Dieses Tutorial beschreibt klassische Lofting-Techniken für Bootsrümpfe anhand Plan- und Profilkurven. Das Schiffsmodell basiert auf dem Modell einer alten Ausgabe des Boat Builder’s Handbook. Viele ähnliche Modelle können im Internet gefunden werden.
Sie werden folgendes lernen:
| ● | 3D-Kurven aus einer Zeichnung mit 2D-Linien erzeugen. |
| ● | Die Kurven neu aufbauen und vereinfachen. |
| ● | Analysetechniken verwenden, um eine gute Stromlinienform zu gewährleisten. |
| ● | Flächen aus den Kurven loften. |
Rhino wird von Schiffsdesignern in vielen Bereichen des Sektors eingesetzt. Weitere Tutorials und Information über Schiffsdesign finden Sie auf der Rhino-Website www.rhino3d.com.
Anmerkung: In den Abbildungen in diesem Tutorial wird eine Anzeigeeinstellung zur Änderung des Flächenhintergrunds verwendet.
Vorderseite (1), Rückseite (2). Die gelben Pfeile stehen für die Normalenrichtung der Fläche und die grüne Farbe für die Rückseite einer Fläche.
Dadurch können Sie sehen, in welche Richtung die Normalenrichtung der Objektseiten zeigt. Weitere Informationen finden Sie in der Rhino-Hilfe im Abschnitt Rückseiteneinstellungen.
In diesem Tutorial verwendete Seefahrtsfachausdrücke
Decksprung
Die längsschiffs verlaufende Krümmung vom Bug zum Achterschiff eines Decks wie auf der Seitenansicht gezeigt.
Kimm
Überschneidung von Boden und Seiten eines Schiffs mit flachem oder V-förmigem Boden.
Heckspiegel
Die Beplankung, die das Achterschiff eines Schiffs mit rechteckigem Heck bildet.
Verschleifen
Die Bedeutung von “Stromlinienform” ist in der Schiffsindustrie sehr umstritten. Niemand kann die Stromlinienform genau beschreiben, aber alle erkennen sie, wenn sie sie vor sich haben. Obwohl man bei der stromlinienförmigen Gestaltung eines Schiffes üblicherweise an Schiffsrumpfflächen denkt, profitieren alle sichtbaren Flächen auf einem beliebigen Objekt von diesem Verfahren. Bei Rhino sind die Schlüssel zur stromlinienförmigen Gestaltung einer Fläche die richtigen Abstände der Flächenisokurven.
Es gibt noch weitere Merkmale für die stromlinienförmige Gestaltung von Kurven und Flächen. Obwohl eine Kurve oder Fläche stromlinienförmig gestaltet sein kann, ohne alle diese Merkmale zu besitzen, ist es in der Regel doch so, dass alle diese Merkmale bei einer stromlinienförmigen Kurve oder Fläche vereint sind. Wenn Sie dies bei der Modellgestaltung beachten, werden Sie feststellen, dass Ihr Endprodukt besser ausfällt.
Die Richtlinien zum Erzeugen einer stromlinienförmig gestalteten Fläche sind:
| ● | Möglichst wenige Kontrollpunkte zur Formung der Kurve einsetzen. |
| ● | Möglichst wenige Kurven zur Bildung der Flächenform verwenden. |
Die Rumpflinien werden erzeugt, indem die Originalpläne unter Verwendung einer Hintergrund-Bitmap nachgezogen werden. Der erste Schritt besteht in der Überprüfung der Linien auf Stromlinienform, bevor aus ihnen Flächen erstellt werden können.
Die Entwurfslinien sind abgebildet. Decksprung und Kimm sind längsschiff verlängert worden, um Platz für das Loften zu machen.
Mit dem Modell beginnen
| 1. | Klicken Sie im Rhino-Menü Datei auf Öffnen. |
| 2. | Gehen Sie zum Ordner mit den Tutorialmodellen, die Sie mit dem Benutzerhandbuch runtergeladen haben. |
| 3. | Öffnen Sie die Datei Victory.3dm. |
Die Linien befinden sich auf der Ebene Plan und der Ebene Profil.
Wählen Sie alle Designerkurven paarweise in Plan- und Profilformat aus und verwenden Sie den Befehl KrümmungsAnzeige, um zu bestimmen, ob die Kurven glatt sind. In diesem Fall hat die Datei die ursprünglichen Kurven, wie sie vom Hintergrundbild nachgezogen wurden. Sie sind nicht "verschliffen". Anders ausgedrückt, die Kurven haben keine sauberen Übergänge von einem Ende des Decksprungs zum anderen. Wenn eine Kurve nicht stromlinienförmig ist, passen Sie die Punkte an, um sie stromlinienförmig zu gestalten. Beginnen Sie am Decksprung (Kurve auf der Oberseite der Rumpfform). Sie hat den größten Einfluss auf das Erscheinungsbild des Schiffs.
Überprüfung der Krümmung
| 1. | Wählen Sie die Kurven aus, die geprüft werden sollen. |
| 2. | Verwenden Sie den Befehl KrümmungsAnzeige, um die Krümmung anzuzeigen. |
Die Abbildung zeigt die Krümmungsanzeige auf den zweidimensionalen Decksprung im Profil angewendet.
Die Krümmungsanzeige sollte durchgehend sein und die für die Kurve erforderlichen Merkmale aufweisen. Wenn eine Kurve nach unten konkav ist, verläuft der Graph oberhalb der Kurve. Entsprechend haben nach oben konkave Kurven den Graph unterhalb der Kurve. Der Wendepunkt (an dem die Kurve weder nach oben noch nach unten konkav ist) ist der Schnittpunkt des Graphs mit der Kurve.
Wählen Sie jede Kurve aus und verwenden Sie den Befehl Neuaufbauen , um die Anzahl Punkte zu reduzieren und den Grad einzustellen. Verwenden Sie nur so viele Punkte, wie unbedingt erforderlich.
Verwenden Sie den Befehl KrümmungsAnzeige, um die Kurven erneut nach Stromlinienform zu überprüfen. Wenn die Krümmungsanzeige immer noch nicht zufriedenstellend ist, verschieben Sie die Kontrollpunkte solange, bis Sie einen sauberen Graphen erhalten. Wiederholen Sie diese Schritte für die übrigen Kurven im Modell, um sicherzustellen, dass sie stromlinienförmig sind, bevor Sie weiterfahren.
Neuaufbauen der Kurven
| 1. | Wählen Sie die Decksprungkurve aus. |
| 2. | Starten Sie den Befehl Neuaufbauen. |
| 3. | Ändern Sie im Dialogfenster Kurve neuaufbauen die Punktzahl auf 6 und den Grad auf 5. |
Bis jetzt haben Sie mit zweidimensionalen Kurven gearbeitet. Zum Loften der Flächen werden aus den planaren Kurven dreidimensionale Kurven erzeugt, die planaren Kurven können dann gelöscht werden.
Mit aktivierter Ebene 3D-Linien wählen Sie die Profil- und Planansicht jeder Kurve aus. Verwenden Sie den Befehl Kurve2Ansichten, um die dreidimensionale Kurve zu erzeugen, die die x-, y- und z-Koordinaten der zweidimensionalen Kurven vereint. Die zweidimensionalen Kurven müssen planar sein, damit dieser Befehl funktioniert.
Erzeugen der dreidimensionalen Kurven
| 1. | Definieren Sie die Ebene 3D-Linien als aktuelle Ebene. |
| 2. | Wählen Sie die Plan- und Profildarstellungen der Decksprung-Kurve aus. |
| 3. | Starten Sie den Befehl Kurve2Ansichten. |
Die dreidimensionale Darstellung dieser Kurve wird erzeugt.
| 4. | Wenn Sie mit der erzeugten Kurve zufrieden sind, löschen oder verstecken Sie die zweidimensionalen Darstellungen. |
| 5. | Wiederholen Sie den Befehl Kurve2Ansichten für die Kimm-Kurve. |
Damit das Loft-Verfahren auf der Bodentafel funktioniert, darf es nicht auf einen Punkt gerichtet sein. Die geloftete Form muss rechteckig sein. Zu diesem Zweck werden die Kurven über die Mittellinie ausgedehnt. Die Kurven können zu einer rechteckigen Fläche geloftet werden, die dann zurückgetrimmt werden kann. Die Kurven im Modell der Victory wurden bereits ausgedehnt, mit Ausnahme der Mittellinienkurve des Bodens.
Kopieren der Mittellinienkurve
Mithilfe einer Kopie der Mittellinie kann eine neue verlängerte Kurve zum Loften des Rumpfbodens erzeugt werden.
| 1. | Kopieren Sie die Mittellinie mit der Option AmOrt. |
| 2. | Verbergen Sie die Mittellinie. |
Verkürzen der Mittellinie
| 1. | Wählen Sie die Mittellinie aus. |
| 2. | Starten Sie den Befehl KurveKürzen. |
| 3. | Klicken Sie bei Anzeige der Eingabeaufforderung Kurvenanfang mit aktiviertem Objektfang End auf das hintere Ende der Mittellinie (achtern). |
| 4. | Klicken Sie bei Anzeige der Eingabeaufforderung Kurvenende... mit aktiviertem Objektfang Mitte auf den Mittelpunkt der Kurve. |
Verlängern der Mittellinie
| 1. | Führen Sie den Befehl Verlängern aus und drücken Sie bei Anzeige der Eingabeaufforderung Begrenzungsobjekte auswählen... die Eingabetaste zum dynamischen Verlängern. |
| 2. | Setzen Sie bei der Eingabeaufforderung Zu verlängernde Kurve auswählen... den Typ auf WeicherÜbergang und wählen Sie die Mittellinie in der Nähe des vorderen Endes aus. |
| 3. | Ziehen Sie die Kurve dabei so, dass sie sauber an die Kurven von Kimm und Decksprung in der planen Ansicht ausgerichtet ist, wie in der Abbildung angezeigt. |
Dadurch wird eine neue Bodenkurve erzeugt, die zum Loften der Fläche benutzt wird.
| 4. | Aktivieren Sie zum Überprüfen der Kurve die Kontrollpunkte (F10). |
Nach dem Anlegen von Kantenkurven für die Seite und den Boden werden aus diesen Kurven geloftete Flächen erzeugt. Beginnen Sie mit dem Loften der Bodenfläche. Wenn Sie dies abgeschlossen haben, verwenden Sie die Oberkante als Kurve zum Loften der Seite.
Zum Loften des Bodens wählen Sie die zwei Kanten (Kimm und Mittellinien) aus und verwenden Sie den Befehl Loft. Vergewissern Sie sich, dass Sie dabei die im vorausgegangenen Schritt erzeugte Mittellinie verwenden.
Loft von Kimme und Mittellinie
| 1. | Wählen Sie Kimme und Mittellinie aus. |
| 2. | Starten Sie den Befehl Loft. |
| 3. | Im Dialogfenster Loftoptionen, unter Optionen der Querschnittskurven, wählen Sie Neuaufbauen mit und stellen Sie die Kontrollpunktzahl auf 15 ein, dann klicken Sie auf OK. |
Loft von Seite und Unterseite
| 1. | Wählen Sie die Flächenkante und die Decksprungkurve aus. |
Tipp: Halten Sie
| 2. | Wiederholen Sie den Befehl Loft für das Seitenpaneel. |
| 3. | Im Dialogfenster Loftoptionen, unter Optionen der Querschnittskurven, wählen Sie Neuaufbauen mit und stellen Sie die Kontrollpunktzahl auf 15 ein, dann klicken Sie auf OK. |
Nach erfolgreicher Herstellung von Seiten- und Bodenflächen legen Sie in anderthalb Zoll Abstand von der Mittellinie eine Heckrundung an und trimmen beide Flächen auf diese Rundung. Dazu zeichnen Sie im Ansichtsfenster Drauf eine Linie länger als der Rumpf und eineinhalb Zoll rechts von der Mittellinie.
Zeichnung einer Trimmlinie
| 1. | Zeichnen Sie im Ansichtsfenster Drauf eine Linie entlang der Mittellinie (x-Achse), die länger als der Rumpf sein muss. |
| 2. | Im Ansichtsfenster Drauf versetzen Sie die Linie 1/2 Zoll in Richtung Rumpfflächen. |
Damit wird eine Kurve erzeugt, die im nächsten Schritt verwendet wird. Wir benötigen eine kleine Lücke zwischen den beiden Hälften für den Kiel.
Seite und Boden auf Trimmlinie trimmen
| 4 | Nutzen Sie die Versatzkurve, um die Unterseite (1) und die Seite (2) wie in der Darstellung zu trimmen. |
Wie alle Flächen in diesem Tutorial wird auch der Heckspiegel mit einer Fläche angelegt, die größer als die endgültige Fläche ist und die auf den Rumpf getrimmt wird.
Um sicher zu gehen, dass die Fläche groß genug zum Trimmen ist, verlängern Sie die Mittellinie des Heckspiegels sowohl oberhalb des Decksprungs wie unterhalb der Mittellinie um ca. einen halben Meter (ein bis zwei Fuß). Trimmen Sie die Rumpfflächen mit der Mittellinie des Heckspiegels.
Verlängern der Mittellinie
| 1. | Aktivieren Sie die Ebene Profil und führen Sie den Befehl Verlängern aus. |
| 2. | Bei der Eingabeaufforderung Begrenzungsobjekte auswählen oder Länge der Verlängerung eingeben. Eingabetaste für dynamisches Verlängern drücken drücken Sie die Eingabetaste. |
| 3. | Setzen Sie bei Anzeige der Eingabeaufforderung Zu verlängernde Kurve auswählen… im Ansichtsfenster Front den Typ auf Natürlich und wählen Sie einen Punkt nahe der Spitze der Heckspiegelmittellinie aus. |
| 4. | Bei der Eingabeaufforderung Verlängerungsende wählen Sie einen Punkt über der aktuellen Spitze der Heckspiegelmittellinie aus. |
| 5. | Bei der nächsten Eingabeaufforderung Zu verlängernde Kurve auswählen... klicken Sie in die Nähe der Unterseite der Heckspiegelmittellinie. |
| 6. | Bei der Eingabeaufforderung Verlängerungsende wählen Sie einen Punkt aus, der unter der aktuellen Unterseite der Heckspiegelmittellinie liegt, und drücken Sie die Eingabetaste. |
Trimmen und 
Verbinden der Schiffskörperflächen
| 1. | Wählen Sie die Heckspiegelmittellinie aus. |
| 2. | Starten Sie den Befehl Trimmen. |
| 3. | Stellen Sie OffensichtlicheSchnittpunkteVerwenden=Ja ein. |
| 4. | Wählen Sie im Ansichtsfenster Front, bei der Eingabeaufforderung Objekt zum Trimmen auswählen…, die achterschiffs liegenden Rumpfseiten- und -bodenflächen der Heckspiegelmittellinie aus. |
| 5. | Verbinden Sie Seite und Unterseite des Rumpfs. |
Spiegeln der Rumpfflächen
Im Ansichtsfenster Rechts oder Drauf spiegeln Sie die beiden Rumpfflächen über die Mittellinie. Verwenden Sie den Befehl FlächeAusKanten, um die Flächen zwischen den beiden Rumpfflächen zu erzeugen.
| 1. | Wählen Sie die zwei Rumpfflächen aus. |
| 2. | Starten Sie den Befehl Spiegeln. |
| 3. | Geben Sie im Ansichtsfenster Drauf, bei der Eingabeaufforderung Anfang der Spiegelebene… 0 ein, und drücken Sie die Eingabetaste. |
| 4. | Bei der Eingabeaufforderung Ende der Spiegelebene, mit aktiviertem Ortho, ziehen Sie die Spiegelebene entlang der x-Achse. |
Die Kiel-Fläche erzeugen
| 1. | Starten Sie den Befehl FlächeAusKanten. |
| 2. | Bei der Eingabeaufforderung 2, 3 oder 4 Kurven auswählen wählen Sie die zwei inneren Kanten des Rumpfbodens entlang dem Kiel aus. |
| 3. | Wiederholen Sie den Befehl FlächeAusKanten. |
| 4. | Bei der Eingabeaufforderung 2, 3 oder 4 Kurven auswählen wählen Sie die zwei inneren Kanten der Rumpfseiten entlang dem Kiel am Bug aus. |
Tipp: Die Reihenfolge, in der Sie die Flächenkanten auswählen, bestimmt, in welche Richtung die Kielfläche ausgerichtet sein wird.
Extrudieren der Fläche
Zum Erzeugen der Heckspiegelfläche extrudieren Sie die Heckspiegel-Mittellinie.
| 1. | Im Ansichtsfenster Front wählen Sie die verlängerte Heckspiegel-Mittellinie aus. |
| 2. | Starten Sie den Befehl KurveExtrudieren. |
| 3. | Stellen Sie für den Extrusionsabstand die Option BeideSeiten=Ja ein. |
| 4. | Ziehen Sie die Verlängerung im Ansichtsfenster Perspektive, Drauf oder Rechts über die Rumpfflächen hinaus. |
Trimmen des Heckspiegels
Trimmen Sie die Heckspiegel-Fläche mit dem Rumpf und einer Linie von den Rumpfkanten.
| 1. | Ziehen Sie eine Linie zwischen den beiden oberen Achtern-Rumpfkanten. |
| 2. | Starten Sie den Befehl Trimmen. |
| 3. | Bei der Eingabeaufforderung Trimmobjekte auswählen wählen Sie alle Rumpfflächen aus, einschließlich Kielfläche und der Linie an der Spitze des Rumpfs, und drücken Sie die Eingabetaste. |
| 4. | Wählen Sie bei Anzeige der Eingabeaufforderung Objekt zum Trimmen auswählen… die Heckspiegelfläche außerhalb der Rumpflinien und Flächen aus und drücken Sie die Eingabetaste. |
Der Heckspiegel ist jetzt fertig.
Überprüfen auf Fehler
| 1. | Verbinden Sie alle Flächen. |
| 2. | Verwenden Sie den Befehl KantenAnzeigen, um zu überprüfen, dass die Verbindung erfolgreich war. |
Zeigen Sie die offenen Kanten an. Offene Kanten sind Flächenkanten, die nicht mit einer anderen Fläche verbunden sind. In diesem Fall dürfen offene Kanten nur um die Außenseite der Rumpfflächen liegen – die Kanten zwischen den Flächen müssen alle verbunden sein.
Wenn die Flächen erstellt, die Kanten verbunden und keine unverbundenen Kanten mehr da sind, schauen Sie sich die Fläche mit den Werkzeugen zur Krümmungsanalyse an.
Als letzter Schritt wird die Deckfläche erzeugt. In den Profillinien beschreiben zwei Kurven die Silhouette der Deckkurve. Wir werden diese Kurve verwenden, um das Deck zu erzeugen.
Verwenden Sie den Befehl Projektion, um die vertikale Linie auf die Rumpfseite zu projizieren. Diese Linie dient als Markierung für das Kurvenende. Zeichnen Sie im Ansichtsfenster Front eine Kurve vom Ende der Deckmittellinie zum Ende der auf die eine Rumpfseite projizierten Kurve. Verwenden Sie den Planar-Modus, um die Kurve planar zu halten. Platzieren Sie die ersten drei Kontrollpunkte mit Ortho, damit sie an der Mitte entlang liegen.
Die vertikale Deckkante auf den Rumpf projizieren
| 1. | Wählen Sie den Rumpf und die vertikale Linie aus. |
| 2. | Im Ansichtsfenster Front verwenden Sie den Befehl Projektion, um die Kurve auf den Rumpf zu projizieren. |
Die Projektion der Kurve erfolgt zu beiden Seiten des Rumpfs, so dass Sie die Querschnittskurve beliebig auf eine der beiden Seiten zeichnen können.
Die Querschnittskurve zeichnen
| 1. | Klicken Sie auf das Feld Planar in der Statuszeile, um den Planar-Modus zu aktivieren. |
| 2. | Im Ansichtsfenster Rechts verwenden Sie den Befehl Kurve, um von der Spitze der Deckmittellinie bis zur Spitze der auf den Rumpf projizierten Kurve eine Kurve aus Kontrollpunkten zu zeichnen. |
Verwenden Sie Ortho, um die ersten drei Kontrollpunkte in einer gerade Linie anzulegen.
Platzieren Sie mit dem Objektfang Ende den letzten Punkt an die Spitze der auf den Rumpf projizierten Kurve.
| 3. | Verwenden Sie den Befehl KrümmungsAnzeige, um die Kurve zu überprüfen. |
Die Deckfläche erzeugen
| 1. | Verwenden Sie den Befehl Aufziehen2Leitkurven um die Deckfläche zu erzeugen. |
| 2. | Bei der Eingabeaufforderung Leitkurven auswählen wählen Sie die Mittellinienkurve und Rumpfkante aus. |
| 3. | Bei der Eingabeaufforderung Querschnittskurven auswählen… wählen Sie die Querschnittskurve aus, die Sie aus der Deckmittellinie bis zur projizierten Kurve auf dem Rumpf erzeugt haben, dann drücken Sie die Eingabetaste. |
Spiegeln des Decks
| 1. | Verwenden Sie den Befehl Spiegeln, um die Deckfläche auf die andere Seite zu kopieren. |
Geben Sie bei der Eingabeaufforderung Anfang der Spiegelebene… im Ansichtsfenster Drauf den Wert 0 ein, dann drücken Sie die Eingabetaste.
| 2. | Bei der Eingabeaufforderung Ende der Spiegelebene…, im Ansichtsfenster Drauf, ziehen Sie die Spiegelebene mit Ortho. |
Die fehlende Fläche füllen
| 4 | Verwenden Sie den Befehl FlächeAusKanten, um die kleine Dreiecksfläche an der Spitze des Bugs zu erzeugen. |
