Nivel: 1BAT. Presentamos una experiencia educativa digital para crear el diseño bidimensional y tridimensional de un artefacto submarino con forma de pez y estética Steampunk. Está estética particular dota al diseño de un carácter retrofuturista con tecnología de vapor contextualizada durante la época victoriana y característica en los trabajos de H.G. Wells y Julio Verne dentro del género de la ciencia-ficción.
La experiencia educativa digital se estructura en cuatro fases y una fase previa analógica de concept art.
1.-Diseño geométrico bidimensional
2.-Diseño volumétrico tridimensional
3.-Creación de un simulador interactivo
4.-Materialización en una maqueta física impresa en 3D
A continuación se muestran los concepts iniciales previos al proceso de dibujo digital bidimensional y modelado digital tridimensional. En estos bocetos previos se plasman las primeras ideas con ilustraciones muy esquemáticas, rápidas y analíticas que definen las formas básicas para utilizarlas como guía en el dibujo final de AutoCad. También hay pequeños esquemas volumétricos en perspectiva para estudiar los procesos de modelado tridimensional que utilizaremos posteriormente en SketchUp.
1.-Diseño geométrico bidimensional
La primera fase de la experiencia consistió en dibujar un plano 2D en AutoCad utilizando una vista en alzado con los trazados básicos y las formas básicas para diseñar y conceptualizar la idea previa de los bocetos preparatorios. Para ello los alumnos utilizaron el programa AutoCad trabajando los siguientes contenidos del bloque de geometría plana de Dibujo Técnico I:
a.-Trazados fundamentales en el plano: mediatriz, bisectriz, teorema de Thales, paralelismo, perpendicularidad, trisección del ángulo recto, ángulos, equidistancia.
b.-Transformaciones geométricas en el plano: traslación, simetría, giro, matrices polares.
d.-Tangencias: entre recta-circunferencia y entre circunferencias. Curvas técnicas: Óvalo de cuatro centros dados los ejes mayor y menor.
Compartimos dos ficheros PDF, el primero con un manual de AutoCad y el segundo con una relación de los comandos y alias más utilizados. El enlace DWG contiene varios ficheros con ejercicios para practicar con cada una de las herramientas del programa.
En el siguiente enlace está disponible el tutorial 2D en PDF de 32 páginas y 100 problemas secuenciados para acometer el trazado geométrico bidimensional en AutoCad. También se adjunta un segundo PDF con la solución en DIN-A3.
2.-Diseño volumétrico tridimensional
La segunda fase de la experiencia consistió en modelar tridimensionalmente el conjunto de volúmenes con las herramientas nativas de SketchUp y con la ayuda de varios plugins gratuitos. En el diseño tridimensional propuesto se abordan los siguientes contenidos de la materia de Dibujo Técnico I:
a.-Navegación: Interfaz. Elementos del visor. Tipos de perspectiva. Campo visual. Zoom, órbita y paneo.
b.-Herramientas básicas. Seleccionar. Grupos y componentes. Borrar, ocultar y suavizar. Materiales y texturas.
c.-Herramientas de dibujo. Línea. Arco. Rectángulo. Círculo. Polígono.
d.-Herramientas de edición. Mover. Rotar. Escala. Copia. Matrices. Equidistancia. Extrusión. Revolución. Simetría. Operaciones Booleanas. Superficies simples y complejas.
En el siguiente vídeo de YouTube tenemos disponible un videotutorial básico del programa explicando de forma visual las herramientas, métodos y procedimientos básicos del programa.
En el siguiente enlace está disponible el tutorial 3D en PDF de más de 50 páginas y cerca de 150 problemas secuenciados para acometer el trazado geométrico tridimensional en SketchUp. Se adjunta un archivo comprimido con algunos de los plugins necesarios para el modelado.
3.- Inmersión en un simulador interactivo
Los estudiantes tienen la posibilidad en este tercer apartado de controlar virtualmente y jugar con el modelo tridimensional creado en la fase anterior. El objetivo principal de controlar de forma interactiva el submarino steampunk es crear una experiencia motivadora e inmersiva. En los siguientes enlaces tenemos dos archivos comprimidos con la versión 8 de SketchUp y el Plugin Sketchyphysics, así como el archivo de Sketchup necesario para testear el simulador interactivo.
Instrucciones para testear el simulador: Instalar la versión 8 de SketchUp y pegar el contenido de la carpeta SketchyPhysics_v3.5.6 en la carpeta por defecto C:\Program Files (x86)\Google\Google SketchUp 8\Plugins. Si lo hacemos correctamente veremos al iniciar el programa las herramientas del plugin Sketchyphysics. Si presionamos 'Play' el simulador se pondrá en funcionamiento y veremos dos contadores de altitud y velocidad en tiempo real. Si no disponemos de un ordenador potente desactivar el trazado de sombras y las texturas para optimizar el juego. Los controles para mover el submarino son:
I - Instrucciones para mostrar controles
M - enciende y apaga el motor de la hélice para navegar
FLECHAS – Control de dirección y giro
W,S – Control de altitud
A,D – Desplazamiento lateral
Q – mandíbula
ESPACIO – disparo
F1, F2, F3, F3 – Cámaras
En el siguiente vídeo de Youtube podemos ver el simulador en movimiento.
4.-Materialización en una maqueta física impresa en 3D
El archivo de la malla tridimensional de la segunda fase de la experiencia educativa se ha impreso en 3D con el fin de materializar el diseño y mostrar al alumno el proceso de diseño y fabricación de los objetos industriales. El programa utilizado para mecanizar el modelo y crear las distintas partes ensamblables ha sido Zbrush del cual adjuntamos algunas capturas de pantalla en las que podemos ver un detalle de las piezas con las juntas de unión y el despiece para poder imprimir.
El modelo 3D se ha despiezado en 20 partes para poder imprimir con mayor comodidad. Este método implica trabajar con un factor tolerancia para poder obtener un montaje correcto en el que las piezas ajusten a la perfección sin demasiadas holguras ni fricciones. En algunas de las piezas hemos insertado juntas piramidales para garantizar una unión correcta.
En el siguiente fichero comprimido podemos descargar el conjunto de piezas en formato OBJ para poder imprimir en 3D la maqueta del Steamfish.
Se muestra en las siguientes fotografías la maqueta finalizada.
Vídeo Resumen de la experiencia educativa llevada a cabo con alumnos de Dibujo Técnico I.
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