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3Dプリンターは考えていても仕方ない!123Dでも始めたら早速強敵が登場。曲線編

      2015/04/10

皆さんこんにちは。サイバートヨッチです。寸法を測るのに時間がかかってしまいました。

では早速始めていきましょう!

と!その前に

前回の「考えていても仕方ない!【たった2ステップ】で始められる3DCADモデリングまとめ」で

デザインが左右対称であれば車体の半分だけの寸法を測ればOKと書きましたがなぜそうなのかわかりましたか???

cad鉄 ブログ8

上の写真を見ていただくとわかる通り一部を除き左右対称です。しかも鉄道に限らず乗り物はほぼ左右対称のデザインです。

この特性を何とか使えないかと思ったら、なんと123d designには片方を作れば指定した面に反転したものを作る機能があるのです。

ツールバーのPatternの中にあるMirrorで反転が可能です。こんな便利な機能があるなら使うしかありませんね!

cad鉄 ブログ9の改良上の写真は半分であったボディーを中心の面に対して反転させたものです。

窓など必要なものをすべて取り付けたらこの作業をします。ところで今回の予定としては窓の取り付け方法を解説しようと思ったのですが、屋根のカーブをスケッチするのがかなり難しかったので、急きょ予定を変更してカーブについて解説します。

ちなみに失敗例もできました!?のでそれも一緒に見ていただきます。

[カーブの作図①カーブを描くためのイメージ]

何事も行き当たりばったりではなく、ある程度どのように進めていくか手順をイメージして進めていきましょう。

作戦としては屋根の頂点からのカーブと側面につながるカーブはそれぞれ異なる半径の円の一部として考えます。

3print

屋根の頂点から伸びるカーブを形作る円の半径は非常に大きく、側面につながるカーブを形作る円の半径は非常に小さいです。

言葉だけだと何が何だかわかりにくいので写真を見ながら詳しく見ていきましょう。

[カーブの作図②作図の準備]

各指示ごとに写真に色分けしました。文もできる限り同じ色にしたので対応させて読んでください。

一部強調として使用した色と被ってしまいましたがご了承ください。

cad鉄 ブログ

まずカーブしている範囲を調べます。

たいていの車両は雨どい付近までカーブしていることが多いようなので、屋根の頂点から全体の高さを測り、次に雨どいから屋根を含めない車体の長さを測ります。その差分が上の写真の黒い星で示した寸法です。

ちなみに四角形を作図する時はSketch Rectangleを使います。

四角形のスタートは屋根の頂点からです。

写真の中に

赤色の矢印が上のほうにありますが、その下のカーブも赤色になっている

かと思います。

そのカーブのスタートは黒色の下に向かっている直線の交点から出発しています。

この交点が屋根の頂点なります。この交点から四角形を描き始め、

緑色で書かれた二つのバツ印のうち下側にある方のバツ印を終点

とします。

次に難易度が高いカーブを作成するための寸法を決めます。

そこで使用するのが小学校で誰もが使ったことがあると思われるコンパスです。

まず最初に、車両のイラスト集をコピーした用紙(原本に書き込んでも構いません)に描かれている車両の前面に車両を半分に分ける直線を書きます。

上の写真では車両を前面から見た構図になっており、黒い直線は車両を半分に分ける線になります。

なお車両の右半分しかスケッチしていないので、黒い線が左端になっています。この線は長めに書いておくことがコツです。次にコンパスの針を先ほど書いた黒色の直線上のどこかに刺し、屋根の輪郭をなぞっていきます。

おそらく針の位置が手前すぎると円の半径は小さくなるのですぐに輪郭から内側にはずれてしまい、逆に遠すぎると屋根の輪郭の外側にずれてしまうと思います。ここは何度も針の位置をずらし、最も屋根のカーブの輪郭に乗っている位置を見つけ出すしかありません。もちろん側面につながるカーブと屋根の頂点からのカーブの形状は異なる半径の円のものになるので、滑らかに側面に収まることはありません。そのため、どのあたりから元となる円が変わっているのか見極める必要があります。

やっとの思いで大きいほうの円を書き終えたら次に小さいほうの円、すなわち側面に至るカーブの元の円を書くわけですが、上の写真でどこまで進んだのか確認します。

まず車体を半分に分ける線を書きましたね。それは下方向に伸びる①の黒い直線です。

次に屋根の輪郭に合うようにコンパスの針の位置を調整しましたね。

コンパスの針を刺したところが、黒い直線上にある赤いバツ印で、そこから書いた円の一部が赤字で書かれた②のカーブです。この次は側面に至るカーブの作図をしていきますが、失敗談から説明していきます。もちろん「ついついやってしまった!ガビーン」ということもあるかもしれないので、そこからどのように直すかも解説します。

[ガビーン!そんなはずじゃなかったのにどうして…失敗談編]

いい流れでできてきたぞ。と思っていたら天国から地獄にまっさかさまということはよくあります。ちょっと大げさすぎますが(笑)

ここから先はこういう方法で作ると失敗しやすいのでお勧めではない例になります。お勧めではない例になります。

大切なことなので二回書きました。

まず先ほどの続きとして、側面と屋根の頂点からのカーブが交わるように円を書きます。

上の写真では黄色の④の円のことになります。

この円はかなり小さく、僕が書き入れたときは直径4 mmでした。

このような小さな円を書くときは製図用の道具で、様々な半径の円を書けるテンプレートが文房具屋さんに売っているのでそれを使用するときれいに書けます。イラスト集をコピーした紙には先ほど②の円の一部が書き込まれているはずなので、その円の一部と側面の輪郭が交わり(写真では緑色の⑤の二つのバツ印になっています。上が屋根からのカーブの交点、下が側面の交点です

滑らかなカーブになりそうな半径の円をテンプレートから選びます。

ただし円の中心点は一番最初にスケッチした四角形の底の部分の辺の上のどこかにある可能性が高いのですが、正確にはわからないので実際にスケッチするときは補助線を入れます。

この補助線は上の写真ではオレンジ色の③の直線になります。

補助線は②で書いた大きい円の中心点(赤色のバツ印)が始点で、終点が④の円の中心点になるように少しづつ調整します。

屋根からのカーブの一部と、側面のスケッチの交点(⑤の緑色の二つのバツ印)が描けたら拡大して確認します。

するとむむむっ!なんと微妙にずれています。

cad鉄 ブログ2

だいたいこれくらいで進めるとこのような事態になることがあります。

ちなみにもともと円を描きましたが、不要な線を削除したので写真では円の一部が映っています。

不要な線はデーター量を増やしたり紛らわしくなるので時々消していきましょう。

ツールバーのSketchの中にあるTrimで削除できます。おっと!少し話がずれましたが、根本的な原因はこのカーブをスケッチする際に円の一部ということにとらわれ、正円を描くコマンドであるSketch Circleを使用してしまったことです。

「いやいや、円を書くわけだからCircle=円のコマンドを使うことのどこが問題なの?」

という声が聞こえてきそうですが大問題です!!!

正円を描くSketch Circleは中心点を決めてそこから円が描けるわけですが、困ったことに交わる点が一か所しか決められません。

これは正円だからです。正円というのは中心点からの半径がどこも同じ値の円のことです。

ということは、どんなに頑張っても異なる値の二点の指定はできません。絶対できないというわけではないですが、指定する二か所から等距離のある一点を探すのは骨の折れる作業なのでやめた方が無難です。今回は二か所の点を指定しなければいけないのに、一か所しか指定できないのでは相当手間をかけないとずれてしまいます。上の写真で赤丸で囲んだずれはおそらく一か所目に屋根からのカーブの交点を指定してしまい、見た目上交わったように見えていただけで実際には交わっていなかったことが原因です。

ではどうするか?答えは簡単です。二か所選べばいいわけです。

Q.でも半径が異なる円(図形)ってあるの?

A.あります。

重要なことなので先に断わっておきますが、数学的な楕円の定義と少しずれた呼び方をします。数学の授業をやっているわけではないので、わかりやすさ重視で話を進めますのでよろしくお願いします。

ちなみに気になる図形というのはずばり楕円です。

楕円では半径という言葉は使わず、長軸と短軸という言葉を使います。                                                           CAD鉄 ブログ10上の画像で楕円の中心点は、オレンジ色の星です。

この中心点から伸びる緑色の線のことを短軸青色の線のことを長軸と呼びます。

この楕円という図形を使えば短軸での交点と長軸との交点の計二か所の交点(座標)を指定できます。ツールバーのSketchの中にあるSketch Circleの隣にあるSketch Ellipseで楕円が描けます。

[ガビーン!そんなはずじゃなかったのにどうして…修正編]

解決方法が見つかったので、先ほどのずれてしまったスケッチを消していきましょう。ツールバーのSketchの中にあるTrimをクリックして削除する線が含まれる図形をクリックします。すると周りがぼんやり緑色になります。そして削除したい線の上にマウスを持って行くと赤色に変わるのでもう一度クリックします。するときれいさっぱり消えてくれます。間違えてしまったらツールバーの左のほうにある矢印を押すと戻ります。二つ矢印がありますが、左側の「Undo」のほうです。

cad鉄 ブログ3上の写真の赤くなっている線が無事消えてくれたら楕円を描くコマンドのSketch Ellipseで屋根のカーブと側面の交点を指定して楕円を描きます。

楕円の中心点は最初に描いた四角形の下側直線上にするとわかりやすいです。

cad鉄 ブログ5

交点にぶつかると「□」のマークが出ます。二か所の交点は赤色の矢印付近に出てきます。

そして上の写真のように屋根からのカーブが滑らかに側面につながるように描けたら本当に滑らかになっているか確認します。

そこで使用するのがExtrudeです。囲まれた範囲を指定して盛り上げたりします。今後頻繁に使用する重要なコマンドです。

cad鉄 ブログ6数値は描いたカーブが滑らかか確認できれば問題ないので適当に盛り上げてみてください。中心付近に矢印が表示されるので、それをドラッグすると盛り上がってきます。写真を見る限りカクカクしていないのでこれで屋根部分は完成になります。

皆様お疲れさまでした。

開始直後から強敵が登場してきましたがなんとかクリアできましたか????

僕自身曲線にはかなり苦しまされたので、初めて製作される方にとってもつまづくポイントになるかと思い、かなり詳しく解説してみました。

ちなみに今回紹介した方法以外にもいくつか点を打ってそれをつなぐ、とりあえず最後まで滑らかでない状態で進めて最後にModifyのFilletで滑らかにするなどいくつか方法はあります。

どの方法が良いかは実際にやってみなければわからないので機会があれば挑戦してみたいと思います。

今後もつまずく部分があれば随時緊急停車(細かく解説)していきますので、一緒に乗り越えていきましょう!

では今回はこれにて失礼します。次回もお楽しみに~

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