare in Illustrator

Modelli base

A questo punto sarete in possesso di un file in formato SVG che – una volta importato in Illustrator – presenterà i vostri oggetti:

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - Forme importate in Illustrator

Forme importate in Illustrator

Adesso bisogna tirare fuori Ie forme fondamentali utilizzando la funzione di unione e cancellando i vertici che non servono; ricordatevi che oltre aile silhouette principali dovete recuperare anche le misure dei bordi:

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - Figure fondamentali del nostro o9getto

Figure fondamentali del nostro o9getto

Creazione bordi

Il passo successivo consiste nel disegnare i bordi del nostro oggetto come illustrato nelle figure seguenti; qui ci torneranno molto utili le guide automatiche per raggiungere l’altezza giusta e le dimensioni che avevamo recuperato nel passaggio precedente per la larghezza.

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser

Primi bordi

Ora che abbiamo tutti i bordi delle dimensioni giuste, bisogna fare caso a quelli che andranno a sovrapporsi una volta piegati formando una L; nella prima figura tra quelle seguenti sono indicati don dei pallini colorati le coppie di bordi che dovranno essere uniti per ottenere la successiva.

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser

I lati indicati dovranno essere uniti a L

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser

I bordi pronti per essere uniti

Arrivati a questo punto si potrebbe passare direttamente al disegno degli incastri, ma io preferisco riorganizzare tutti i pezzi per poter stampare su carta il modello e costruirlo a mano; questo è molto comodo sia per controllare che tutte le parti sono state disegnate correttamente, sia per pianificare molto più facilmente gli incastri.

Qui bisogna andare ad occhio, ma con una discreta conoscenza delle forme tridimensionali, si può arrivare facilmente a questo risultato:

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser

Il nostro oggetto pronto per essere stampato

Una volta stampato bisogna disegnare le linguette che verranno incollate (figura successiva) – preferisco farlo a mano: è molto più veloce. Non perdeteci troppo tempo, l’importante è riuscire ad assemblare completamente l’oggetto controllando che tutti i pezzi combacino.

Dopo aver tagliato, piegato ed incollato il nostro poliedro, con un poco di pazienza avremo in mano un piccolo prototipo del nostro pezzo finale.

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - immagine cinguettata

Immagine stampata e cinguettata

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser

Il prototipo assemblato

Stesura degli incastri

Ora possiamo finalmente dedicarci agli incastri, ricordando però una cosa molto importante: ogni disegno verrà tagliato su lastre di un dato spessore, che influiranno nella stesura degli incastri.

Il tipo di incastro usato in questo esempio è piuttosto semplice (figura successiva): è composto da un maschio e una femmina senza nessun nodo o altro stratagemma per far rimanere le parti incastrate; questo perché verranno poi incollate.

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - tipologia di incastro

Si passa quindi a disegnare gli incastri sul pezzo stampato, ricordandosi sempre dello spessore della lastra su cui si taglierà.

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - incastri disegnati sul pezzo

Anche in questa fase non importa essere perfetti nelle linee, l’importante è avere un’idea precisa di come saranno posizionati gli incastri sul nostro pezzo e su come verrà gestito lo spessore della lastra. Nella foto precedente potete notare che per i bordi non ho disegnato incastri, questo perché essendo piuttosto stretti non li ho trovati necessari, mi limiterò ad incollare il tutto per mantenerlo in posizione (il + sul pezzo vuoi dire che il bordo contrassegnato dovrà essere allungato di X nella direzione indicata, dove X è lo spessore della lastra che useremo; in questo modo creeremo una situazione come quella nella figura seguente).

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser -

Una volta finito di disegnare tutti gli incastri arriviamo ad una delle parti più delicate e noiose del procedimento, ovvero il disegno degli incastri in Illustrator.

Per facilitarmi il lavoro creo prima un incastro jolly (in alto nella figura seguente) composto da 3 parallelepipedi affiancati con altezza 3mm (ovvero l’altezza della lastra su cui verrà tagliato il pezzo) e di larghezza rispettivamente 15 mm, 35mm e ancora 15mm. Questi verranno copiati/incollati, spostati e ridimensionati sempre in blocco (occhio a non modificare l’altezza) adattandoli ad ogni lato che richiede un incastro, fino ad ottenere un risultato come quello nella seguente.

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser

Gli incastri posizionati sul disegno

A questo punto bisogna sottrarre i parallelepipedi dalla forma principale utilizzando lo strumento “sotto-meno-sopra” di Illustrator a seconda del tipo di incastro che vogliamo disegnare; nella figura seguente abbiamo il pezzo precedente a cui sono stati tolti gli incastri interessati, in questo caso sono stati disegnati tutti incastri di tipo femmina (se avessi voluto disegnare degli incastri di tipo maschio, sarebbe bastato sottrarre i parallelepipedi esterni per ogni terzetto, lasciando inalterata la parte centrale).

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - Il pezzo dopo aver tolto la parte dell'incastro

Il pezzo dopo aver tolto la parte dell’incastro

Per i bordi il discorso si complica leggermente; dapprima dobbiamo applicare il blocco dell’incastro a tutti i pezzi (solo sul lato destro come da progetto), e poi si aggiungono degli altri parallelepipedi che mi serviranno per accorciare o allungare un singolo pezzo dell’altezza della lastra. Nella figura seguente ho indicato con un parallelepipedo verde le parti che dovranno essere accorciate e con uno viola le parti che invece verranno allungate, confrontatela con le figure precedenti per vedere la corrispondenza con il disegno che avevo fatto (da notare che il blocco dell’incastro non viene accorciato, ma solo allungato: in quel caso allungo solo il parallelepipedo piccolo in corrispondenza del lato da maggiorare).

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser - incastri posizionati sul disegno

Bordi con i pezzi da togliere/aggiungere

Finiti anche i bordi dovreste arrivare ad una situazione come questa:

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser

Gli incastri finiti e posizionati dove dovranno andare

E con un poco di pazienza avrete tutti i pezzi pronti per essere tagliati:

Dal 3D al file vettoriale per il taglio laser

I pezzi del nostro oggetto pronti per essere tagliati

Ed ecco il risultato finale:

dal 3d al file vettoriale

 

Incollaggio

colla per incollaggio acrilico

Per finire volevo dire due parole sulla mia esperienza con l’incollaggio dell’acrilico, che può risultare più ostico di quando si pensi. Ho trovato molto efficace la colla della Bostick per il modellismo, molto potente e asciuga in fretta (anche se bisogna aspettare diverse ore prima che si asciughi totalmente) ma tende a fare parecchi fili ed a strabordare, rovinando il pezzo.

Molto efficace è anche il cloroformio che al contrario del bostik non incolla ma “lega” i due pezzi chimicamente, ovvero li fonde leggermente creando un pezzo unico. La stesura di quest’ultimo è più complicata, essendo molto liquido ed evaporando molto velocemente, ma con l’aiuto di un pennellino o inserendolo all’interno di un dosatore piccolo e dotato di beccuccio (figura successiva), vi garantisco che ne rimarrete stupefatti, visto che non lascia nessun tipo di segno.

cloroformio per incollare acrilico

Davide Prato

davide.prato.88 [at] gmail.com