Modelos 3D, stl, cnc ¿Qué son y para qué se usan?

Modelos 3D

Los modelos 3d no son ni más ni menos que una representación de un objeto físico. Es necesario un entorno virtual para visualizarlos como, por ejemplo, un ordenador. Cuando se habla de un modelo 3D, queremos referirnos a un objeto representado en 3 dimensiones, esto es largo, ancho y alto. Estas dimensiones como la mayoría ya sabrán se representan con en un sistema de coordenadas mediante (X,Y,Z). Para el almacenamiento de dichos modelos de forma eficiente se crearon lo que conocemos como “formatos de archivos 3D” orientados a describir de forma precisa las diferentes caraterísticas de los objetos virtuales. Entre los más comunes se encuentran “stl“, “ply”, “obj“, “3ds”, “fbx” y “vrml“, aunque la lista es bastante amplia.

Los formatos más empleados en la actualidad para impreción 3D y mecanizados son stl, obj. Para impresión 3D en varios colores vrml.

STL

Abreviatura del termino “STereoLithography”, es un formato de archivo muy extendido y casi todos los programas de prototipado, impresión 3D y CAM los soportan sin ningún problema.

STL describe la superficie de un objeto, sin información de color y es determinada por triángulos compuestos de 3 vértices y una dirección normal.

OBJ

Como el anterior se trata de un formato ,muy extendido. La mayoría de programas son capaces de abrirlo sin problemas.

OBJ representa los archivos 3d mediante polígonos.

CNC

CNC es el acrónimo de “computer (or computerized) numerical control”, lo que significa “control numérico por ordenador (o computarizado)” . Se trata de un término que solemos usar para referirnos a los “centros de mecanizado”. Dentro de los “centros de mecanizado” podemos encontrar diversos tipos con muchas posibilidades de mecanizado. Cada una de las direcciones en las que pueden moverse o girar se les llama “ejes”. Son maquinarias que suelen ser caras y complejas. También nos podemos encontrar con tornos CNC, cortadoras con hilo diamantado CNC (hilo robot),…

Donde conseguir modelos 3D

Una de las ventajas de los modelos 3D es la facilidad con la que se pueden replicar. Por ello y por la complejidad de los programas con los que se diseñan, normalmente nos encontramos con que la forma más rápida y económica de fabricar un producto es conseguir un modelo 3D. Esto es, mediante recursos ajenos, ya sea comprándolos o escaneándolos, pues seamos francos la mayoría de empresas no pueden permitirse tener un diseñador con esas capacidades…

¿Donde comprar archivos 3d: formatos, optimizaciones de los modelos y recomendaciones?

Precauciones a la hora de utilizar modelos 3D ajenos:

Problemas de la continuidad de la superficie, presentando agujeros donde el software (CAD-CAM) ignorará la superficie.

Backfaces (caras traseras): 

Cuando hablamos del formato STL comentamos que los triangulos que componen la superficie estaban formados por 3 vertices y una dirección normal, pues cuando esa dirección normal está orientada al contrario, se producen errores no deseados tales como que un mecanizado ignore dichos triángulos y realice un “agujero” en la talla. Este problema se tratará más adelante en un artículo propio.

Problemas de resolución o escaso detalle.

Texturas y detalles:

Otro error común en archivos descargados de internet es que la apariencia de los archivos con textura y color nos “engañan”. Porque tienen la apariencia de tener un detalle que realmente es solo visualizable en el ordenador . Este caso no ocurre en STL, pues no disponen de textura, lo que se ve es el resultado final.

Ojo con los renders:

Un render es una imagen recreada a partir de un modelo 3d. Se trata de una imagen estática creada a modo de presentación de un modelo. En ocasiones se usan texturas y mapas de desplazamiento, que mejoran el visualizado, pero que no es la geometría real del modelo:

Escultura león, situada en el palacio de los Córdova(Granada)
Observa con detalle la siguiente imagen. Esta corresponde al modelo real con su geometría. Extraída de un escaneado 3d.
escultura león, low poly con mapa normal
A continuación echa un vistazo a esta. ¿Te parecen la misma? Pues aunque parezca igual no lo es.

Observa en el visualizador anterior como si seleccionas matcap se ve sin detalle. Si por el contrario seleccionas matcap+superficie se verá como la segunda imagen.

Agujeros en la superficie o maya o aristas mal cerradas o soldadas

Watertight:

El término watertight hace referencia al estado correcto de un modelo 3D en cuanto a continuidad en la superficie, dicho modelo debe ser cerrado (sólido). Hay muchos tipos de errores en un modelo 3D que evitan que pueda ser impreso  y de difícil solución. Por consiguiente la “integridad” del modelo sólido es de vital importancia en impresión 3D.