Introdução à modelação 3D - Autodesk Inventor Luís Sousa

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1 Introdução à modelação 3D - Autodesk Inventor Luís Sousa Versão 1 Fevereiro de 2013

2 Índice 1 A Modelação em CAD3D O Ambiente de Trabalho Modelo 3D de um suporte para lápis Criar um Projeto em Autodesk Inventor Separador Sketch Construção da peça Corpo Base Construção da peça Caixa Construção da peça Tampa da Caixa Construção das peças Clips e Lápis Criação de conjuntos e subconjuntos Desenhos Criação de vistas Cotagem Cotas com tolerâncias Referências Pág. ii versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

3 Lista de Figuras Fig Modelo 3D em computador Fig Exemplo de um conjunto e de um desenho Fig Programa Autodesk Inventor Fig Exemplo da zona de menus Fig Breve descrição de um comando Fig Descrição detalhada de um comando Fig Exemplo de visualização Fig Comando New Fig Novo Projecto Fig Novo Ficheiro Standard (mm) Fig Comandos de desenho (Sketch) Fig Comando Move Fig Relaxamento de constrangimentos na translação Fig Indicação exata de valores por coordenadas Fig Comando Copy Fig Comando Rotate Fig Comando Scale Fig Comando Stretch Fig Comando Offset Fig Comando Trim Fig Comando Extend Fig Comando Split Fig Alteração de uma cota Fig Exemplos de constrangimentos geométricos Fig Padrão rectangular Fig Padrão circular Fig Espelho de entidades Fig Exemplo de geometria projetada no plano de sketch Fig Corpo Base Fig Retângulo inicial Fig Rodar visualização Fig Sketch lateral Fig Padrão rectangular no Sketch Fig Operação de Trim Fig Concluir o Sketch Fig Realizar o Extrude Fig Escolha do material da peça Fig Opções de visualização 3D Fig Construção de plano auxiliar Fig Sketch do furo Fig Furo em Cut Extrude Fig Padrão de furos Fig Chanfros na base Fig Caixa de polímero Fig Sketch de base Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. iii

4 Fig Fillet do fundo da caixa Fig Fillet paredes verticais Fig Comando Shell Fig Sketch no plano YZ Fig Sketch da divisória Fig Comando Rib Fig Comando Lip Fig Tampa da Caixa, configuração intermédia Fig Comando Lip Fig Sketch do Clips Fig Plano auxiliar Fig Sketch da secção do arame Fig Comando Sweep Fig Clips Fig Lápis Fig Hexágono extrudido Fig Sketch da ponta Fig Cut Revolve Fig Separador Assemble Fig Opções sobre uma peça no assembly Fig Inserção da Caixa Fig Inserção da Tampa da Caixa Fig Alinhamento das faces do rebordo Fig Alinhamento das faces laterais da caixa Fig Colocação final dos clips Fig Colocação do lápis no suporte Fig Ajuste da altura do lápis Fig Conjunto de secretária Fig. 4.1 Página de desenho, em branco Fig. 4.2 Caixa de diálogo da vista principal Fig. 4.3 Criação de várias vistas ortogonais Fig. 4.4 Quebra de alinhamento de vistas Fig. 4.5 Definição de vista auxiliar Fig. 4.6 Vista em corte Fig. 4.7 Vista de detalhe Fig. 4.8 Rodar vista de desenho Fig. 4.9 Recortar vista Fig Desenho de definição da peça Caixa Lista de Tabelas Tabela 1 - Tipos de ficheiros Tabela 2 - Formas de Visualização... 3 Tabela 3 Efeitos dos constrangimentos no comando Move Tabela 4 - Símbolos de relações geométricas Pág. iv versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

5 1 A Modelação em CAD3D A realidade é 3D! De facto, o nosso mundo é tridimensional, mesmo que, frequentemente, usemos modelos unidimensionais ou bidimensionais para apresentar determinados conceitos. Com o exemplo de uma simples folha de papel percebemos isso mesmo, pois a sua espessura é muito inferior comparada com as outras duas dimensões (comprimento e largura), o que nos leva a imaginá-la como bidimensional (2D), mas o seu peso existe e daí ser 3D. Salienta-se aqui que temos em Portugal uma extensa lista de livros, de autoria e edição nacional, sobre diversos produtos de CAD. Destaca-se a obra (Costa 2012) por ser sobre o Autodesk Inventor. Num computador, e no nosso cérebro, fazemos a interpretação do que é um modelo virtual, como na Fig. 1.1, onde se apresentam duas peças distintas em perspetiva. Fig Modelo 3D em computador. O exemplo da Fig. 1.1 serve para começar a sequência de construção de um modelo em Autodesk Inventor. De uma forma geral começamos por modelar peças individuais (part), que juntamos num conjunto (assembly), dos quais pretendemos obter os desenhos técnicos (drawings), Tabela 1. Podemos construir modelos a partir de subconjuntos e obter os desenhos de peças, de subconjuntos e de conjuntos. Tabela 1 - Tipos de ficheiros. Tipo de Ficheiro Designação original 2D/3D Tipo de Ficheiro Modelação de peças individuais 3D *.ipt Part Modelação de conjuntos/subconjuntos 3D *.iam de peças Assembly Obtenção dos desenhos de peças ou de 2D *.idw;*.dwg conjuntos/subconjuntos Drawing Apresentação/animação de movimento Presentation -- *.ipn Existem mais alguns tipos de ficheiros que podemos modelar e usar no Autodesk Inventor, mas por agora estes são os que nos interessam. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 1

6 Como exemplos (Fig. 1.2) apresentam-se um conjunto de duas peças e um desenho de uma delas. Nesta fase não são apresentados os detalhes, nem se pretende discutir se a representação é a mais adequada. Fig Exemplo de um conjunto e de um desenho. 2 O Ambiente de Trabalho O ambiente de trabalho do Autodesk Inventor 2013 tem o aspeto apresentado na Fig As cores e a dimensão das várias zonas do programa podem ser configuradas em Tools->Application Options. Zona de menús e barra de operações/comandos Árvore de operações do modelo Zona de informação Zona de modelação/desenho, incluindo a grelha e referencial (opções em Tools- >Application Options) Comandos rápidos de visualização: perspectiva, navegação em órbita, factor de ampliação Fig Programa Autodesk Inventor A zona de menus segue a disposição habitual nas versões dos programas do ambiente Windows 7 (Fig. 2.2). Na parte superior dispõe, por exemplo, os comandos essenciais mais usados com ficheiros ( ) operações de desfazer e refazer ( ). Abaixo ficam os comandos agrupados por separadores (tabs, no exemplo mostra-se o separador Model), e por sua vez divididos em grupos de comandos afins (no exemplo os grupos de Sketch, Create, Modify, ) os quais se adaptam ao ficheiro de trabalho atual, sendo por isso diferentes para peças, conjuntos ou desenhos. Dependendo da resolução disponível no monitor, os ícones de cada comando podem ter ( ) ou não ( )o nome indicado. Fig Exemplo da zona de menus. Pág. 2 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

7 Ao passar sobre um comando é apresentada uma breve descrição do mesmo (Fig. 2.3). Se esperar uns segundos aparece uma descrição mais detalhada (Fig. 2.4), que após mais alguns segundos surge uma animação desse comando. Pressionando F1 obtém-se a ajuda completa do comando. Introdução à modelação 3D usando Autodesk Inventor 2013 Fig Breve descrição de um comando. O conjunto de comandos de visualização, só por si, justifica a explicação seguinte (Tabela 2). De facto é muito útil a existência de várias opções rápidas de alterar a posição de visualização com o cubo de visualização (view cube, ), a roda de navegação (navigation wheel, ), o painel ( ), o rato ou algumas teclas. Fig Descrição detalhada de um comando. Fig Exemplo de visualização. Tabela 2 - Formas de Visualização. Operação Ícone gráfico Ação do utilizador Rotação 3D para a perspetiva sobre os planos comuns ao vértice indicado no ViewCube Indicar sobre o vértice do cubo de visualização. Ao manter o botão esquerdo pressionado a rotação é dinâmica para a posição pretendida. Rotação 3D para visualização perpendicular ao plano indicado Conjunto de operações usando o volante de navegação (navigation wheel) Deslocamento da imagem (pan) = MiddleButton Lente de ampliação (zoom) = MouseWheel Rotação em órbita (orbit) = Shift+MiddleButton Visualização perpendicular à face que estiver selecionada A visualização roda de forma ao plano indicado ficar coincidente com o plano do écran. Neste exemplo ficaria: Escolher a operação no volante e manter pressionado o botão esquerdo. É possível configurar o volante de navegação ( ). Ao escolher uma opção é possível modificar a visualização. Esta barra é configurável para conter outros comandos, a partir do pequeno botão. 3 Modelo 3D de um suporte para lápis Para este exemplo vamos modelar um suporte de secretária para lápis e esferográficas. Este modelo pretende exemplificar a forma de construção de um modelo relativamente simples, mas que, simultaneamente mostre a utilização de várias ferramentas do programa. Os conceitos aqui apresentados são válidos para outros programas de CAD3D, variando os comandos e a forma de os executar. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 3

8 3.1 Criar um Projeto em Autodesk Inventor Existem várias formas de trabalhar com os ficheiros, umas mais fáceis e organizadas que outras. Se um determinado conjunto tiver poucas peças, será relativamente fácil ao utilizador entender-se com os ficheiros envolvidos nesse conjunto, aqui designados por ficheiros de um projeto. Para projetos mais complexos, contendo centenas peças, subconjuntos e desenhos, é bom ter uma certa organização, até porque poderão haver várias pessoas a manipular ficheiros do mesmo projeto. Começamos assim por criar um projeto (project) em Autodesk Inventor, a partir do comando New (, Fig. 3.1), e pressionando o botão Projects. Escolhendo um novo projeto de utilizador único (New Single User Project, Fig. 3.2 a)) damos um nome ao mesmo (neste caso PencilSupport) e podemos indicar a pasta (folder) onde os ficheiros devem ser gravados (caso a pasta não exista é apresentada a caixa de diálogo Fig. 3.2 b)). a) Fig Comando New. b) Fig Novo Projecto. Em seguida escolhemos o tipo de novo ficheiro que pretendemos inicializar (neste caso uma peça Standard (mm), dentro do separador Metric), seguido do botão OK (Fig. 3.3). Aparece em seguida o espaço de trabalho com o separador Sketch ativo (Fig. 3.4). Fig Novo Ficheiro Standard (mm). Fig Comandos de desenho (Sketch). Pág. 4 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

9 3.2 Separador Sketch Antes de desenharmos algo descrevem-se, resumidamente, alguns dos comandos agrupados no separador Sketch. É importante notar que estes comandos aplicam-se, exclusivamente, a esboços 2D no plano de trabalho ativo, não se podendo confundir com outros com o mesmo nome que executam operações no modelo 3D. Entidades de Desenho Line-desenha uma linha entre dois pontos: as coordenadas são apresentadas dinamicamente, na forma cartesiana ou polar. Point-desenha um ponto para referência Circle-desenha uma circunferência centro+raio tangente a 3 entidades Arc-desenha um arco de circunferência: 3 pontos centro+2 pontos tangente a linha/arco+2º ponto Rectangledesenha um rectângulo: 2 pontos 3 pontos Polygon-desenha um polígono regular inscrito ou circunscrito a uma circunferência Spline-desenha uma curva de interpolação spline Pontos de controlo (spline) ligação (bridge curve) Equation Curve- desenha uma curva paramétrica, y(t) e x(t), entre t min t t max Ellipse-desenha uma elipse, dando o centro e os dois semi-eixos Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 5

10 Fillet-traça um arco de concordância entre duas entidades, com um determinado raio. Chamfer-traça um chanfro entre duas entidades, a distâncias (ou ângulo) especificados, tendo em conta a sua interseção virtual. Text-insere um texto no desenho. O texto poderá ser usado para gravações no modelo 3D. Texto dentro de uma caixa Texto acompanha entidade (linha ou arco) Modificação Move-desloca o conjunto de objetos selecionado ( ), indicando um ponto base ( Base Point) e um ponto destino, ver Fig Podem ser selecionados vários objetos para a mesma operação (botão select), exceto se estiver ativada a opção Optimize for Single Selection( ), em que após uma seleção de objetos (que pode ser por indicação direta ou por janela) se passa de imediato à indicação do ponto base. Dependendo da existência de constrangimentos dimensionais ou geométricos, surge a mensagem da Fig. 3.6 e o resultado difere, conforme se pode observar na Tabela 3. A ativação de Precise Input ( ) permite a indicação exata, por coordenadas, dos valores numa caixa de diálogo (Fig. 3.7). Fig Comando Move. Fig Relaxamento de constrangimentos na translação. Fig Indicação exata de valores por coordenadas. Tabela 3 Efeitos dos constrangimentos no comando Move. Translação com o constrangimento de tangência removido (respondendo Yes na Fig. 3.6). Idem da figura à esquerda, mas com opção de cópia (Copy). Pág. 6 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

11 Com constrangimento geométrico ( ). Note-se que com o deslocamento do centro (Base Point), o diâmetro da circunferência varia para poder respeitar o constrangimento de tangência. Com constrangimento geométrico ( ) e dimensional (φ=10mm). O deslocamento do centro da circunferência implica a alteração da linha de forma a respeitar a tangência e a cota. Copy realiza uma ou mais cópias dos objetos selecionados (Fig. 3.8). O vetor do deslocamento de cada cópia é definido pelo ponto base e pelo ponto indicado em cada cópia. A opção Clipboard[Ctrl-C] permite guardar no clipboard do Autodesk Inventor os objetos para posterior inserção num sketch. Fig Comando Copy. Rotate realiza a rotação dos objetos selecionados (Fig. 3.9), em torno de um dado ponto (Center Point), de um determinado valor angular (Angle), indicado numericamente ou dinamicamente no desenho. Fig Comando Rotate. Scale realiza a ampliação/redução dos objetos selecionados (Fig. 3.10), em torno de um dado ponto (Base Point), de um determinado fator de escala (Scale Factor), indicado numericamente ou dinamicamente no desenho. Fig Comando Scale. Stretch deforma parte dos objetos selecionados por janela (aberta da direita para a esquerda, ver Fig à esquerda Fig. 3.10), a partir de um dado ponto (Base Point, neste exemplo o canto inferior direito do retângulo), que é deslocado dinamicamente no desenho (ver Fig à direita Fig. 3.10). Fig Comando Stretch. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 7

12 Offset Constrói paralelas dos objetos selecionados (Fig. 3.12), a uma determinada distância dos originais. O valor pode ser dado dinamicamente e posteriormente fixado por uma cota. Fig Comando Offset. Trim Corta parte de um objeto delimitado por outros mais próximos (Fig à esquerda). É possível definir (usando a tecla CTRL) os objetos que delimitam a fronteira cortante (Fig à direita). A parte a cortar é indicada a ponteado. Fig Comando Trim. Extend Prolonga parte de um objeto até outros mais próximos (Fig. 3.14). É possível definir (usando a tecla CTRL) os objetos que formam a fronteira. A parte a prolongar é salientada a grosso. Fig Comando Extend. Split Quebra um objeto por outros que lhe estejam mais próximos (Fig. 3.15). Os pontos de quebra são assinalados. O objeto original fica dividido pelos pontos de quebra. Fig Comando Split. Constrangimentos: podem ser dados através de cotas (Dimension) ou relações geométricas Dimension: Comando único de Cotagem do sketch. Consoante o objeto selecionado assim a cota conveniente é inserida. Note-se que se uma dada cota for redundante, aparece uma caixa de aviso e a cota é colocada entre parêntesis. Para editar uma cota fazer duplo clique sobre a mesma, aparecendo a janela Edit Dimension. Pode se ver na Fig. 3.16, que cada cota tem um identificador (no exemplo d35 ), o qual pode ser usado numa relação de cotas (por exemplo d27/2, ou seja a cota em questão será metade da medida correspondente à cota d27 ). Note-se também que as cotas indicadas são uma aproximação do valor guardado pelo Inventor, dependendo do número de decimais a mostrar (definidas em Tools- >Document Settings, separador Units, neste exemplo as cotas são mostradas arredondadas à unidade mm ). Fig Alteração de uma cota. Pág. 8 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

13 Auto Dimension: permite cotar automaticamente um sketch. Pode ser útil em pequenos sketches, mas tende a ficar demasiado confuso em sketches complexos. As relações geométricas entre entidades são assinaladas por um conjunto de símbolos (ver Tabela 4). Para mostrar as relações geométricas no sketch pressionar o botão Show Constraints( ). De notar que, mostrar todos as relações geométricas pode reduzir a clareza do sketch (Fig. 3.17). Tabela 4 - Símbolos de relações geométricas. Relação Geométrica Coincidência Paralelismo Tangência Colinearidade Perpendicularidade Suavidade Concentricidade Horizontal Vertical Simetria Igualdade Fixo Fig Exemplos de constrangimentos geométricos. Padrões: permitem realizar cópias em espelho, em padrão retangular e circular Rectangular Pattern: cópias segundo um padrão retangular com distâncias entre linhas e colunas definidas pelo utilizador. No exemplo junto foi usada a direção horizontal de uma linha de construção (a ponteado) e uma das arestas do retângulo exterior como direção vertical (Fig. 3.18). Fig Padrão rectangular. Circular Pattern: cópias segundo um padrão circular com distâncias angulares ou números de elementos definidos pelo utilizador (Fig. 3.19). Fig Padrão circular. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 9

14 Mirror: faz a cópia em espelho de um conjunto de entidades. É necessário indicar a linha de espelho (Mirror Line) em separado (Fig. 3.20). Fig Espelho de entidades. Project Geometry: Este comando permite projetar, sobre o atual plano do sketch, arestas, eixos, linhas de contorno de outra parte da peça (ou mesmo de outra peça do conjunto). Na Fig pode-se ver a projeção do furo, na face em rampa, sobre o plano de trabalho na face posterior da peça (plano do sketch). Fig Exemplo de geometria projetada no plano de sketch Finish Sketch: finaliza o sketch atual, permitindo a realização de outras operações 2D (novo sketch) ou 3D. 3.3 Construção da peça Corpo Base Vamos modelar uma peça de madeira com o aspeto da Fig Iniciamos o sketch com o retângulo 200x120mm da Fig Note que as dimensões de 100mm e de 60mm foram dadas, respetivamente, como metade das anteriores. Fechar o sketch e fazer o Extrude de 6mm. Fig Corpo Base. Fig Retângulo inicial. Como a peça irá rodar para a vertical, usar o Cube View para a base ficar alinhada com a horizontal Fig Rodar visualização. Pág. 10 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

15 Construir o sketch com as dimensões apresentadas. A linha de construção (paralela à rampa, a ponteado) serve apenas para colocação do centro da circunferência. Introdução à modelação 3D usando Autodesk Inventor 2013 Fazer a cópia em padrão conforme indicado. Não esquecer de desativar a opção Associative, caso contrário não será possível realizar as operações seguintes (Trim) da forma pretendida. Fig Sketch lateral Fazer o Trim: Em primeiro lugar, cortar os troços dos quatro círculos. Fig Padrão rectangular no Sketch Fig Operação de Trim. De seguida apagar as partes das circunferências que não nos interessam. Fechar o Sketch. Fig Concluir o Sketch. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 11

16 Fazer o Extrude de 100mm. Fig Realizar o Extrude. Opções de Visualização No exemplo desta peça foi escolhido material Wood (Maple), diretamente disponível no topo da janela do Autodesk Inventor. Fig Escolha do material da peça. Existem várias opções para a visualização das peças e conjuntos. Apenas como exemplo apresentam-se de seguida as mais relevantes, sendo que, por questões de clareza da imagem se adota a visualização Shaded With Edges. Pág. 12 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

17 Fig Opções de visualização 3D. Construção dos furos para a colocação de lápis e esferográficas. Necessitamos de um plano de trabalho paralelo à base a uma altura superior à da peça. Começamos por selecionar o plano superior da base, e no separador Model escolher Plane-> Offset from Plane (plano paralelo a uma face) à distância de 55mm (). Fig Construção de plano auxiliar. Clicar em para desenhar sobre o plano criado (designado na árvore por Work Plane1). Desenhar uma circunferência com diâmetro 14mm e de centro posicionado como mostra a Fig Terminar o sketch. Fig Sketch do furo. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 13

18 Criar um furo circular com a profundidade de 70mm, Fig Note que se tem de selecionar a operação Cut na caixa de diálogo Extrude. Fig Furo em Cut Extrude. Realizar o padrão retangular (agora como operação 3D, não no sketch). Selecionar a Feature Furo (na peça ou na árvore de operações, ver figura). Indicar a direção pela aresta superior da rampa (ter em atenção a necessidade de trocar o sentido ). Alterar o número de elementos para 4 e o espaçamento Fig Padrão de furos. para 23.25mm. Nota: Ao selecionar as operações (botão Features), mantendo pressionada tecla CTRL, pode remover features da seleção. Fazer dois chanfros nos cantos da base. Provavelmente haverá necessidade de fazer zoom sobre as pequenas arestas verticais, o que poderá ser feito com a roda do rato. Fig Chanfros na base. A peça está concluída, e será guardada para o conjunto final (relembrar de gravar frequentemente o trabalho). Pág. 14 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

19 3.4 Construção da peça Caixa Vamos agora construir o modelo de uma pequena caixa plástica (polímero) para guardar uma borracha e alguns clips (Fig. 3.37). O exemplo servirá para mostrar o uso de mais algumas ferramentas de modelação 3D. Novamente criar um novo documento do tipo part. Fig Caixa de polímero. Começamos por desenhar um retângulo de 60x40mm, centrado na origem (Fig. 3.38). Note-se que as cotas das medidas de centragem foram dadas com referência aos identificadores das medidas do retângulo (no exemplo a medida d3 será alterada para d0/2 em que d0 é a dimensão de 60mm). Fig Sketch de base. Após a extrusão faz-se o boleado (fillet) das 4 arestas da base inferior da peça com r=4mm. Para acelerar a seleção das arestas pode-se usar a opção Loop do comando Fillet (Fig. 3.39). Fig Fillet do fundo da caixa. Segue-se novo Fillet (com r=10mm, Fig. 3.40) agora das arestas verticais da caixa (com Select mode = Edge). Fig Fillet paredes verticais. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 15

20 Escavar o interior da peça com o comando Shell, espessura de 2mm (Thickness), indicando em Remove Faces a face superior da peça (Fig. 3.41). Esta face será apagada da peça, caso contrário a peça ficaria como uma casca fechada oca. Fig Comando Shell. Sobre o plano YZ (selecionar na árvore, dentro da pasta Origin, ver Fig. 3.42) criar um sketch. Aqui pode ser útil alterar a representação do modelo para wireframe. Fig Sketch no plano YZ. Desenhar uma linha horizontal que fique a flutuar no interior da caixa, a 30mm da face interior da base (Fig. 3.43). Esta linha será usada para criar uma nervura (rib) de reforço da peça, que servirá também como divisória da caixa. No comando Rib (Fig. 3.44) especificar 2mm de espessura simétrica ( ), bem como a opção Parallel to Sketch Plane ( ). Note-se que o comando Rib faz o prolongamento automático da linha de sketch até às paredes da caixa, e o enchimento da nervura no sentido do fundo da peça (no sentido contrário tal não seria possível). Fig Sketch da divisória. Pág. 16 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

21 Fig Comando Rib. Para finalizar a peça vamos criar um rebordo (lip) para o encaixe da tampa da caixa (próxima peça). O comando Lip permite especificar a saliência (lip ) ou o rebaixo (groove ). Nesta peça fazemos o rebaixo, indicando a aresta interior da face superior da peça como Path Edges ( ), e essa mesma face como Guide Face ( ). No separador Groove indicamos as dimensões dadas na Fig Construção da peça Tampa da Caixa Para esta peça começa-se por realizar as mesmas operações da peça Caixa desde a Fig até à Fig. 3.41, com exceção da altura da extrusão que é agora de 20mm. Nesta altura a peça tem a configuração da Fig Fig Comando Lip. Fig Tampa da Caixa, configuração intermédia. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 17

22 Segue-se a inserção do rebordo (lip). Os passos a dar são equivalentes aos da peça Caixa com as dimensões da Fig Fig Comando Lip. 3.6 Construção das peças Clips e Lápis As duas peças servirão como exemplos de novos comandos. Como são peças muito simples a sua construção é acelerada. Criar um Sketch como o da Fig Depois cortar as partes que não interessam com o comando Trim. Terminar o Sketch. Construir um plano auxiliar (Work Plane 1), paralelo ao plano XZ e passando pelo final do arame do clips (Fig. 3.49). Fig Sketch do Clips. Nesse plano desenhar a secção do arame (circunferência com diâmetro de 0.75mm). É conveniente orientar a visualização de forma a conseguirmos perceber onde queremos desenhar a circunferência (Fig. 3.50). Terminar o Sketch. Usar o comando Sweep (ver Fig. 3.51), tendo a circunferência como Profile e o Sketch do arame como Path. Fig Plano auxiliar. Fig Sketch da secção do arame. Pág. 18 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

23 Escolhendo o material Chrome obtemos com a visualização Realistic a Fig Fig Clips. Fig Comando Sweep. O Lápis consiste na extrusão de um hexágono (usando o comando Polygon no Sketch, adiante na Fig. 3.54). Após alguns efeitos, pode-se facilmente chegar ao resultado da Fig Segue-se um corte na ponta para simular o lápis afiado. Fig Lápis. Este corte é feito usando um sketch no plano YZ (é preferível alterar o modo de visualização para wireframe, ver Fig. 3.55). Note-se a linha de eixo no Sketch, usada depois como eixo (Axis) no comando Revolve (Fig. 3.56). Fig Hexágono extrudido. Fig Sketch da ponta. Fig Cut Revolve. 3.7 Criação de conjuntos e subconjuntos Em geral, a montagem de componentes num conjunto (assembly) pode ser entendido como a montagem de um brinquedo às peças. Estas vão sendo ligadas umas às outras por relações, por exemplo, de encosto de arestas ou superfícies, concentricidade de elementos axissimétricos, etc.. Nesta seção vamos criar um pequeno subconjunto de 4 peças: Caixa, Tampa da Caixa, 2 Clips, o qual será posteriormente colocado no conjunto completo de secretária. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 19

24 Criamos um novo documento (New), do tipo Assembly ( comandos necessários para a montagem de peças (Fig. 3.57). ). O separador Assemble contém os Fig Separador Assemble. No comando Place ( ) vamos inserir a peça Caixa (Fig. 3.59). Note-se que na árvore de operações temos o conjunto ( ) e a peça ( ). De seguida inserimos a peça Tampa da Caixa (Fig. 3.60). Note-se a diferença dos símbolos da Tampa da Caixa e da Caixa (peça inicial fixa (Grounded) no referencial. Se tentarmos arrastar a peça Caixa não o conseguimos uma vez que se encontra fixa, ao contrário do que sucede com a Tampa da Caixa que pode flutuar no referencial. Pode-se alterar o estado das peças, com o botão direito sobre a peça (ou sobre o nome da peça na árvore) e ativando/desativando o estado Grounded. Note-se também que ao fazer clique com o botão direito sobre uma peça temos diversas opões que facilitam o seu posicionamento (Fig. 3.58). Fig Opções sobre uma peça no assembly. Fig Inserção da Caixa. Fig Inserção da Tampa da Caixa. Alinhamento das faces laterais das peças (comando ): 1. Selecionar as faces indicadas (Fig. 3.61) e fazer Apply (é preferível fazer zoom para ter a certeza das faces selecionadas serem as indicadas). 2. Repetir o processo para as outras duas faces laterais (poderá ter de alternar entre o alinhamento e o anti alinhamento ), de acordo com a Fig Após dar Ok note que já não é possível arrastar qualquer das peças (uma porque está fixa, a outras porque está completamente constrangida com a primeira). Grave este conjunto com nome Caixa. Pág. 20 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

25 Fig Alinhamento das faces do rebordo. Fig Alinhamento das faces laterais da caixa. De seguida inserimos três clips, que posicionamos dentro da caixa sem nenhum critério especial, apenas movendo os clips com o rato para o interior de um dos compartimentos da caixa e dando um constrangimento de tangência do clip com a face interior da caixa. Uma vez que a tampa oculta o interior da caixa desativamos a propriedade Visibility (ver Fig. 3.58, note a alteração de cor no símbolo na árvore). Para um aspeto mais realista damos uma relação de tangência entre os outros dois clips e depois entre um deles e a face interior da caixa (Fig. 3.63). Pode ajudar em algumas situações fixar, mesmo que temporariamente, algumas das peças. Fig Colocação final dos clips. De seguida criamos um novo Assembly onde inserimos a peça CorpoBase, e de seguida inserimos 3 Lápis. Os lápis são alinhados com os furos através de uma relação designada insert (Fig. 3.64). Uma vez que o lápis ficará a furar a base da peça CorpoBase, devemos ajustar a altura com uma cota (neste caso -15mm, Fig. 3.65). Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 21

26 Fig Colocação do lápis no suporte. Fig Ajuste da altura do lápis. Finalmente, inserimos o subconjunto Caixa e alinhamos a face inferior da Caixa com a face da peça CorpoBase (Fig. 3.66). Apenas para maior clareza foram modificados os materiais das peças da Caixa para vidro, permitindo à transparência a visualização dos clips. Fig Conjunto de secretária. Pág. 22 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

27 4 Desenhos Introdução à modelação 3D usando Autodesk Inventor 2013 No desenho técnico, como linguagem de comunicação, continua a ser fundamental a obtenção de desenhos. Os programas de CAD3D contêm ferramentas suficientes para a criação e manipulação dos desenhos, a 2D. Antigamente um dos problemas morosos dos gabinetes de engenharia era a revisão e alterações dos desenhos, pois sempre que um conjunto de peças, ou uma peça individual, era alterado o(s) correspondente(s) desenho(s) deveria refletir essas alterações. Como já vimos anteriormente os modelos das peças e dos conjuntos são paramétricos, e o mesmo acontece com os desenhos, assim as alterações são refletidas de forma imediata nos desenhos com uma breve necessidade de intervenção do utilizador, como veremos de seguida. Na Fig. 4.1 temos o aspeto inicial de um desenho em Inventor. 4.1 Criação de vistas Fig. 4.1 Página de desenho, em branco. A barra de comandos para a criação de vistas na folha de desenho é composta por vários comandos, exemplificados a seguir. Criação de vistas no desenho A vista principal ( ) serve como referência para as seguintes vistas ou alçados. Na janela de definição (Fig. 4.2) podemos escolher o ficheiro (peça ou conjunto, File), a orientação correspondente, a escala, a visualização (com ou sem arestas invisíveis, ou modo sombreado). O sistema de projeção é definido no template (neste exemplo o sistema europeu, ) Ao inserir a vista principal, podemos criar também diversas projeções (uma por cada clique), quer ortogonais, quer isométricas, bastando deslocar o rato para um dos lados Fig. 4.2 Caixa de diálogo da vista principal. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 23

28 (alçados laterais), na vertical (a planta ou a vista de baixo), em diagonal (uma das possíveis vistas isométricas). No fim de termos as vistas desejadas, fazemos clique com o botão direito do rato e selecionamos a opção Create, Fig É importante referir que as vistas mantêm o alinhamento com que foram criadas. Por exemplo um alçado lateral apenas se pode mover na horizontal, enquanto a planta apenas se pode mover na vertical. Desta forma, a correspondência de vistas fica assegurada. Contudo, é normal e conveniente em muitos casos, movimentar livremente uma vista na folha de desenho, bastando para isso quebrar o alinhamento com o comando Break-Alignment (Fig. 4.4). Vista Auxiliar ( ) é conveniente quando certa zona da peça fica oblíqua relativamente aos planos de projeção. É o caso do olhal da peça deste exemplo. Temos de indicar a direção de observação, neste exemplo a aresta de interseção do olhal com a base, para obter primeiramente a vista auxiliar A, e depois, pelo mesmo processo, obter a vista auxiliar B, Fig Note que a vista ficou deitada, o que será corrigido adiante (ver Fig. 4.8). Fig. 4.3 Criação de várias vistas ortogonais. Fig. 4.4 Quebra de alinhamento de vistas. Fig. 4.5 Definição de vista auxiliar. A vista em corte ( ) é fundamental para mostrar com clareza as zonas ocultas das peças. Devemos criar uma linha que atravesse uma das vistas, e, desta forma, definimos o plano de corte perpendicular à projeção. No exemplo da Fig. 4.6, a linha de definição do plano de corte é a diagonal da base da peça. O padrão do tracejado de corte pode ser modificado fazendo duplo clique sobre o mesmo. Fig. 4.6 Vista em corte. Vista de detalhe ( ) serve para ampliar uma zona da peça, mostrando esse pormenor a uma escala que permita melhor visualização. Após o aparecimento da janela Detail View, marcamos na vista o ponto central, em volta do qual será efetuada a vista de detalhe, Fig Pág. 24 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa

29 Fig. 4.7 Vista de detalhe. Para rodar uma vista de desenho, basta selecionar a vista, e, com o botão direito, escolher a opção Rotate. Na caixa de diálogo indicamos o ângulo e o sentido da rotação, Fig De seguida pretende-se recortar a vista de forma a eliminar a parte inferior de mesma, uma vez que esta se encontra oblíqua nesta projeção. Isto é feito com o Fig. 4.8 Rodar vista de desenho. comando Crop ( ). Em primeiro lugar, desenha-se uma spline (ou outra curva fechada) em volta do que se pretende recortar, ver Fig. 4.9 à esquerda. Depois usa-se o comando Crop para obter o resultado pretendido, Fig. 4.9 à direita. Fig. 4.9 Recortar vista. 4.2 Cotagem A caixa de diálogo Edit Dimension, no separador Precision and Tolerance, apresenta-nos o valor real da cota e o valor que será mostrado no desenho. Este exemplo mostra que a medida indicada (228, ) será arredondada para 228,80, de acordo com a precisão das unidades de base (indicada em Precision Primary Unit). Faz-se aqui uma chamada de atenção especial, porque isto significa que quando executámos o modelo 3D, por distração ou por desleixo, deixámos a medida de 228, (se imaginarmos que a parte inteira corresponde a milímetros, a parte fracionária com oito decimais significa uma medida da ordem de uma molécula orgânica, nada compatível com as dimensões de uma peça a fabricar numa oficina). Ainda assim a precisão de duas decimais significa centésimos de milímetro ao alcance de uma oficina de precisão. Quer-se com isto concluir da falta de cuidado na construção do modelo 3D, onde devemos indicar as medidas logo de acordo com a precisão que pretendemos no fabrico. Note-se também que na construção do modelo 3D dá o mesmo trabalho fazer ou não as coisas bem feitas, e evitamos assim ter de forçar a correção na cotagem. Luís Sousa versão Fevereiro de 2013 Pág. 25

30 4.2.1 Cotas com tolerâncias As tolerâncias de uma cota significam os desvios relativamente aos valores teóricos de um modelo de precisão infinita. Como numa peça de construção não conseguimos ter essa precisão infinita, o projetista deve indicar os desvios admissíveis da mesma (sobre cotas com tolerâncias consultar (Silva et al. 2011) Usando as várias opções acima mencionadas podemos obter o desenho 2D da peça Caixa, Fig Fig Desenho de definição da peça Caixa. 5 Referências Costa, A. (2012). Autodesk Inventor Curso Completo, FCA. Silva, A., J. Dias, C. Tavares Ribeiro and L. Sousa (2011). Desenho Técnico Moderno. Lisboa, Lidel -edições técnicas, Lda. Pág. 26 versão 1 - Fevereiro 2013 Luís Sousa