Tutorial AutoCAD 3D avancée

 
 
 
Auteur
Bertrand Audinet

Un exercice de modélisation 3D sur AutoCAD

Voici un exercice de modélisation AutoCAD qui fait la part belle aux systèmes de coordonnées utilisateur (SCU) ainsi qu'aux spécifications de coordonnées. L'organisation des différentes étapes a pour principe la mutiplicité des fichiers sources qui deviendront des blocs dans le dessin principal. Ces différents blocs seront parfois imbriqués l'un dans l'autre.
Cet exercice est compatible depuis la version 2007.

tuto 3d autocad

Pré-requis AutoCAD® :

  • Le repère orthonormé.
  • Il faut déjà être un bon utilisateur du logiciel en 2D. Savoir gérer le mode ORTHO (F8) ainsi que les accrochages aux objets jusqu'aux filtres de points.
  • Connaître la documentation et savoir vérifier si une variable est enregistrée dans le dessin.
  • Travailler sur des gabarits bien réglés (voir point suivant.
  • Connaître un peu la notion de BLOC et vérifier à chaque dessin ou à chaque gabarit que les unités d'insertion ne sont pas anglo-saxonnes mais plutôt mètre ou millimètre ou encore Sans unité.
  • Savoir nettoyer ses objets de construction (voir DELOBJ.)
  • Etre à l’aise avec les VUEs et les styles visuels
 
 

Préambule technique :

 

 

Dessin 3D du PANIER

Le déplacement des SCU ou comment organiser rapidement des plans de travail efficaces.


Scu déplacé

01 - L'arceau et les SCU

Dans un fichier vierge, déplacez votre SCU en 360,0,145 sans changer ses directions et créez un cercle de rayon 235 et d'origine 0,0 (ce qui sous-entend 0,0,0). Sur ce cercle, nous alons préparer les anses pour le filet. Pour cela, nous allons procéder à une petite construction rapide : tracez trois lignes suivant X depuis l'origine (ligne axiale décalée deux fois de 17.5 pour un axe d’arceau large de 35 mm).

 

En savoir plus sur le mouvement des SCUs

 
 



 

02 - Les anses, tracé du chemin polyligne

Nous allons basculer le SCU (rotation de 90° autour de X puis de Y) et le déplacer comme sur l'image ci-contre, à l'intersection de nos objets 2D. Ce nouveau SCU va donc présenter un plan XY adapté avec X passant par les points d'intersection entre cercle et lignes et Y vers le haut. Tracez la forme de l'anse grâce à une polyligne à trois cotés (25 x 35 x 25), raccordée par la commande RACCORD avec un rayon de 10 mm. Préparons enfin un cercle de centre 0,0 et de rayon 2 mm ( cercle noir sur l'image).

raccord rayon 10 polyligne

 

03 - Balayage de la forme

Nous allons balayer la trajectoire indiquée par la polyligne par le cercle que nous venons de dessiner. Pour cela, lancez la commande BALAYAGE.

Nous remarquons que le balayage ne nécessite pas d'avoir une forme qui soit disposée perpendiculairement au chemin d'extrusion. Une fois l'opération effectuée, revenons au SCU du centre de l'arceau par trois retours en SCU Précédents !

balayage ou chemin d'extrusion

 

boite de dialogue définir bloc

04 - Les anses, création d'un bloc

Nous allons créer un BLOC de notre petite anse avant de le répartir en plusieurs exemplaires autour du point central, soit le long du cercle de l'arceau. Renseignez la boîte exactement comme sur l'image ci-contre. Attention, le point de base du bloc sera 0,0,0 car c'est celui du SCU au centre de l'arceau que vous venez de rendre courant !

Au cas illustré ci-dessous où vous seriez remonté jusqu'au SCG, choisissez le point 360,0,145 comme point de base.

solide de sélèction

 

boite de dialogue réseau polaire

05 - Les anses, multiplication en réseau polaire du bloc

L'intéret de gérer les anses avec des blocs est double : le dessin s'en trouvera plus léger sur votre dique dur, mais en plus, si vous modifiez le bloc dans le dessin (EDITREF) ou en l'exportant (WBLOC) en tant que fichier pour le travailler plus en détails ailleurs, vous gagnerez aussi en praticité. Pour le répartir autour du cercle de l'arceau (point de coordonnées 0,0 ou 360,0 suivant que votre SCU est celui demandé ou le SCG), utilisez la commande RESEAU, en cochant l'option polaire. Il y aura douze éléments au total décrivant 360°.

blocs copiés autour du centre

 

le filtre d'angle

06 - Préparation des renforts

Préparons tout de suite le point de départ du futur demi-renfort du panier: en vue du dessus, lancer la commande LIGNE et dirigez le second point avec le filtre d'angle <-105 qu'il faut valider avec le clavier. Dépassez le cercle pour finir la commande ligne et placez un point à l'intersection de ces deux objets (si vous ne voyez pas le point d'intersection en régénérant, lancer DDPTYPE)


 

commande tore

07 - Arceau et anses

Il est temps de modéliser l'arceau. Lancez la commande TORE avec le centre à 0,0, le rayons principal accroché au cercle de l'arceau et un rayon pour le tube de 5 mm. Il ne nous reste plus qu'à le copier sur place, vous allez le comprendre au prochain point !


 

08 - Anses, gueules de loup

Il s'agit de faire une gueule de loup sur nos anses. Comme celles-ci sont des blocs, nous pouvons ne travailler que sur un seul exemplaire : c'est tout l'intéret des blocs.

Lancez la commande EDITREF et observez qu'une barre d'outils (ou le ruban adéquat) s'est activée et que les onze autres anses se sont désactivées: nous sommes bien en train de travailler au sein du bloc. Faisons entrer l'un des deux exemplaires de l'arceau à l'aide de la touche + ou de la commande JEUREF. Activez la commande SOUSTRACTION dont l'opération booléenne va nous permettre de tailler la matière en question de l'objet anse.

Fermez la référence en l'enregistrant.

édition de bloc dans le dessin

Edition de bloc avec éditer le bloc dans le dessin même

 
 

LE PANIER - suite -

Modélisation générale

 

09 - Tôle pliée, attache de l'arceau

Nous allons dessiner une tôle pliée d'épaisseur 6 mm. Revenez éventuellement en mode de visualisation filaire pour définir le SCU adéquat. Nous devons en effet accrocher le SCU au quadrant à l'ouest du cercle principal (rappelons que QUAdrant est un accrochage aux objets) et cela sera plus facile. De cette façon, nous avons créé un SCU de chemin d’extrusion pour l’arceau qui était à l’Est.

Autre manière de procéder, déplacez directement le SCU en -235,0.

N'oubliez pas enfin de le tourner autour de X de 90°.

Vous pouvez à présent dessiner la polyligne comme sur l'image, puis procéder à un RACCORD (rayon 12) et l'extruder d'une hauteur de 220 mm. Il faut tout de suite déplacer cette nouvelle surface de la moitié de sa longeur (110 mm) selon l'axe de Z (selon lequel on peut aussi déplacer en mode ORTHO).


 

10 - Tôle pliée, épaississement d'une surface vers un solide

Avant de procéder à l'épaississement de la tôle pliée, nous allons l'étendre suffisament pour dépasser l'arceau grâce à des poignées. Méfiez-vous des accrochages aux objets en les évitant : le centre de l'arceau conviendrait s'il n'avait pour effet de tordre légèrement la future tôle. Après cela, nous pouvons, par la commande de même nom, EPAISSIR la surface de la tôle. Dans notre cas, l'épaisseur voulue est de -6 car celle-ci est à l'intérieur du pli.

Effacez les objets de construction dont la surface de départ si DELOBJ vaut 0.

 


 

commande Editsolide, option corps, sous-option séparer les solides

11 - Tôle pliée, ajustement du solide

Copiez encore une fois l'arceau sur lui-même afin de la soustraire à la tôle. Lancez ensuite la commande EDITSOLIDE avec en option Corps et en sous-option Parer les solides. Vous pouvez aussi accéder à cette sous-commande dans la barre d'outil Edition de solide ou tout menu ou ruban ad-hoc. Il reste donc encore un corps à effacer, en vert sur l'image ci-contre.

Créez un CHANFREIN (40 x 40) de chaque côté du pli bas de la tôle: notons qu'utilisée en 3d, cette commande est un peu longue à mettre en place, répondez par Entrée et ne soyez pas surpris de répondre plusieurs fois aux questions.

 


 

Percements dans la tôle avec utilisation de polyligne de contour

 

12 - Tôle pliée, percements de la platine

Nous allons travailler sur la face arrière (SCU avec l'option Face) afin de le placer comme sur l'image ci-contre. Tracez-y ensuite une polyligne de contour en suivant le bord tombé de la tôle et décalez-la vers l'intérieur de 8 mm, puis de 18 mm.

Ces deux nouvelles polylignes vont nous donner les points intéressants à équidistance des bords pour les percements des boulons. Percez quatre fois la tôle avec la soustraction de cylindres de rayon 5.5 mm et de hauteur 6 mm (minimum). Comme nous pouvons l'observer sur l'image ci-contre, les percements du bas se trouvent au MILieu des deux segments obliques, les deux autres à deux EXTrémités de la polyligne.

Pour préparer les demi-renforts, placez une ligne de longueur 30 mm en -Z et en mode ORTHO.

Sur l'image ci-contre, repérez le point de départ. La souris est avancée de 100 pour faciliter la lecture.

 

 


 

13 - Renforts, tracé et balayage

Pour dessiner les renforts, revenez au SCU Général (nous l'appelons ainsi mais il il s'agit du SCG), ou au SCU du cercle de l'arceau. Faites démarrer une polyligne3D dans l'espace avec la commande POLY3D en partant du point dessiné à l'étape 6 et en respectant :@ 0,0,-30 et @ -20,0 pour les points suivants. Cliquez sur le point de fin, puis de début de la ligne tracée à la fin de l'étape précédente.

Balayez un cercle de 4 mm de rayon le long de cette polyligne. Nous remarquons que cet objet ente en conflit avec la tôle pliée, il y a matière dans matière : une poignée vous permet de règler ce problème en soustrayant 6 mm directement par une poignée du solide. Utilisez l'ORTHO actif.

 

 

commande poly3d, balayage d'un cercle autour d'une polyligne

 

14 - Renforts, ajustements par les poignées

Ajustez le tube de renfort s'il ne convient pas. Sur l'image ci-contre, les points de la partie haute ont été déplacés et le point d'accroche initial a été abandonné en glissant trois poignées le long de l'arceau . Faire une copie par miroir pour avoir le meme renfort à droite de l'arceau. Si vous le souhaitez, unissez tous les objets solides à l'aide de la commande UNION. Les anses resteront indépendantes car toujours sous la forme d'un réseau de blocs.

 

copie miroir et commande union

 

utilisation de blocs par un systhème de fichier

15 - Le panier : maillage par révolution.

Nous allons tracer le panier dans un fichier vierge à part et utiliser les blocs par le systhème des fichiers.

Créez trois nouveaux cercles de rayons respectifs 240, 150 et 125. Les centres auront les coordonnées 3D suivantes :

0,0,-12

0,0,-192

0,0,-422

Tracez tout de suite trois lignes qui partent des centres vers les quadrants de l'Est si vous souhaitez une bonne visualisation avant de tracer l'arc. Pour dessiner celui-ci nous allons placer un nouveau SCU tel que vu en bas de l'image. Ceci fait, nous allons créer une surface de REVOLUTION (commande de même nom) de l'arc avec un axe vertical définit à la souris. Il est alors possible d'épaissir légèrement l'objet pour obtenir un solide mais cela est superflu. On remarque de nombreux objets de construction dont on aurait pu se passer !

 

 

 


 

insérer un bloc

16 - Le panier, futur bloc contenant lui-même un bloc

Nettoyez le fichier des éventuels ojets de construction, enregistrez-le sous le nom de Filet avant de le fermer. Réouvrez le dessin du Panier et insérez-y le fichier Filet en 0,0 avec le SCU du centre de l'arceau. Notons que le filet est inséré en tant que bloc dans le dessin. Dessin qui deviendra lui-même un bloc.

 

 

En savoir plus sur les blocs et le système de fichiers...

 

 


LE PANNEAU -

Insertion et modélisation de la surface de rebond

 

17 - Le panneau, placer le SCU

Dans un nouveau fichier, nous allons à la fois insérer le panier en tant que bloc et dessiner les entités du panneau de rebond dans l'espace de dessin .

Placez le SCU en 1200,0,2900 et enregistrez tout de suite ce nouveau ficher sous le nom de Panneau. Insérez le panier au point 0,0 de ce nouveau repère.

 

 

 


 

18 - Le panneau, utiliser les coordonnées du SCU courant

Notre nouveau SCU doit être orienté de manière à modéliser le panneau : utilisez l'option axEZ et acceptez l'origine 0,0,0. Puis, dirigez la souris vers le centre du terrain, en mode ORTHO ou vers le point de coordonnées 1,0 par exemple. Dessinez les quatres rectangles comme sur l'image ci-contre. Y vaut 0 en bas du plus grand cadre et le tout est axé, bien entendu.
Voici une vue de face du nouveau SCU (commande REPERE)

Manipuler le scu avec l'option axEZ, commande repere
 éclaté du panneau de rebond

Revenons aux rectangles oranges, que nous copions sur place avant d'y rabattre le grand rectangle vert.

Nous avons à présent un cadre et suport de rebond !



19 - Le panneau, composition avec opérations booléennes

Pour la réalisation du panneau, nous allons construire deux volumes qui s’emboîtent: on pourrait penser qu’un simple volume général additionné de hachures solides suffirait pour représenter les bordures réglementaires en surface, or on va avoir des problèmes de rendu logiciel. Il vaut mieux vaut leur apporter de la consistance et transformer ces bordures en solides avec une certaine épaisseur. L'autre solution consisterait à ne traiter les bandes qu'à l'étape du rendu avec un mapping d'opacité.

Nous allons tout d'abord créer quatre boites extrudées à partir des rectangles : pour cette étape passons DELOBJ à 1, extrudez chaque rectangle de -5 mm et soustrayez les deux cadres du reste de la matière. Puis, extrudez le plus grand rectangle de -20 mm ( boite verte sur l'image). Notons que nous extrudons avec des valeurs négatives car il sagit de placer l'épaisseur vers l'arrière, vers Z négatif. Vous devez maitriser la selection cyclique pour extruder les bons objets.

 


 

étapes de réalisation du panneauétapes de réalisation du panneauétapes de réalisation du panneauétapes de réalisation du panneauétapes de réalisation du panneau animation des étapes de réalisation du pannneau
animation des étapes de réalisation du pannneau

 

Editref

20 - La platine arrière, copie de face

Nous allons extraire le contour de la face arrière de la tôle pliée: pour préparer la platine arrière. Celle-ci sera solidaire du pied que nous allons dessiner un peu plus tard. Nous allons donc extraire l'information de contour pour démarrer le prochain dessin !

Lancez la commande EDITREF sur le bloc panier puis la commande EDITSOLIDE avec en option Face et en sous-option Copier. Cette fonction extrait le contour et propose un déplacement : reculez la région que nous venons de créer de 20 mm vers l'ouest (ou l'opposé du centre du terrain). Nous n'avons plus qu'à sortir la région du bloc avec la commande JEUREF (ou la touche - ) avant de quitter la commande EDIREF en validant.

Après être revenu au SCG, appliquez un Ctrl+Maj+C de cet entité avec le point 0,0,0 en origine : la région est à présent dans le presse-papier et nous pouvons l'effacer de ce dessin.
Enregistrez et fermez le dessin.

 

 

En savoir plus sur EDITSOLIDE...

 
 
 
 

LE PIED

Nous restons fidèles aux recommandations de la NBA sans en savoir davantage sur les dimensions optimales.


21 - La platine, extrusion

Ouvrez un nouveau fichier, collez la région copiée à l'étape précédente en 0,0 et, enregistrez tout de suite le fichier sous le nom Pied.

Extrudez la région avec une hauteur de 12 mm, puis, dessinez la polyligne comme sur l'image ci-contre (en noir) en ayant placé le SCU adéquat grâce à l'option OBjet, par exemple. Attention, 5 mm de jeu sont prévus en haut et en bas pour la soudure, d'où la hauteur de 113. Cette forme polygonale sera reproduite et mise à l'échelle le long d'un profil à dessiner à la prochaine étape.

 

raccord

 

22 - Le pied, tracé

Retournez au SCG puis procédéz à une rotation autour de X de 90°. Nous sommes à présent dans le plan médian de notre construction, dessinez la polyligne du bas (en trois segments) avant créer deux DROITEs et l'option Bissectrice. La troisième, à 240 mm du segment incliné, permet d'obtenir les deux points intermédiaires de la seconde polyligne que je vous invite à tracer (aussi en rouge sur l'image ci-contre). La section de notre poteau sera évolutive.

 

bissectrice

 

23 - Le pied, les coupes

Commencez par copier sur place le profil d'extrusion en trois exemplaires et répartissez-les le long du chemin. Pour éviter des déplacements, rotation et mises à l'échelles compliquées, nous allons utiliser la commande ALIGNER : sélectionnez les copies une à une pour utiliser la commande. Prenez exemple sur l'image ci-contre pour sélectionner les points de départ 1 et 2 et 3 et 4. Choisisez l'option continuez et répondez oui à la question de la mise à l'échelle.

ALIGN

 

 




24 - Le pied, lissage

Lancez la commande LISSAGE, sélectionnez l'ensemble des profils dans l'ordre. Nous n'utilisons ni chemin ni guidage, il faut donc valider cOUpes uniquement (ici en vert) avant d'accéder à la boite de dialogue. Les polylignes rouges ne sont ici d'aucun usage réel. Nous allons choisir une surface régléE (même si dans notre cas, il s'agira d'un solide). Nous terminons avec la commande UNION pour souder la contre-platine. Enregistrez le fichier et fermez-le.

LISSAGE

 

boulon

25 - Les boulons, tracé

Ouvrons encore un nouveau ficher à part. Créez les deux polylignes pour dessiner le profil de la vis et de sa rondelle-cuvette, comme sur l'image, en veillant à bien fermer ces entités. Le panier est conçu avec une tôle de 6 mm, un panneau épais de 20 mm et une platine arrière de 12 mm, ce qui nous fait une épaisseur totale de 38 mm. Distance à laquelle nous plaçons la troisième entité, un rectangle.

 

 

 

 


 

boulon
Plygone

26 - Les boulons, mise en volume

Basculons d'abord notre SCU autour de Y de 90°. Puis, lancez la commande POLYGONE, validez les 6 côtés et spécifiez le point 0,0,-5.5. Ensuite, choisissez l'option Circonscrit en passant par le point de coordonnées 0,4 (Si votre SCU est orienté différemment, cette coordonnée doit etre recalculée). Répétez cette opération en centre 0,0,40 et en passant par le point 0,8.5. Extrudez maintenant les deux polylignes d'une hauteur de 8 mm et engagez la modélisation de la vis, de sa rondelle-cuvette et de sa rondelle plate en une seule opération de REVOLUTION autour de Z.

Achevez l'ouvrage en effectuant les opérations booléennes adéquates (empreintes de la tête de vis et éventuellement soustraction de l'axe au boulon). Puis, enregistrez le fichier sous le nom Boulon avant de le fermer.


 

INSERER




27 - Assemblage final par boulonnage

Nous sommes dans le dessin du panneau et nous apprétons à boulonner. Préparez-vous à insérer quatre boulons contre la tôle pliée du panier et face aux perçages. Tournez le SCU autour de Z de 180° et grâce à la commande INSERER le boulon, qui va alors se présenter dans la bonne direction. Pensez à Maj+clic droit (ou tapez CEN et Entrée) pour forcer l'accrochage au centre.

Nous insérerons le pied au point 0,0 du SCG.

 

Voir le fichier AutoCAD en 3D (hors Internet Explorer)