SviluppaSrf | Modellazione 3D con Rhino

Il comando SviluppaSrf spiana (sviluppa) una superficie o polisuperficie con curvatura in una direzione in una superficie planare.

Passi

Selezionare le superfici o polisuperfici.

Selezionare le curve sulla superficie.

Ciò è utile per sviluppare una polisuperficie tagliata. Nelle situazioni in cui la superficie non può essere sviluppata, rimuovere le curve di taglio, sviluppare la superficie e le curve e quindi tagliare di nuovo la superficie sviluppata con le curve di taglio.

Nota

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Si usi l'analisi di curvatura Gaussiana per determinare le aree della superficie che hanno doppia curvatura e che non sono sviluppabili.

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Superfici quali le sfere, i toroidi e le superfici curve in due direzioni non possono essere sviluppate.

Le superfici risultanti vengono riunite lungo gli stessi bordi che le univano nella polisuperficie originale.

Per specificare dove verrà divisa la polisuperficie sviluppata

Si usi il comando SeparaBordi.

Selezionare i bordi che si desidera siano aperti dopo lo sviluppo.

Determina se sui bordi dell'oggetto selezionato e su quelli degli oggetti risultanti vengono sistemati dei punti di corrispondenza numerati.

Determina se le proprietà dell'oggetto selezionato vengono copiate o meno sull'oggetto risultante.

Confronta la deviazione massima di una curva da una linea tra i suoi estremi con la Tolleranza relativa * la lunghezza della curva. Se una curva è lunga 10 unità e la tolleranza relativa è .01, la deviazione massima viene confrontata con 0.1. Se la linea è lunga 100 unità, la deviazione massima viene confrontata con 1.

Superficie sviluppabile

Rhino dispone di comandi per creare e sviluppare superfici eventualmente anche con fori, marcando le curve.

Le superfici sviluppabili sono superfici che possono essere generate avvolgendo un foglio di materiale piano, senza che esso venga stirato, deformato o strappato. Esempi di questo tipo di forme sono i cilindri, i coni ed alcuni scafi di imbarcazioni in acciaio.

Superfici sviluppate utilizzate per creare dime di taglio per l'acciaio.

Per capire se una superficie è sviluppabile o meno, basta immaginare di ricavarla usando un foglio di alluminio da cucina. Se la superficie si increspa o si strappa mentre si sta tentando di piegarla per portarla in posizione, essa non è sviluppabile. La sfera è un eloquente esempio di una superficie non sviluppabile (basta tentare di avvolgere una mela con un foglio di alluminio). La maggior parte delle forme che costituiscono le carrozzerie per automobili o molti dei moderni parabrezza sono altri esempi di superfici non sviluppabili.

Le superfici devono essere lineari in una direzione affinchè possano essere sviluppate con il comando SviluppaSrf. Se posizionassimo un righello sulla superficie, esso rimarrebbe a contatto con l'intera superficie da bordo a bordo. Queste linee vengono dette linee di rigatura.

Dal momento che queste superfici sono lineari in una direzione, la curvatura Gaussiana è zero in qualsiasi punto della superficie. Se la curvatura Gaussiana non è zero, Rhino non sarà in grado di sviluppare la superficie. Se la superficie non è lineare in una direzione, Rhino non potrà svilupparla.

Dal momento che le superfici sviluppabili non possono essere create a partire da qualsiasi coppia di curve, i risultati di un loft con stile sviluppabile possono essere imprevedibili. Le curve di forma similare senza punti di discontinuità offrono i risultati migliori.

È possibile usare l'analisi di curvatura Gaussiana per determinare quali zone di una superficie sono sviluppabili o meno.

Questi strumenti per le superfici sviluppabili sono particolarmente adatti allo studio ed alla realizzazione di superfici di profili alari o superfici idrodinamiche. Non sono stati progettati per applicazioni di piegatura e sviluppo di strutture metalliche quali tubature o lo sviluppo di pattern per tessuti.

Tranelli delle superfici sviluppabili

Quando si costruisce una superficie sviluppabile, si possono ottenere dei risultati molto diversi, a seconda della complessità e del grado di somiglianza delle due curve di bordo. È consigliabile che le curve siano le più semplici possibili e che abbiamo la stessa parametrizzazione.

La selezione di estremi diversi delle curve può dar luogo a risultati diversi. A volte è possibile combinare i diversi risultati per ottenere delle superfici sviluppabili migliori.

È possibile creare una superficie che si sviluppa con delle differenze di area e lunghezza delle linee di rigatura rispetto alla superficie 3D originale. È facile non accorgersi degli avvertimenti che Rhino tuttavia emette.

Rhino non dispone di nessun metodo particolare per rendere una superficie "più o meno" sviluppabile. Alcuni programmi dispongono di strumenti per rendere disponibili i ventagli di righe di riferimento che risultano utili, e sono in grado di produrre superfici più levigate. Dal momento che i metalli (in particolare, l'alluminio) sono in parte elastici, è possibile deviare in parte dalla corretta matematica della superficie sviluppabile e tuttavia ottenere una fasciatura soddisfacente. Alcuni costruttori che utilizzano superfici sviluppabili nei loro modelli espandono le piastre e quindi aggiungono sino ad 1 pollice di profondità cordale del raggio ai lati piatti delle sezioni per rendere le piastre "ordinate". Le piastre espanse si adattano alle sezioni modificate. Tuttavia, questo metodo non consente di determinare a priori quale sarà "l'impatto" nei modelli 3D.

Un possibile approccio al problema è utilizzare il comando AnalisiCurvatura per analizzare la curvatura Gaussiana come guida per la creazione delle superfici, anziché affidarsi al Loft con stile Sviluppabile. In Rhino, non esistono tuttavia dei metodi per espandere le superfici create in questo modo (a meno che "casualmente" non soddisfino i criteri necessari all'impiego del comando SviluppaSrf).

Individuazione e soluzione di problemi riguardanti lo sviluppo di superfici

Molti designer hanno la necessità di ricavare delle dime bidimensionali dai loro progetti tridimensionali. Le superfici tridimensionali sono analizzate usando lo strumento di analisi di curvatura Gaussiana e classificate in due tipologie: sviluppabili e non sviluppabili.

Le superfici sviluppabili forniscono un risultato bidimensionale esattamente uguale per estensione all'originale tridimensionale. Si tratta di superfici quali coni, tronchi di cono e cilindri.

Sfere ed altre superfici a doppia curvatura non possono essere "sviluppate" (ridotte a bidimensionali) in modo accurato senza un certo grado di deformazione, che comporta la conoscenza delle caratteristiche del materiale (grado di deformazione elastica, ecc).

Le superfici non sviluppabili hanno curvatura composita, ossia, in due direzioni. Spianare o sviluppare queste superfici comporta deformare il materiale per allungamento o compressione.

Il comando Curvatura mostra la curvatura della superficie nel punto dove si posiziona il puntatore del mouse. La superficie non sviluppabile è evidenziata da due archi, per descrivere la curvatura composita. Le superfici sviluppabili mostrano invece la curvatura con un solo arco ed una linea, a significare che la superficie è curva in una sola direzione.

Lo sviluppo o spianatura di superfici non sviluppabili si avvale dell'uso di matrici di trasformazione complesse, che tengono conto delle caratteristiche del materiale e forniscono in output un perimetro bidimensionale sul piano XY. Le specifiche del materiale (modulo elastico, ecc.) sono d'aiuto per determinare entità e direzione della deformazione necessaria a produrre il pezzo formato.

Immaginate di tagliare e piegare della carta. Una superficie sviluppabile può essere ottenuta piegando e/o arrotolando un foglio di carta. Chiaramente una sfera non può essere ottenuta con questo metodo. Usando una serie di pannelli sviluppabili (vari spicchi) e sviluppando pannello per pannello si può ottenerne un'approssimazione, ma non una vera sfera. In breve, se una superficie può essere costruita con un foglio di carta, essa viene considerata sviluppabile e Rhino sarà in grado di spianarla. Se, invece, per creare la forma 3D vi serve un foglio elastico, significa che essa non è sviluppabile e quindi il comando SviluppaSrf non funzionerà.

Il comando Smash genera uno sviluppo in 2D approssimato di superfici a curvatura composita. Questo comando si può usare quando si hanno dei tessuti che presentano una certa flessibilità ed elasticità.

Esegue la spianatura di mesh o superfici NURBS 3D non sviluppabili (curve in due direzioni) per ricavare sagome 2D.