Ověřené postupy pro použití OpenSCAD

OpenSCAD je nástroj pro návrh 3D modelů technických zařízení. Na rozdíl od většiny návrhových nástrojů OpenSCAD využívá pro popis objektu programovací jazyk. Tento přístup umožňuje jednak parametrizaci modelů a navíc jejich snadné verzování s identifikací přesné změny. Základní úvod do používání programu je na Know only 10 things to be dangerous in OpenSCAD, existuje také přehled základních funkcí.

Je praktické dodržovat některá základní pravidla při vytváření modelů v openscadu.

• Názvy proměnných vytvářet v mezinárodním jazyce (angličtina a globálně známé výrazy a zkratky)
• Příliš nezkracovat názvy proměnných
• Proměnné a operátory oddělovat mezerami
• Používat odsazení o 4 mezery (tabulátor) ve vnořeném bloku kódu
• Operace nad tělesem (translace, rotace) jsou vždy samostatně jedna na řádku, objekty se kterými manipulují jsou na řádku následujícím a jsou považovány za vnořený blok.

Kromě těchto základních pravidel je užitečné používat metodiky, které umožňují snadnější realizaci i u velmi složitých konstrukcí. Patří mezi ně:

• Parametry společné pro celou sestavu mají být v souboru parameters.scad který je includován do všech dílů sestavy.
• Hodnota společných parametrů je taková, jak se přímo používá v jednotlivých modelech, včetně tolerance. Jednotlivé modely si hodnotu parametru mohou upravit pomocí jiných parametrů, ale nezavádějí vlastní hodnotu.
• V modelech jsou pouze nezbytně nutné parametry, nebo parametry, které se s jistotou nepoužijí mimo model
• Používáme globální prarametr global_clearance, který slouží k vyřešení tolerancí jednotlivých dílů, které mají pasovat do sebe a jeho hodnota je závislá na konkrétní tiskárně, nastavení sliceru a podobně.
• Model se snažíme kreslit v pozici v jaké se bude tisknout. Jeho skutečná pozice v sestavě je pak řešena až souborem sestavy

Názvy jednotlivých souborů modelů jsou číselné ve formátu (Název_)XXX_XXXX.scad kde první trojčíslí určuje zamýšlený materiál ze kterého se má model realizovat:

• 888 - PLA
• 666 - Generický FDM materiál
• 333 - slitiny hliníku

Následuje číslo dílu, kde první číslice je skupina dílů. Druhá číslice je sestava uvnitř skupiny dílů a pak následují pořadová čísla jednotlivých dílů ve skupině.

Důvodem k použití číslování je, že názvy souborů jsou pak striktně jednoznačné. Zároveň tak je možné snadné třídění souborů podle sestav a skupin.

Knihovny by v projektech měly být ve složce src/lib/ , s tím že složka lib může mít další podsložky. Například standardní knihovny společné pro více projektů ve formě submodulu. Submodul s knihovnami vytvoříme příkazem

git submodule add git@github.com:ThunderFly-aerospace/Openscad_stdlib.git lib/stdlib

Jedna tištěná komponenta obvykle zahrnuje víc práce, než jen samotný návrh dílu. Pro tisk je návrh modelu obvykle potřeba opatřit ještě souborem, který model napozicuje do polohy ve které se má tisknout. Tato poloha z praktických důvodů často totiž je odlišná od návrhové polohy dílu.

Pro tiskový soubor obvykle používáme název print_plate. Struktura takového souboru pak typicky vypadá nějak takhle:

use <../888_1001.scad>
use <../lib/stdlib/shortcuts.scad>

safety_hole = 2.5;

place_in_rect(30, 80) // arange that stuff in a grid
{
    888_1001(hole_diameter = safety_hole);
    888_1001(hole_diameter = safety_hole);

    888_1001(hole_diameter = safety_hole);
    888_1001(hole_diameter = safety_hole);

    888_1001(hole_diameter = safety_hole);
    888_1001(hole_diameter = safety_hole);

}

Ověřené způsoby, kterými lze vyřešit standardní omezení tisku

1. Otvory jsou tištěny vždy menší než navrhované
2. Válce jsou vždy trošku větší než navrhované

Výše uvedené fakty vedou k tomu, že při vytvoření modelu, kde hřídel má stejný průměr jako otvor, tak tyto modely nebudou pasovat do sebe. Fakticky zajistit, aby hřídel byla definovaně lícovaná do otvoru současný 3D tisk dopředu neumí a je to otázkou experimentů a nastavování parametrů.

Je třeba ale zdůraznit, že nalezené parametry platí vždy pro konkrétní počet polygonů díry a válce a pro konkrétní průměr. Výraznou změnou průměru tak dojde k porušení nalezeného lícování.

Určitou výhodou ale je, že model tištěný opakovaně na stejné tiskárně ze stejného typu filamentu má velmi opakovatelné vlastnosti.

1. Tiskárna umí přemostit díru v modelu, most však nesmí obsahovat díry
2. Nejhorší možný tvar v modelu je zakulacený strop

Z výše uvedených bodů například vyplývá, že když chceme uzavřít otvor pro zapuštění šroubu, kde hlava šroubu začíná u tiskové podložky. Tak je výhodné zapuštění ukončit plnou vrstvou o tloušťce jedné tiskové vrstvy v našich modelech je k tomuto účelu určena konstanta layer_tickness.

Na následujícím obrázku je pak videt jak takový tiskový model vypadá

Horizontální mosty je pak potřeba po vytištění odstranit vrtákem.

Integrovaný editor v OpenSCADu není moc pohodlný pro užívání. Je proto vhodnější zdrojové kódy modelů editovat v jiném editoru. OpenSCAD to podporuje tím, že při novém uložení souboru znovu zobrazí náhled. Některé editory podporují pluginy, které znají jazyk OpenSCADdu.

ATOM je nástroj pro univerzální editaci zdrojových kódů.

Pro OpenSCAD je potřeba doinstalovat balíček language-openscad.

Editor atom je pro tento účel vhodným editorem. Instalace je docela jednoduchá a rychlá. Editor pak nabízí mnoho pokročilých funkcí.

Instalace lze provést v nastavení, do kterého se dostaneme přes ```Edit → Preferences``` (klávesová zklatka ctlr+, (čárka)). V levém sloupci nastavení je potřeba zvolit `install` a vyhledat ```language-openscad```. Následně je potřeba nainstalovat stejnojmenný plugin.

Pak stačí otevřít soubor a editor by měl sám poznat, že se jedná o OpenSCAD soubor. Bude se to projevovat tak, že syntaxe bude správně obarvená a bude to znát určité openscad funkce.

Další vhodný editor je SublimeText 3.

Instalaci pluginu lze provést přes systém balíčků, který můžeme aktivovat volbou Tools → Install Package Control...

Otevřeme nástroj pro zacházení s balíčky volbou Preferences → Package Control.

V nabídce zvolíme „Install Package“

Do filtračního pole napíšeme „openscad“. A klikneme na odpovídající balíček.

Nyní je potřeba SublimeText zavřít a znovu otevřít, aby se nová konfigurace projevila. Potom je možné nastavit, aby všechny soubory s příponou .scad byly otevřeny s OpenSCAD zvýrazňováním syntaxe. To lze nastavit přes volbu v pravém dolním rohu a výběrem Open all with current extension as.. → OpenScad

Při následujícím otevření .scad souboru bude automaticky rozpoznán jako OpenSCAD zdrojový kód.