MegaCAD 3D

 

Grundlagen der Konstruktion in 3D

 

Kantenmodell erzeugen:

 

MegaCAD unterscheidet zwischen 2D und 3D-Konstruktionen. Arbeiten Sie im 2D-Modus (Einstellung im Setup-Menü), ist das Erzeugen von 3D-Objekten nicht möglich. Grundobjekte vom Typ Linie, Kreis, Bogen ...... werden zweidimensional erzeugt. Arbeiten Sie im 3D-Modus, werden die Grundobjekte dreidimensional. Wir bezeichnen diese Grundobjekte dann als Kantenobjekte. Konstruieren Sie mit Grundobjekten, erzeugen Sie eine 3D-Konstruktion im Kantenmodell. Dieses Modell kann Grundlage für ein Flächen oder Volumenmodell sein. In einem einfachen Beispiel werden wir aus einem Kantenmodell ein Flächen- und ein Volumenmodell erzeugen.

 

Im ersten Schritt zeichnen wir ein 3D-Teil wie in der folgenden Abbildung:

 

 

Rufen Sie im Linienmenü die Option "Linie frei" auf. Zeichnen Sie ein Rechteck in der Draufsicht im unterem linken Bildschirmfenster (X-Y-Achsen). Zeichnen Sie das Rechteck so, dass es im Schnittpunkt der Achsen X,Y (Nullpunkt) beginnt und nach rechts und oben, im positiven Bereich endet. Zum Zeichnen des Rechtecks wählen Sie in der Modusleiste an der linken Seite des Bildschirms die Rasteroption aus.

 

Mit der linken Maustaste setzen Sie den Anfangspunkt einer Linie und den Endpunkt. MegaCAD nimmt den Endpunkt einer Linie sofort als Anfangspunkt einer weiteren Linie an. In unserem Beispiel kann das Rechteck in einem Zug gezeichnet werden. Um eine Linie neu anzusetzen, ist die rechte Maustaste zu drücken. Nun kann der Anfangspunkt gesetzt werden. Drücken Sie in diesem Zustand erneut die rechte Maustaste, wird die Linienoption abgebrochen und das Linienmenü aufgerufen.

 

Nachdem Sie das Rechteck gezeichnet haben, erstellen Sie drei Linien in der Seitenansicht oben links, wie in der oberen Abbildung. Beginnen Sie mit einer Linie an einer Ecke des Rechtecks. Das Rechteck wird in der Seitenansicht als einzelner Strich dargestellt.

 

Im dritten Schritt werden wir die drei hinteren Linien in der Seitenansicht zeichnen. Die ersten drei Linien wurden automatisch in der Seitenansicht auf die Z-X-Achse 0 gezeichnet. Um weitere Linien am hinteren Ende des Rechtecks zu zeichnen, müssen wir den Nullpunkt der Z-X-Achse in Y verschieben. In der Toolbar oben am Bildschirm finden Sie das Nullpunktikon. Klicken Sie dieses Ikon an, kann der Nullpunkt beliebig versetzt werden. In unserem Beispiel setzen wir den Nullpunkt in der Draufsicht unten links in der Y-Achse auf die hintere Kante des Rechtecks:

 

Die Lage des Nullpunkts in der X-Achse hat in diesem Beispiel keine Bedeutung. Nun zeichnen wir die gleichen drei Linien in der Seitenansicht. In der 3D-Ansicht unten rechts können Sie die korrekte Lage der Linien im 3D-Raum überprüfen. Haben Sie den Nullpunkt richtig positioniert, werden die Linien an der hinteren Kante des Rechtecks erzeugt.

 

Nachdem Sie die drei Linien gezeichnet haben, werden wir im letzten Schritt die beiden Seitenansichten verbinden. Wählen Sie im Modusmenü die Option "Endpunkt" aus. Bewegen Sie die Maus in der 3D-Ansicht unten rechts in den Bereich der oberen Endpunkte der drei Seitenlinien. Sie werden feststellen, dass der Mauscursor an den Endpunkten der Linien einrastet. Bestätigen Sie den ersten Punkt der Linie mit der linken Maustaste und bewegen Sie die Maus in den Bereich der Endpunkte der Linien auf der anderen Seite. Drücken Sie die linke Maustaste, die erste Verbindungslinie ist gezeichnet. Drücken Sie nun einmal die rechte Maustaste, um die zweite Linie zu zeichnen.

 

 

Ihre erste Zeichnung ist erstellt. Sie haben ein Prisma im Kantenmodell gezeichnet. Das Prisma besteht aus 12 3D-Linien im Raum. Beachten Sie: Bei Zeichnungen im Kantenmodell ist eine Berechnung von verdeckten Kanten nicht möglich.

 

Flächenmodell erzeugen

 

Im nächsten Schritt werden wir aus dem Kantenmodell ein Flächenmodell erzeugen. Das Kantenmodell wird im ersten Schritt auf einen Layer (Zeichenebene) verschoben. Drücken Sie so lange auf die rechte Maustaste, bis das Hauptmenü von MegaCAD erscheint. Klicken Sie dann mit der linken Maustaste in das untere rechte Bildschirmfenster. Das Fenster wird mit einem grünen Rand versehen, als Kennzeichnung, dass es aktiv geschaltet ist. Drücken Sie nun die Taste "A", der Autozoom in diesem Fenster wird berechnet, alle Objekte werden in optimaler Größe dargestellt.

 

Um die Objekte auf einen Layer zu verschieben, verwenden wir die Attributoption in der Attributleiste oben am Bildschirm.

 

 

Klicken Sie das Symbol an, erscheint das Attributwindow:

 

In diesem Window wählen Sie das Feld mit der Bezeichnung L:### an. Es erscheint das Layerauswahlwindow mit einer Liste von Layernummern. Klicken Sie in der Liste die Nummer 1 an. MegaCAD schaltet zurück in das Attributwindow. In dem Layer-Feld steht nun die 1 als Layernummer. Klicken Sie auf das "ok"-Feld, um die Objekte auf den Layer zu verschieben. MegaCAD befindet sich nun im Auswahlmodus. In diesem Modus bestimmen Sie die zu verschiebenden Objekte. Wir haben zuvor das rechte, untere Fenster aktiviert. Auf der linken Seite vom Bildschirm sehen Sie das Modus-Wahlmenü. In dem Menü finden Sie die Option "Bildschirm" . Klicken Sie auf das Symbol, werden alle Objekte in dem unteren, rechten Fenster auf den Layer 1 verschoben. Drücken Sie danach zweimal die rechte Maustaste und in dem Attributwindow das Feld "Abbrechen". Alle Objekte liegen nun auf dem Layer 1. Das Verschieben der Objekte auf dem Layer 1 hat den Vorteil, dass wir diese Objekte später unsichtbar schalten können. So ist es möglich, Kanten-, Flächen- und Volumenmodell in einer Zeichnung zu speichern und zu bearbeitet.

 

Um aus dem Prisma im Kantenmodell ein Flächenmodell zu erzeugen, rufen Sie das Flächenmenü aus dem Hauptmenü von MegaCAD auf. Es erscheint das Flächenmenü, aus dem wir bei diesem Beispiel nur die Option "Ebenefläche" benötigen. Mit dieser Option sind aus 3D-Grundobjekten 3D-Flächen erstellbar. Grundsätzlich ist immer zu beachten, dass bei dieser Option geschlossene Konturen angeklickt werden. Klicken Sie die Option an, erfragt MegaCAD eine Basiskontur - Außen. Klicken Sie mit der linken Maustaste die folgenden vier Kanten an:

 

 

Haben Sie die vier Kanten angeklickt, drücken Sie die rechte Maustaste. MegaCAD erfragt nun eine Basiskontur - Innen. Eine Basiskontur - Innen ermöglicht das Erzeugen eines Durchbruchs (Loch) in der Fläche in einem Arbeitsgang. In unserem Beispiel drücken wir nochmals die rechte Maustaste, um das Erzeugen der Fläche zu beenden. MegaCAD hat nun die erste Fläche erstellt und erwartet die Auswahl weiterer Objekte. Klicken Sie nun die Kanten, wie in der folgenden Abbildung an

 

 

und drücken Sie dann erneut zweimal die rechte Maustaste, um die beiden fehlenden Seitenteile und die beiden Deckflächen zu erzeugen. Haben Sie alle Flächen des Prismas erzeugt, rufen Sie das Hauptmenü von MegaCAD durch das mehrmalige Drücken der rechten Maustaste auf. Unsere Zeichnung enthält nun ein Prisma als Kanten- und Flächenmodell.

 

Wir werden nun das Flächenmodell überprüfen, indem wir die unsichtbaren Kanten mit einer Hiddenlineoption entfernen. Als ersten Schritt schalten wir unser Kantenmodell unsichtbar. Da wir das Kantenmodell auf den Layer 1 verschoben haben, ist es sehr einfach, dieses Modell auf dem Bildschirm unsichtbar zu schalten. Rufen Sie im Hauptmenü von MegaCAD die Layerverwaltung auf. Es erscheint das Layerauswahlwindow. In dem Window wird die Layernummer 1 in der Liste rot angezeigt. Layer, die belegt sind, werden immer rot angezeigt. Klicken Sie nun mit der linken Maustaste auf die Layernummer 1. Das Feld wird invertiert und zeigt damit an, dass der Layer ausgeschaltet ist. Ausgeschaltete Layer werden auf dem Bildschirm nicht angezeigt, werden aber beim Speichern der Zeichnung mitgespeichert. Klicken Sie zur Bestätigung das Feld "Schließen" an. Auf dem Bildschirm werden in allen Fenstern die Objekte des Kantenmodels entfernt. Da diese Objekte deckungsgleich mit dem Flächenmodell sind, ist nichts mehr auf dem Bildschirm zu sehen. Um das Flächenmodell wieder anzuzeigen, klicken Sie mit der Maus in jedes Fenster auf dem Bildschirm und drücken Sie die "A"-Taste. Der Autozoom wird berechnet und das Flächenmodell angezeigt. Alternativ können Sie auch die Taste "R" für Redraw drücken. In diesem Fall wird nur der Inhalt in dem Fenster neu gezeichnet, ohne dass der Autozoom berechnet wird.

 

Nun entfernen wir die unsichtbaren Kanten. In der Toolbar oben am Bildschirm finden Sie vier Ikons zur Berechnung von verdeckten Kanten. Klicken Sie zuerst mit der Maus in das 3D-Window unten rechts, um es aktiv zu schalten. Klicken Sie dann auf das Symbol "Hiddenline" in der Toolbar. Es werden die unsichtbaren Kanten entfernt und auf dem Bildschirm sollten Sie folgende Abbildung sehen:

 

Die Berechnung der verdeckten Kanten ist mit dem Flächenmodell jederzeit möglich. Um die Verdeckung aufzuheben, klicken Sie auf das folgende Ikon .

 

Volumenmodell erzeugen

 

Im nächsten Schritt werden wir aus dem Kantenmodell ein Volumenmodell erzeugen. Zuerst aber verschieben wir das Flächenmodell auf den Layer 10. Um die Objekte auf den Layer 10 zu verschieben, verwenden wir wieder die Attributoption in der Attributleiste oben am Bildschirm. Klicken Sie das L:###-Feld an und wählen Sie die Layernummer 10. Klicken Sie im Attributwindow auf "ok" und das Symbol für den ganzen Bildschirm in der Modusauswahl. Rufen Sie dann das Hauptmenü durch mehrmaliges Drücken der rechten Maustaste auf. Im Hauptmenü rufen Sie die Layerverwaltung auf und schalten den Layer 1 ein und den Layer 10 aus. Klicken Sie hierzu einmal auf die Nummer 1 und auf die Nummer 10. Das Feld 1 sollte nun nicht mehr invertiert sein, das Feld 10 ist invertiert. Schließen Sie die Layermaske und klicken Sie mit der Maus in jedes Fenster auf dem Bildschirm und drücken Sie die "A"-Taste. Sie erinnern sich, die Objekte überdecken sich so, dass ein Neuzeichnen in den Fenstern notwendig ist.

 

Nun aber zur Volumenerzeugung.

Nach dem Umschalten der Layer ist unser Kantenmodell auf dem Bildschirm. Um ein Volumen zu erzeugen, schalten wir in das Volumenmenü von MegaCAD . In diesem Menü finden Sie alle Optionen zum Erstellen von 3D-Volumenkörpern. In unserem Beispiel werden wir aus den Kanten einer Seite des Prismas ein Volumen ableiten. Die Volumen-Option, die wir benötigen (gerades Prisma ), finden Sie oben links im Menü. Klicken Sie die Option an, erfragt MegaCAD eine Basiskontur - Außen. Klicken Sie mit der linken Maustaste die folgenden vier Kanten an:

 

 

Haben Sie die vier Kanten angeklickt, drücken Sie die rechte Maustaste. MegaCAD erfragt nun eine Basiskontur - Innen. Eine Basiskontur - Innen ermöglicht das Erzeugen eines Durchbruchs (Loch) in dem Volumenkörper in einem Arbeitsgang. In unserem Beispiel drücken wir nochmals die rechte Maustaste, um das Erzeugen einer Innenkontur abzubrechen. Bewegen Sie jetzt die Maus, ist die angewählte Fläche mit der Maus aufziehbar. Wählen Sie in der Modusauswahl auf der linken Seite des Bildschirms die Option "Endpunkt" aus (an dieser Stelle ein Tipp: den Endpunkmodus erhalten Sie auch, wenn Sie die Taste "E" für Endpunkt drücken) und fahren Sie mit der Maus auf den Endpunkt einer gegenüberliegenden Seite unseres Kantenmodels

 

 

und drücken Sie die linke Maustaste, ein Korrekturwindow erscheint.

 

In diesem Window kann die Höhe des Prismas korrigiert werden. Angegeben wird die Höhe mit den Werten von bis. Klicken Sie auf das "ok"-Feld und dann zweimal die rechte Maustaste. Sie sind wieder im Hauptmenü. Rufen Sie die Layerverwaltung auf und schalten Sie den Layer 1 aus. Schließen Sie die Layermaske und klicken Sie mit der Maus in jedes Fenster auf dem Bildschirm und drücken Sie die "A"-Taste. Sie erinnern sich, die Objekte überdecken sich so, dass ein Neuzeichnen in den Fenstern notwendig ist. Als Ergebnis bleibt nun das Volumen unseres Prismas auf dem Bildschirm übrig. Von diesem Objekt können Sie die verdeckten Kanten berechnen lassen, wie bei dem Flächenmodell zuvor.

 

Anhand dieser drei Beispiele haben Sie eine Menge über MegaCAD und der grundsätzlichen Betrachtung von Kanten-, Flächen- und Volumenmodell gelernt. Ein Kantenmodell ist die einfachste Form der 3D-Konstruktion. Aus ihm werden in vielen Fällen 3D-Flächen- und Volumenmodelle abgeleitet. So werden Sie in der Praxis oft zuerst mit Kantenobjekten arbeiten, um dann aus diesen Objekten 3D-Flächen oder Volumen zu erzeugen. Das beste Beispiel finden Sie im Architekturbereich: Nehmen wir an, es existiert bereits ein Grundriss eines Hauses als 2D-Zeichnung. Dieser Grundriss kann mit der Option "Gerades Prisma" zu Wänden hochgezogen werden. Ein weiteres Beispiel sind Freiformflächen. Derartige Flächen werden in der Regel durch 3D-Kantenobjekte begrenzt, die bei der Erstellung der Flächen benötigt werden.

 

Im Flächenmodell werden Sie dann arbeiten, wenn es um die Erzeugung von komplexen Freiformflächen geht. MegaCAD unterscheidet zwei Arten von Flächen:

 

Analytische Flächen

Spline Flächen

 

Analytische Flächen erhalten Sie immer dann, wenn diese Fläche durch eine einfache mathematische Formel beschreibbar ist. Dies sind zum Beispiel die Mantelflächen eines Zylinders oder die Mantelflächen eines Quaders. MegaCAD erzeugt bei den Grundobjekten Kugel, Zylinder, Kegel und Torus analytische Flächen. Splineflächen (Freiformflächen) werden in MegaCAD als NURBS-Flächen erzeugt.