AutoCAD ile modelleme

AutoCAD`de otomobil jantının 3 boyutlu modellenmesi
Temel Bilgiler
Bu doküman  AutoCAD`de 3 boyutlu modelleme nasıl yapılır? sorusuna kısa bir cevap ve AutoCAD`in Solid Modeling (Katı Cisim Modelleme) özelliklerini tanıtmak için hazırlanmıştır.
Versiyon belirtmiyoruz. Çünkü, bu dokümanda kullanacağımız komutlar, AutoCAD R14`den AutoCAD 2004`e kadar tüm versiyonlarda geçerlidir.
3 Boyutlu Modelleme`de kullanılabilecek birkaç yöntem vardır. Bunlar:
Solid Modeling (Katı Cisim Modelleme): Küre, silindir, kutu, koni, gibi cisimleri ve bir çizginin bir eksen etrafında dönmesi ya da bir eksen boyunca derinlik kazanması gibi teknikleri kullanılarak yapılır. Modeli oluşturmak için cisim en kaba haliyle saydığımız parçalara bölünmeye çalışılır. Kesilecek, biçilecek yerleri varsa  Boolean operatörleri (mantıksal operatörler) yardımıyla işlemler yapılır. Boolean operatörleri iki cismin arakesitini alma, iki cismi tek cisim halinde birleştirme veya bir cismin diğerinden farkını almaktan başka bir işe yaramazlar.
Az sonra modellemeye başlayacağımız otomobil jantını bu tekniği kullanarak modelleyeceğiz.
Surface Modeling(Yüzey Modelleme) : Bu teknikte çizgiler çokça kullanılır. Örneğin 4 kenarını bildiğimiz bir yüzey oluşturmak için, bu 4 kenarı çizeriz ve 4 kenardan yüzey oluşturma komutu olan  Edgesurf `ü kullanarak yüzeyimizi oluştururuz. Bu komutu bu dokümanda herhangi bir şey yapmak için kullanmayacağız. Sadece faydalı bir komut olduğunu bilmeniz yeterli. Ayrıntılı bilgi için AutoCAD`in yardım dosyasına bakabilirsiniz.
Wireframe Modeling (Tel Kafes Modelleme) : Elektrik tesisatları, elektronik devreler ya da boru tesisatlarında kullanılabilecek bir modelleme tekniğidir. Sadece çizgiden oluşur. 3D Polyline komutunun hakimliğinde kullanılır. Komutu jant modelini hazırlarken kullanacağımız için, nasıl kullanılacağını aşağıda anlatacağız.
Az sonra jantı modellemeye başlayacağız. Bu jant yüzey modelleme tekniğiyle de modellenebilirdi. Peki biz niye katı cisim modellemeyi seçtik?
Cevabı basit: Katı Cisim Modelleme`de modellediğimiz cisimlere ağırlık, sertlik gibi özellikler atayabiliyoruz. Ayrıca bu cisimlerin mühendislik analizlerini (sertlik, gerilme vb) AutoCAD kullanarak yapabiliyoruz ama bunlar başka bir dokümanın konusu.
Biz yavaş yavaş jantımızı modellemeye başlayalım. Gerçi modelleyeceğimiz jant otomobillere takılabilecek bir jant olmayacak, ama bizi 3 Boyutlu modelleme hakkında fikir ve bilgi sahibi yapacak.
Komutlar
AutoCAD`de 3 Boyutlu modelleme yapacaksak, en azından aşağıdaki komutları kullanabilmeliyiz.
Circle: Çember çizmek için kullandığımız komut. Varsayılan olarak, önce merkez koordinatını, sonra da çemberin yarıçapını parametre olarak alır ve çemberi çizer.
3Dpoly: 3 Boyutlu koordinat düzleminde çizim yapmaya yarar. Polyline (pline)`dan farklı olarak Z ekseni koordinatlarını da kabul eder. Örneğin Pline`da A(1;5;2) ve B(10;7;6) arasında bir çizgi oluşturamayız; 3Dpoly`de oluştururuz.
Trim: Çizgileri kesmeye yarar. Önce makas olarak kullanılacak çizgiyi ya da çizgileri, sonra da kesilecek çizgiyi ya da çizgileri parametre olarak alır.
Mirror: Seçtiğimiz cismin belirlediğimiz eksene göre simetrisini alır. Bu işlemi orijinal cismi silerek ya da yerinde bırakarak yapabilir.
Mirror3D: Seçtiğimiz cismin belirlediğimiz düzleme göre simetrisini alır. Düzlemi 3 adet nokta girerek veya seçerek, ya da düzlemin kendisini seçerek belirleyebiliriz.
Array: Seçtiğimiz cismin çoklu ve hizalı kopyalarını oluşturmaya yarar. Array komutuyla kopyaları dikdörtgensel veya dairesel oluşturabiliriz.
Fillet: İki çizgiyi yarıçapını belirlediğimiz yay ile birleştirmeye yarar. Biz fillet`ı hem bu amaç için hem de jant kollarının kenarlarını yumuşatmak için kullanacağız.
Cylinder: Merkez koordinatı, yarıçap ve yükseklik parametreleriyle silindir çizer.
Revsurf: Revolve surface,  Yüzeyi etrafında döndürmek anlamına gelir. Oluşturduğumuz profili bir eksen etrafında belirlediğimiz açı kadar döndürerek katı cisim oluşturmayı sağlar. Parametre olarak Profil, eksen, yön (saat yönü veya tersi) ve açı alır.
Surftab1: Oluşturulacak yüzeyin, profile paralel bölme sayısını belirler.
Surftab2: Oluşturulacak yüzeyin, profile dik bölme sayısını belirler.
Interfere: İki katı cisim kesişiyorsa arakesitlerini bulur ve isteğimize bağlı olarak, oluşturur.
Subtract: İki katı cismin biri birinden farkını alır. Önce parça çıkaracağımız cismi, sonra parçadan çıkaracağımız cismi seçeriz. Cisimlerin kesişmesi gerekir.
AutoCAD arabirimini 3 Boyutlu modelleme için hazırlayalım
Bunun için:
Menüden View>> Viewports>> New Viewports yolunu izleyin. (Viewport,  Bakış Yönü dür)
Açılan diyalog kutusunda, soldaki listede bakış yönü tipleri görüntülenmektedir.

Şekil 1 Bakış Yönleri diyalog kutusu

 Standart Viewports listesinden  Two:Vertical ,  Setup listesinden de  3D seçeneğini seçin.
Şimdi de işimizi hızlandıracak ve kolaylaştıracak araç çubuklarını ekleyelim.
Menüden View >>Toolbars yolunu izleyin.
Açılan diyalog kutusunda işaretli araç çubuklarına ek olarak,  Shade ,  Solids ,  Solids Editing ,  Object Snap ,"Dimension" kutucuklarını işaretleyip,  Close `u tıklayın. Ekranınızın yeni hali Şekil 2`deki gibi olmalı:

Şekil 2 İşlemlerden sonra AutoCAD penceresi

Artık modellemeye başlayabiliriz. Ama önce bilgisayarda 3D`nin nasıl işlediğini anlamamız gerekiyor:
Monitörünüzün sol alt köşesinden bir çubuk sapladığınızı düşünün. Çubuğun monitör içinde kalan kısmı  Z, dışarıda kalan kısmı da +Z eksenidir. Çubuktan sağa doğru X, yukarıya doğru da Y ekseni uzanır.
Başlıyoruz
İlk olarak modelleme stratejimizi adım adım kuralım. Bu adımları herhangi bir cismi modellerken sıralamak, modellemeyi süratli, eksiksiz, kontrollü ve hatasız yapmamızı sağlar. Modelleme yaparken belirli aralıklarla dosyamızı mutlaka kaydetmeliyiz.
Adımlar:
Jantın hesaplarını yapacağız
Orta kısmı modellemek için  cylinder komutuyla oluşturduğumuz bir silindiri kullanacağız. Bu silindirden kolları ve göbeği oluşturacağız.
Hesaplara göre  Circle ile sınırları çizeceğiz.
Kol sayısını ve tipini belirledikten sonra, kolların arasındaki boşluğu  Line ve  Trim ile oluşturacağız.
Çizginin köşelerini istediğimiz ölçüde,  fillet ile yumuşatıp,  Pline ile tek çizgi haline getireceğiz.
Bu çizgiye  Extrude ile derinlik vereceğiz
 Interfere komutuyla silindirle boşluğun arakesitini oluşturacağız.
Arakesiti, kaç adet kol kullanmak istiyorsak  Array ile çoğaltacağız.
 Subtract ile silindirden arakesitleri çıkarıp kolları oluşturacağız.
 Fillet ile kolların köşelerini yumuşatacağız.
 3Dpoly ile jantın profilini ve etrafında döneceği ekseni oluşturacağız.
 Surftab1 ve  Surftab2 ile yüzeyimizde kullanmak istediğimiz bölme sayısını belirleyeceğiz.
 Revsurf ile yüzeyi oluşturacağız.
 Mirror3D ile jant profilinin simetrisini alacağız ve modeli bitireceğiz.

1. Hesapları Yapalım
18x10 ölçülerinde bir jant modeli yapacağız. Bu, çapı 18 inç, derinliği 10 inç olan jant demek. Ölçüleri milimetreye çevirirsek, çapı 457mm, derinliği 254mm olan bir jant modelleyeceğiz.
Merkezi 100,100 kabul edeceğiz.
Jant ofsetini 18mm, orta göbeğin çapını 185mm kabul edeceğiz. Aradaki boşlukta kolları oluşturacağız. Kolların kalınlığını da 35mm alacağız.
Buna göre silindirin çapını 457-36 = 421mm, derinliğini 35mm alacağız.

2. Silindirimizi oluşturalım
Cylinder komutunu verin
Merkez noktası olarak 100,100 girin
Çap gireceğimiz için  D yazıp Enter`a basın ve 421 girin
Derinlik olarak 35 girin
Dosyayı kaydedin
Kontrol için komut listesini izleyin:
Command: cylinder
Current wire frame density: ISOLINES=4
Specify center point for base of cylinder or [Elliptical] : 100,100
Specify radius for base of cylinder or [Diameter]: D
Specify diameter for base of cylinder: 421
Specify height of cylinder or [Center of other end]: 35

3. Sınırları Çizelim
Circle komutunu verin
Çap ölçüsünü girmek için  D yazıp Enter`a basın
185 girin
Dosyayı kaydedin
Komut listesi :
Command: circle
Specify center point for circle or [3P/2P/Ttr (tan tan radius)]: 100,100
Specify radius of circle or [Diameter]: D
Specify diameter of circle: 185

4. Kol çizgilerini oluşturalım
Jantımız 5 kollu olsun. 5 kollu bir jantta, 5 adet boşluk bulunur.
Boşluğun üst ve alt sınırlarını belirleyelim. Üst sınırı 400, alt sınırı da 235 alabiliriz. Bu ölçülere göre kolları oluşturalım.
Circle komutunu verin
Çap moduna geçip 400 girin
Circle komutunu tekrar verin
Çap moduna geçip 235 girin
Line komutunu verin
Başlangıç noktasını 100,100 olarak girin
Bitiş noktasını  4,310 girin. Bu noktayı rasgele seçtim. Siz isterseniz bir başka koordinatlarda çizebilirsiniz.
Mirror komutunu verin
Çizgimizi seçin
Baz koordinatı 100,100 girin
Hedef koordinatı 100,105 girin. Bu, çizgimizin Y eksenine göre simetrisini alır.
Trim komutunu verin
Makas olarak sınır çemberlerini seçip Enter`a basın
Çizgilerimizin çemberlerin dışında kalan kısımlarını sırayla seçin
Komutu sonlandırın
Tekrar Trim komutunu verin
Kestiğimiz çizgileri seçin
Enter`a basın
Sınır çemberlerinin çizgilerin arasında olmayan bölümlerini seçin
Komutu sonlandırın
Dosyayı kaydedin
Komut Listesi:
Command: Circle
Specify center point for circle or [3P/2P/Ttr (tan tan radius)]: 100,100
Specify radius of circle or [Diameter] : D
Specify diameter of circle : 400
Command: Circle
Specify center point for circle or [3P/2P/Ttr (tan tan radius)]: 100,100
Specify radius of circle or [Diameter] : D
Specify diameter of circle : 235
Command: Line
Specify first point: 100,100
Specify next point or [Undo]: -4,310
Command: mirror
Select objects: 1 found
Select objects:
Specify first point of mirror line: 100,100
Specify second point of mirror line: 100,105
Delete source objects? [Yes/No] :
Command: trim
Current settings: Projection=UCS Edge=Extend
Select cutting edges ...
Select objects: 1 found
Select objects: 1 found, 2 total
Select objects:
Select object to trim or [Project/Edge/Undo]:
Command: trim
Current settings: Projection=UCS Edge=Extend
Select cutting edges ...
Select objects: 1 found
Select objects: 1 found, 2 total
Select objects:
Select object to trim or [Project/Edge/Undo]:

Şekil 3 4. Adımdan sonra şeklimiz

5. Çizgileri yumuşatalım
Fillet komutunu verin
Fillet yarıçapını ayarlamak için R yazıp Enter`a basın
20 girin
Tekrar fillet komutunu verin
Boşluk çizgilerinden köşe oluşturanlardan iki tanesini seçin
Diğer köşeler için işlemleri tekrarlayın
Pedit komutunu verin
Boşluk çizgilerinden birisini seçin
AutoCAD size seçtiğiniz çizginin polyline olmadığını, dönüştürmek isteyip istemediğinizi soracaktır. Y girin
Çizgileri birleştirmek için J girin
Boşluk çizgilerini sırayla seçin. Bitince Enter`a basıp komutu sonlandırın.
Dosyayı kaydedin
Komut Listesi:
Command: fillet
Current settings: Mode = TRIM, Radius = 10.0000
Select first object or [Polyline/Radius/Trim]: R
Specify fillet radius : 20
Command: fillet
Current settings: Mode = TRIM, Radius = 20.0000
Select first object or [Polyline/Radius/Trim]:
Select second object:
Command: fillet
Current settings: Mode = TRIM, Radius = 20.0000
Select first object or [Polyline/Radius/Trim]:
Select second object:
Command: fillet
Current settings: Mode = TRIM, Radius = 20.0000
Select first object or [Polyline/Radius/Trim]:
Select second object:
Command: fillet
Current settings: Mode = TRIM, Radius = 20.0000
Select first object or [Polyline/Radius/Trim]:
Select second object:
Command: pedit
Select polyline:
Object selected is not a polyline
Do you want to turn it into one?
Enter an option [Close/Join/Width/Edit vertex/Fit/Spline/Decurve/Ltype gen/Undo]: J
Select objects: 1 found
Select objects: 1 found, 2 total
Select objects: 1 found, 3 total
Select objects: 1 found, 4 total
Select objects: 1 found, 5 total
Select objects: 1 found, 6 total
Select objects: 1 found (1 duplicate), 6 total
Select objects: 1 found, 7 total
Select objects: 1 found, 8 total
Select objects:
7 segments added to polyline
Enter an option [Open/Join/Width/Edit vertex/Fit/Spline/Decurve/Ltype gen/Undo]:

6. Çizgimize derinlik verelim
Extrude komutunu verin
Boşluk için çizdiğimiz çizgiyi seçip Enter`a basın
Yükseklik olarak 50 girin. Silindirimizin yüksekliği 35 idi. Arakesit alabilmemiz için 35`den daha yüksek bir değer girmemiz gerekiyor.
Eğim açısı soran diyaloğu Enter`a basıp geçin.
Dosyayı kaydedin
Komut Listesi:
Command: extrude
Current wire frame density: ISOLINES=4
Select objects: 1 found
Select objects:
Specify height of extrusion or [Path]: 50
Specify angle of taper for extrusion :

Şekil 4 Derinlik verildikten sonra şeklimiz

7. Arakesiti alıyoruz
Interfere komutunu verin
Silindiri seçin
Enter`a basın
Extrude uyguladığımız çizgiyi seçin
Enter`a basın
Arakesiti oluşturmak için, Y yazıp Enter`a basın
Arakesitimiz hazır olduğu için extrude uyguladığımız çizgiyi silin
Dosyayı kaydedin
Komut Listesi:
Command: interfere
Select first set of solids:
Select objects: 1 found
Select objects:
Select second set of solids:
Select objects: 1 found
Select objects:
Comparing 1 solid against 1 solid.
Interfering solids (first set): 1
(second set): 1
Interfering pairs : 1
Create interference solids? [Yes/No] : Y

8. Array oluşturuyoruz
Array komtunu verin
Arakesiti seçin
Polar`ı seçmek için P girin
Dizinin merkez koordinatlarını girin (100,100)
Eleman sayısını girin (5)
Açı diyaloğunu Enter`a basarak geçin. Çünkü varsayılan olarak 360 dereceye ayarlıdır.
Dizideki elemanların döndürülmesi için diyaloğa Y girin
Dosyayı kaydedin
Komut Listesi:
Command: array
Select objects: 1 found
Select objects:
Enter the type of array [Rectangular/Polar] : P
Specify center point of array or [Base]: 100,100
Enter the number of items in the array: 5
Specify the angle to fill (+=ccw, -=cw) :
Rotate arrayed objects? [Yes/No] :

9. Kolları kabaca oluşturuyoruz
Subtract komutunu verin
Silindiri seçip Enter`a basın
Arakesitleri sırayla seçip Enter`a basın
Dosyayı kaydedin
Komut Listesi:
Command: subtract
Select solids and regions to subtract from ..
Select objects: 1 found
Select objects:
Select solids and regions to subtract ..
Select objects: 1 found
Select objects: 1 found, 2 total
Select objects: 1 found, 3 total
Select objects: 1 found, 4 total
Select objects: 1 found, 5 total
Select objects:
Command:

10. Köşeleri yumuşatıyoruz
Fillet komutunu verin
Radius`umuz büyük olduğu için küçültmemiz gerekiyor. Bunun için R girin
Yeni radius değeri olarak 6 girin
İzometrik bakış yönünde, subtract ile açtığımız deliklerin köşelerinden birine tıklayın ve Enter`a basın. Bu işlemi önce çizgiyi oluştururken fillet uyguladığımız köşelerde daha sonra aralarda tekrarlayın
Her bir boşluk için yukarıdaki işlemleri tekrarlayın
Dosyayı kaydedin
Komut Listesi:
Command: fillet
Current settings: Mode = TRIM, Radius = 6.0000
Select first object or [Polyline/Radius/Trim]:
Enter fillet radius :
Select an edge or [Chain/Radius]:
1 edge(s) selected for fillet.

Şekil 5 Köşeler yumuşatıldıktan sonra

11. Profil oluşturuyoruz
3Dpoly komutunu verin
Çemberimizin tepe noktasından başlayan bir profil oluşturacağız. Profilimiz aşağıdaki şekilde ölçüleriyle beraber görünüyor.

Şekil 6 Profilin sağ yan görünüşü ve ölçüleri

Profilin sağ yan ölçüleri olduğu için, biz ölçüleri girerken  x eksenini,  z ekseni olarak kabul edeceğiz. Ne demek istediğimiz komut listesinde daha iyi anlaşılacaktır.
Komut Listesi:
Command: 3dpoly
Specify start point of polyline: 100,310.5,35
Specify endpoint of line or [Undo]: @0,18,20
Specify endpoint of line or [Undo]: @0,0,-20
Specify endpoint of line or [Close/Undo]: @0,-15,-20
Specify endpoint of line or [Close/Undo]: @0,0,-20
Specify endpoint of line or [Close/Undo]: @0,-10,-20
Specify endpoint of line or [Close/Undo]: @0,0,-45
Specify endpoint of line or [Close/Undo]:
Command: 3dpoly
Specify start point of polyline: 100,100,0
Specify endpoint of line or [Undo]: 100,100,50
Specify endpoint of line or [Undo]:

12. Bölme sayısını belirliyoruz
Surftab1 komutunu verin. Bu komut profile paralel bölmelerin sayısını belirler. Yuvarlak kenarlı bir cisim oluşturacağımız için mümkün olduğunca fazla olması gerekir. Ama çok da fazla olursa bilgisayarın çalışmasını güçleştirir. Bu yüzden bir denge tutturmak gerekir. 32 bölme kullanırsak hem köşeli görüntüden kurtuluruz hem de bilgisayarımıza fazla yük bindirmeyiz.
Surftab1 komutunu verdikten sonra 32 girin
Surftab2 komutunu verin. Bu komut profile dik bölme sayısını belirler. Köşelerin yuvarlak görünmesi bizim için önemli olmadığından köşe sayısı kadar bölme vermek en uygunudur.
Surftab2 komutunu verdikten sonra 7 girin.
Dosyayı kaydedin
Komut Listesi:
Command: surftab1
Enter new value for SURFTAB1 : 32
Command: surftab2
Enter new value for SURFTAB2 : 7

13. Yüzeyi oluşturuyoruz
Revsurf komutunu verin
İzometrik bakış yönünde profil çizgisini seçin (1)
Yine izometrik bakış yönünde eksen çizgisini seçin (2)
Açı diyaloğunu Enter ile geçin
Dosyayı kaydedin

Şekil 7 Yüzey oluşturma adımları

Komut listesi:
Command: revsurf
Current wire frame density: SURFTAB1=32 SURFTAB2=7
Select object to revolve:
Select object that defines the axis of revolution:
Specify start angle :
Specify included angle (+=ccw, -=cw) :

14. Model bitiyor
Mirror3d komutunu verin
Revsurf ile oluşturduğumuz yüzeyi seçin
İkisi aynı eksen üzerinde üç adet nokta seçin. Seçilecek noktaları Şekil 4`te gösteriyoruz.
Enter`a basın
Dosyayı kaydedin

Şekil 8 Seçilecek noktalar

Komut Listesi:
Command: mirror3d
Select objects: 1 found
Select objects:
Specify first point of mirror plane (3 points) or
[Object/Last/Zaxis/View/XY/YZ/ZX/3points] : Specify second point on
mirror plane: Specify third point on mirror plane:
Delete source objects? [Yes/No] :

Şekil 9 Modelimizin bitmiş hali.