SketchUp: самоучитель для начинающих

Использовать SketchUp в 3D-печати — проще простого. Познакомьтесь с этими шагами, чтобы создать свою первую 3D-печатную модель с помощью SketchUp!

SketchUp — популярное программное обеспечение для 3D-моделирования, подходящее как для новичков, так и для опытных пользователей. Его главной целью всегда было как можно проще познакомить людей с 3D-моделированием, поэтому он так прост в использовании.

Программное обеспечение популярна в различных отраслях, включая архитектуру, дизайн интерьеров и разработку продуктов. Это также удобный инструмент для сообщества мастеров, поскольку он способен работать как с большими моделями, так и с маленькими объектами.

SketchUp также отлично подходит для тех, кто хочет начать создавать свои собственные детали для 3D-печати, но не имеет достаточных знаний о 3D-моделировании. Благодаря чистому пользовательскому интерфейсу и простому набору инструментов новички могут начать творить за очень короткое время.

Мы проверим это на практике в данной инструкции. В этой статье мы рассмотрим все шаги, которые помогут вам создать свою первую 3D-модель для 3D-печати с помощью SketchUp. Но сначала давайте узнаем больше об этом программном обеспечении и о том, как его установить.

Лицензия

SketchUp предлагает различные варианты лицензии для разных типов пользователей. На момент написания статьи эти варианты включают:

• SketchUp Free: Браузерная версия программы, бесплатная для некоммерческого использования. Она предлагает базовые инструменты, 10 ГБ облачного хранилища и ограниченные возможности импорта и экспорта файлов. Чтобы получить доступ к этой версии, достаточно иметь учетную запись и хорошее интернет-соединение.
• SketchUp Go: По сути, это то же самое, что и бесплатная лицензия, но с неограниченным облачным хранилищем и доступом к SketchUp для iPad, который можно использовать и в автономном режиме.
• SketchUp Pro: Помимо веб-версии и версии для iPad, этот уровень лицензии включает в себя полную версию для настольных компьютеров и доступ к репозиторию плагинов Extension Warehouse. Он также позволяет создавать 2D-документацию на основе 3D-моделей с помощью инструмента LayOut.
• SketchUp Studio: Помимо всех возможностей и функционала остальных версий, она включает визуализацию облака точек для 3D-сканирования и мощный движок V-Ray для фотореалистичного рендеринга. Обратите внимание, что это лицензия только для Windows.

Подготовка к работе

Новичкам мы рекомендуем начать с бесплатной версии SketchUp, чтобы ознакомиться с пользовательским интерфейсом и встроенными инструментами.

Для начала давайте получим доступ к этой веб-версии, выполнив следующие действия:

• Перейдите на сайт SketchUp.
• Нажмите на кнопку «Start Your Free Trial». Это приведет вас на другую страницу.
• Перейдите на вкладку «For Personal Projects».
• Теперь нажмите Start Modeling. Это приведет вас на страницу входа, где вы либо создадите учетную запись Trimble, если у вас ее еще нет, либо просто войдете в SketchUp онлайн.

После этого вы наконец-то окажетесь на экране приветствия браузерной программы SketchUp. Теперь приступим к изучению.

Знакомство с пользовательским интерфейсом

Прежде чем приступить к моделированию, давайте познакомимся с пользовательским интерфейсом (UI) SketchUp Free. Именно в нем вы будете создавать 2D-проекты и 3D-модели.

Чтобы получить доступ к нему, нажмите «Start Modeling» на экране приветствия из предыдущего шага. Вы увидите следующее:

• File menu: Расположенное в левом верхнем углу, это меню для открытия, сохранения и экспорта моделей. Здесь же находятся кнопки «Отменить» и «Повторить» и отображается название проекта.
• Область моделирования или рабочая область: Это место, где будет разрабатываться и визуализироваться ваша модель. Здесь же отображаются оси красного, зеленого и синего цветов (аналог XYZ, соответственно).
• Toolbar: Это основная палитра функций и инструментов для создания объектов. Она может показаться простой, но нажатие на значок с тремя точками в нижней части панели инструментов открывает сворачиваемое окно, в котором есть практически все, что нужно для создания 2D-чертежей и 3D-моделей.
• Panels: В правой части экрана вы заметите еще одну вертикальную панель инструментов. Здесь находятся такие функции, как “Model Info”, “Tags”, “Materials” и даже окно быстрого доступа к хранилищу моделей 3D Warehouse.
• Measurements box: Расположенное в правом нижнем углу, это место, где отображается длина, размеры или любое вводимое значение, когда данный инструмент активен. Здесь также можно вводить размеры с помощью клавиатуры, как мы увидим дальше.

Кнопка колеса мыши — ваш лучший друг для навигации по рабочей области. Вы можете прокручивать его для увеличения или уменьшения масштаба, а также нажимать и удерживать для перемещения по орбите. Для тех, кто пользуется трекпадом, в левом нижнем углу экрана есть кнопка для переключения этой настройки.

Создание первой модели

Говорят, что лучший способ научиться — это практика. Поэтому в этом уроке для начинающих мы покажем вам пошаговую инструкцию по созданию простого, но функционального объекта: держателя для SD-карты!

Эта модель была разработана таким образом, чтобы мы могли использовать все основные функции моделирования в SketchUp, от рисования до добавления текста и экспорта модели для 3D-печати. В итоге вы получите функциональную модель, которую сможете распечатать на 3D-принтере и хранить свои SD-карты в надлежащем порядке.

Прежде чем перейти к делу, давайте сначала настроим систему единиц этого проекта:

1. В меню «Panels» нажмите на кнопку «Model Info».
2. В разделе «Length Units» найдите «Format», а затем нажмите на «Length Units», если этот раздел не раскрыт.
3. Выберите желаемый формат единиц измерения — дюймы или миллиметры.

В этом руководстве мы будем использовать миллиметры, поэтому советуем вам следовать этому курсу, используя эти единицы. Вы всегда можете изменить эту настройку с помощью данного меню.

И последнее, но не менее важное: давайте удалим изображение человека из рабочей области. (Его зовут Тай, и он включен по умолчанию, чтобы добавить ощущение масштаба в любой проект, так как его рост составляет 6 футов. Вы также можете добавить больше ссылок на Тая, если они вам понадобятся). Чтобы удалить его, щелкните на нем левой кнопкой мыши и нажмите клавишу delete.

Шаг 1. Эскиз

Наконец-то пришло время испачкать руки. Хотя мы будем заниматься 3D-моделированием деталей, все начинается с 2D-фигуры или профиля. Эскизы в конечном итоге преобразуются в твердые тела или используются для трансформации в 3D-пространстве, как мы увидим.

В этом первом шаге мы нарисуем форму корпуса держателя SD-карты. Прежде чем приступить к моделированию, очень важно определить общие размеры. Для этого проекта мы хотим получить емкость для хранения восьми карт памяти, используя два ряда по четыре слота для карт. Каждая SD-карта имеет размеры 24 мм в ширину и 2 мм в толщину.

Итак, нарисуем квадратную форму размером 60 x 60 мм — этого будет более чем достаточно для хранения двух рядов SD-карт. Для этого воспользуемся инструментом «Прямоугольник», одним из самых простых инструментов рисования в SketchUp:

1. Щелкните по значку инструмента «Rectangle» на панели инструментов или нажмите клавишу быстрого доступа ‘R’ на клавиатуре.
2. Подведите мышь к началу красной, зеленой и синей осей. Щелкните левой кнопкой мыши, чтобы выбрать первую точку нашего прямоугольника.
3. Теперь ведите курсор мыши, чтобы выбрать диагональную вершину прямоугольника. Обратите внимание, что размеры будут отображаться в поле «Measurements» в правом нижнем углу.
4. Не выбирая вторую вершину, вручную введите точные размеры прямоугольника, набрав на клавиатуре «60,60». Обратите внимание, что это автоматически заполнит поле Measurements.
5. Нажмите Enter для подтверждения.

Значение, которое мы только что ввели, относится к двум сторонам прямоугольника, разделенным запятой. В итоге у нас получился прямоугольник размером 60 x 60 мм.

Шаг 2. Push/Pull

Теперь давайте перейдем к 3D. Квадрат, который мы только что нарисовали, будет служить своего рода шаблоном для основной части нашей детали.

В этом шаге мы воспользуемся функцией Push/Pull в SketchUp. Если вы знакомы с программами для 3D-моделирования, то это почти эквивалент функции «Extrude», которая есть в большинстве CAD-программ. Она работает путем добавления (или удаления) материала в заданном измерении.

Любую 2D-фигуру можно толкать или тянуть, если она замкнутая. Не волнуйтесь, это проще, чем кажется, поэтому давайте сразу перейдем к делу:

• Щелкните по значку инструмента Push/Pull на панели инструментов или нажмите клавишу «P» на клавиатуре.
• Подведите мышь к центру прямоугольника, который мы нарисовали. Обратите внимание, что внутренняя часть прямоугольника будет заполнена точечным узором.
• Нажмите левую кнопку мыши и переместите курсор вверх (или в направлении синей оси). Вы увидите, как ваш двухмерный квадрат превращается в трехмерную коробку!
• Давайте зададим высоту этого куба 20 мм. Для этого введите на клавиатуре «20» и нажмите Enter.

Вот и все! Ваша первая 3D-модель. Функция Push/Pull — один из самых простых инструментов SketchUp, но при этом один из самых мощных.

Шаг 3. Добавление деталей

Отлично! Пора сделать эту деталь функциональной. В этом шаге вместо добавления материала мы воспользуемся функцией Push/Pull, чтобы вырезать слоты для SD-карт. Для этого нам нужно нарисовать и разметить слоты на верхней поверхности нашей модели коробки.

Начнем с того, что разделим верхнюю поверхность коробки на две части:

1. Щелкните по значку инструмента «Line» на панели инструментов или нажмите клавишу «L» на клавиатуре.
2. Наведите курсор на одну из верхних граней, параллельных красной оси.
3. Переместите мышь вдоль края к его середине. Значок превратится в синий круг и закрепится на месте прямо в средней точке. Щелкните левой кнопкой мыши, чтобы установить первую точку линии.
4. Переместите мышь к другому краю и выберите его среднюю точку.

Отлично! Теперь мы разделили два столбца для слотов SD. Давайте воспользуемся инструментом «Divide», чтобы создать точку отсчета для равномерного расположения слотов. Этот инструмент берет отрезок и разбивает его на одинаковые по размеру линии.

5. Нажмите на инструмент «Select» на панели инструментов (первый, со значком курсора).
6. Щелкните правой кнопкой мыши на разделенной линии, которую мы только что нарисовали, и выберите «Divide». Обратите внимание, что в поле «Measurements» будет показано количество сегментов для деления.
7. Введите число «5» в поле «Measurements» и нажмите Enter.

Линия была разделена на пять сегментов. Вы можете проверить это, щелкнув по ней левой кнопкой мыши и увидите, что вместо всей линии будет выделен небольшой сегмент. Теперь давайте используем один сегмент, чтобы нарисовать первый слот для карт:

1. Выберите инструмент «Rectangle» на панели инструментов или нажмите клавишу ‘R’ на клавиатуре.
2. Совместите первую конечную точку прямоугольника с первым отрезком линии, которую мы разделили (см. рисунок выше).
3. Затем нарисуйте прямоугольник размером 25 x 3 мм, введя размеры в поле «Measurement».
4. Нажмите Enter, чтобы подтвердить эскиз.

Первый пазовый профиль нарисован, поздравляем! Теперь, для остальных семи, хотя мы можем нарисовать их так же, как и первый, давайте попробуем использовать инструмент «Перемещение». В принципе, этот инструмент может перемещать тела, фигуры и даже линии и края, трансформируя при этом всю модель.

Однако для этого шага мы воспользуемся инструментом «Move», чтобы продублировать и распределить оставшиеся слоты следующим образом:

5. Щелкните инструмент «Move» на панели инструментов или нажмите клавишу ‘M’ на клавиатуре.
6. Наведите курсор на эскиз слота и не перемещая мышь, щелкните по ней левой кнопкой.
7. Теперь, чтобы продублировать эту фигуру, нажмите клавишу «Ctrl» на клавиатуре. Вы заметите, что появился значок плюса (‘+’). Это означает, что следующий объект, который вы переместите, создаст копию.
8. Переместите новую дублированную фигуру с помощью мыши на другую сторону тела и введите размер 12 мм.
9. Нажмите Enter для подтверждения.

Вот так просто вы продублировали эскиз, сохранив размеры и выравнивание. Проделайте эту процедуру, чтобы создать все шесть оставшихся слотов — по окончании работы все должно выглядеть как на картинке выше.

Наконец, давайте вырежем отверстия для карт.

1. Нажмите на инструмент «Push/Pull» на панели инструментов.
2. Наведите курсор на один из слотов и щелкните по нему левой кнопкой мыши.
3. Вместо того чтобы тянуть вверх, толкните эту фигуру вниз. Вы заметите, что материал будет удален из основного корпуса.
4. Введите значение «15» в поле «Измерения» и нажмите Enter.

Вот и все! На этом этапе осталось только вырезать остальные прорези.

Шаг 4. Редактирование форм

Наша 3D-модель уже функциональна, но мы можем добавить ей еще немного дизайна. Давайте изменим общую форму нашего главного тела, добавив эскиз с помощью инструмента «Move».

1. Нажмите на инструмент «Move» на панели инструментов.
2. Выберите нижнюю линию передней части и переместите ее вперед на 5-10 мм. Это приведет к наклону передней части вперед.
3. Щелкните левой кнопкой мыши на конечном положении, чтобы подтвердить трансформацию.

И вот так мы полностью изменили форму нашей 3D-модели. Инструмент «Move» довольно мощный и поэтому его нужно использовать осторожно, чтобы не испортить модель полностью.

Шаг 5. Добавление текста

Итак, мы почти готовы к экспорту модели. Но перед этим давайте добавим последний штрих — текст!

Инструмент «3D Text» довольно прост. Вы вводите текст, затем выбираете шрифт, размер и глубину. Наконец, привязываете его к поверхности модели. Звучит достаточно просто, но давайте разберем все по шагам:

1. Щелкните инструмент «Rectangle» на панели инструментов, затем щелкните значок «3D Text» в плавающем меню.
2. Введите нужный текст. В данном случае мы напечатаем «SD CARD», не требующий пояснений.
3. Установите значение «Height» на 10 мм, а параметр «Text extrusion» — на 2 мм.
4. Вы можете выбрать любой шрифт, который вам нравится, но мы остановимся на шрифте по умолчанию.
5. Нажмите «ОК». Обратите внимание, что 3D-модель текста будет привязана к курсору мыши.
6. Наведите курсор мыши на созданную нами черновую поверхность и постарайтесь отцентрировать ее, насколько это возможно. Щелкните левой кнопкой мыши, чтобы подтвердить позиционирование.

Вот и все — ваша первая 3D-модель с помощью SketchUp. Поздравляем!

Шаг 6. Подготовка к 3D-печати

Следующий и последний шаг в нашей инструкции по SketchUp — подготовка модели к 3D-печати. Сюда входит не только экспорт модели, но и подготовка ее к 3D-печати и проверка на наличие ошибок.

Группировка

Первое, что нам нужно сделать — это преобразовать нашу модель в группу. Это позволит превратить все отдельные части (края, поверхности, грани и компоненты) в один объект. Это означает, что мы соединим вместе основной корпус и 3D-текст, который мы добавили позже для нашей модели.

Используя инструмент «Select», проведите мышью по всей модели, чтобы выделить все. Затем щелкните правой кнопкой мыши, чтобы открыть меню опций, и выберите пункт «Make group».

Сделать сплошной

А вот здесь могут возникнуть сложности. Инструмент «Solid Inspector» недоступен в бесплатной версии, поэтому вам придется очень внимательно следить за моделированием, чтобы не оставить открытых граней или перевернутых поверхностей. Помня об этом, можно приступать к работе.

Экспорт

После того как вы проверили свою модель, пришло время экспортировать ее. Все версии SketchUp позволяют экспортировать файлы STL — тип файла, необходимый нам для того, чтобы сделать 3D-модель пригодной для печати. Но здесь есть одна загвоздка.

Если вы перейдете в окно «Export» из верхнего меню, то не найдете там опции «STL». Вместо этого нам нужно перейти в раздел «Download», а затем «STL». Нажав на него, вам будет предложено выбрать папку и загрузить STL-файл.

Вывод

SketchUp — очень мощная программа. Как видите, у нее очень интуитивно понятный интерфейс, а кривая обучения очень естественна. Чем больше вы ее используете, тем быстрее вы поймете, как она работает. И что самое приятное, вы можете пользоваться ей бесплатно.

Как вы уже заметили в этой инструкции, можно легко проектировать и моделировать практически все, что угодно, используя только базовые инструменты. SketchUp может быть очень полезен для знакомства людей с 3D-печатью, потому что каждый может смоделировать и напечатать объект с первого раза.

Здесь мы спроектировали очень простой объект, но в процессе его создания мы рассмотрели все основные аспекты работы этой программы. Надеемся, что этот учебник вдохновит любителей 3D-печати продолжать практиковаться и изучать 3D-моделирование!