Utilizando a bancada Sketcher podemos ir além da Aritmética e criar sólidos geométricos utilizando parametrização. Esse recurso nos permite criar peças sólidas que depois serão impressas em impressoras 3D.
Na bancada Draft podemos utilizar apenas parâmetros algébricos (que já estudamos neste artigo aqui). Por exemplo: podemos determinar que o diâmetro de um círculo é metade do comprimento de uma linha, mas não podemos determinar que o círculo é tangente à linha.
Combinando parâmetros algébricos e geométricos na bancada Sketcher, e depois tratando-os em planilhas, podemos inclusive inserir funções matemáticas, que nos ajudarão a automatizar o processo de modelagem, eliminando praticamente a zero todo e qualquer retrabalho, de forma a obter a máxima produtividade, com uma qualidade impecável.
Assim, conseguimos criar modelos paramétricos, extremamente complexos, precisos e de altíssima qualidade, com a possibilidade de fazer alterações muito rapidamente. Simplesmente alterando um valor em uma planilha, todos os outros valores sincronizados à ele serão automaticamente remodelados com perfeição, em alguns segundos ou, no máximo, em minutos.
Criando um novo esboço na Bancada Sketcher
Clique no botão “Create a new Sketch“, à esquerda da caixa de ferramentas Sketcher.
Na próxima janela que aparece, escolha o plano de trabalho onde você pretende desenhar (XY, XZ ou YZ), bem como o offset (que é a distância do plano de desenho até o ponto de origem).
A opção “Reverse direction“ serve para quando você prefere desenhar numa determinada direção específica, por exemplo: desenhar seu sketch de ponta cabeça, ao invés de desenhar por cima da mesa.
Clicando em OK, veremos algo parecido com isto:
Objeto Sketcher:
Como vimos em artigos anteriores, tudo o que criamos no FreeCAD aparece na Árvore de Objetos, e obedece a uma hierarquia. Os desenhos da bancada Sketcher funcionam, aqui, do mesmo jeito que qualquer outro desenho da bancada Draft.
Duas grades, como assim?
Pulo do gato! Aprendemos lá atrás (neste artigo) a configurar o grid do FreeCAD, mas a bancada Sketcher tem um grid só dela, que podemos ajustar facilmente, como veremos em breve.
Ponto de origem
A bancada Sketcher também tem um ponto de origem próprio que, por padrão, coincide com a origem do FreeCAD, mas é independente e pode pode ser alterado facilmente. Por exemplo, se você mudar o posicionamento do objeto Sketcher, a origem dele vai acompanhar o seu novo posicionamento.
Caixa Combo: muito cuidado com ela!
Vamos olhar a caixa Combo mais de perto, pois é nela que vamos conferir se o modelo está perfeito:
Desenhando um novo esboço
Nem vamos perder muito tempo aqui!
Todos vocês já desenharam em algum software vetorial, como Corel Draw ou Inkscape. É o que estamos fazendo aqui, mas com um ingrediente novo, as restrições, que trataremos logo a seguir.
Nenhum segredo até aí, exceto pelo último botão. Clique nele: você verá todos os botões da barra de desenho mudando de branco para azul.
Em branco, você está no modo de desenho, e tudo que você desenhar vai aparecer no modelo, normalmente.
Em azul, você está no modo de construção geométrica, e nada do que você desenhar fará parte do modelo, o que se torna muito útil para criar linhas de construção geométrica.
Você também pode transformar qualquer elemento de desenho em elemento de construção, e vice-versa, simplesmente clicando no elemento (uma linha, por exemplo), e então clicando neste botão.
Criando o primeiro modelo paramétrico
Vamos então desenhar alguma coisa, sem nos preocupar com medidas, por enquanto. Vamos pensar numa tampa de máquina, bem simples, com alguns furos.
Reparem que não me preocupei, por enquanto, com absolutamente nenhuma dimensão da tampa!
Vamos apenas arredondar as arestas, clicando no botão Fillet, e em seguida clicando em 2 linhas de um canto. Repita a operação para os 4 cantos:
Restringindo o modelo
Restrições são regras matemáticas que impõe restrições geométricas ao modelo, e você estudou a maioria delas no ensino médio:
O funcionamento deste conjunto de ferramentas é muito simples: se você clicar em duas retas, e depois no botão de perpendicularidade, elas se manterão perpendiculares sempre, não importa o quanto você arraste uma delas: elas estão restritas a esta regra.
Vamos à pratica!
Voltemos ao nosso modelo de tampa. Observe no meio das linhas horizontais, uma pequena linha horizontal vermelha:
Agora observe no meio das linhas verticais:
Lembram-se que, na Caixa Combo, optamos pela opção Auto-constraint? É isto que ela faz: automaticamente cria algumas restrições mais óbvias.
Vamos olhar agora para os cantos do desenho, onde aplicamos os arredondamentos:
Veja que existe um ponto vermelho no encontro entre a linha reta e o arco: quer dizer que o ponto final da linha e o ponto inicial do arco são coincidentes, e isto é muito importante para criarmos um sketcher MATEMÁTICAMENTE PERFEITO.
Se não o fizermos, teremos grandes problemas!
Repare também o outro símbolo vermelho, de tangência.
Com apenas estas duas restrições – horizontalidade e tangência – haja o que houver, esta linha reta será sempre horizontal, e tangente ao arco.
Agora vamos clicar em todos os círculos internos, em seguida clicar no botão igualdade:
Perceba que um símbolo de igualdade (=) aparece em todos os círculos, e que eles ficam do mesmo tamanho. Arraste as bordas de um deles e veja todos os outros mudando de tamanho.
Agora arraste apenas o centro de um deles, e você verá que nenhum dos outros se mexe: isto porque colocamos uma restrição apenas no diâmetro dos círculos, e não em suas posições.
Vamos cuidar disso:
Primeiro, reduza o tamanho dos círculos ou aumente o raio dos cantos. Clique no centro de um dos arcos de canto, no centro de um dos círculos próximos a ele, e depois no botão de coincidência. Repita a operação nos 4 cantos, para que cada canto tenha um furo concêntrico a ele.
Vamos agora clicar no botão para alterar o modo de desenho para o modo de construção. Imediatamente os botões da barra de desenho vão mudar para a cor azul.
Vamos agora criar algumas linhas de construção:
Então selecionamos as linhas azuis de construção, e aplicamos à elas uma restrição de igualdade:
Agora clicamos novamente nas linhas e aplicamos uma restrição de paralelismo:
E também igualdade aos arcos dos cantos:
Agora vamos pensar em dimensões!
Clique em qualquer um dos cantos e no botão raio. Vai aparecer uma caixa de diálogo, onde vamos inserir o raio desejado:
Repare que todos os cantos passarão a ter sempre o mesmo raio, pois já aplicamos a eles uma restrição de igualdade:
Uma cota indicativa também aparece, nos mostrando o raio de 10mm. Para alterar o raio, basta clicar duas vezes nesta cota.
Vamos fazer agora o mesmo com os furos da peça:
Clicamos agora no centro do furo central, no ponto de origem do sketch, e no botão coincidência, para nosso sketch ficar centralizado com o ponto de origem:
Agora clicamos em dois pontos das laterais, na direção horizontal, e depois no botão de distância horizontal:
Inserimos a dimensão que desejamos, apertamos OK, e temos uma cota de dimensionamento entre os pontos que escolhemos. No caso, defini 100mm:
Repetimos agora o procedimento para a distância vertical, usando o botão de distanciamento vertical:
Oops!
Perceberam que o desenho ficou verde? Isso é um bom sinal!
Olhe a mensagem da parte de cima da caixa, na Caixa Combo:
Esboço totalmente restringido!
Significa que o desenho está totalmente parametrizado!
Apertamos agora o botão Close, mudamos para a bancada Part, aplicamos uma extrusão ao Sketch, e… voilá!
Podemos agora alterar o parâmetro altura (Length Foward) do objeto Extrusion, pela caixa de propriedades:
Ou alterar o Sketcher, esta é a parte mais interessante.
Veja a Árvore de objetos:
Criamos um objeto Extrude derivado de um objeto Sketch. Basta voltar à bancada Sketcher e clicar duas vezes no objeto Sketch, para editá-lo:
Clique duas vezes no parâmetro dimensional que você deseja alterar, e uma caixa de diálogo se abrirá. Basta alterar o valor do parâmetro raio:
Fechando o Sketch, já podemos visualizar a alteração se refletindo em todos os furos, pois aplicamos a eles uma restrição de tamanho, determinando que todos têm o mesmo raio. Mudando o raio de um, todos os outros vão mudar de tamanho.
Conclusão
Mas, e se quisermos que o raio do furo seja metade do raio dos cantos?
E se quisermos que a largura da peça seja 5 vezes o diâmetro dos furos?
Se quisermos aplicar qualquer restrição que utilize fórmulas e funções matemáticas, para enfim modelar igual gente grande, precisaremos da bancada Spreadsheet, que veremos no próximo artigo.
Depois, preparem seus Arduinos, luzinhas e motores, pois finalmente iremos modelar robótica e outras coisas realmente úteis, juntando impressão 3D com eletrônica, e abrindo de fato os caminhos para as grandes e maravilhosas transformações do mundo maker!
