Tema 09.- Dibujo con ordenador
ÍNDICE
0.- INTRODUCCIÓN
1.- LA IMAGEN DIGITAL
1.1.- Tipos de imágenes
1.2.- Concepto de pixel
2.- EL DISEÑO CON ORDENADOR: CAD
2.1.- Concepto de CAD
2.2.- Clasificación de los programas CAD
2.3.- Programas de diseño en 2D
2.4.- Programas de diseño en 3D
3.- HERRAMIENTAS DE LOS PROGRAMAS CAD
3.1.- Concepto de entidad
3.2.- Concepto de capa
3.3.- Concepto de bloque
3.4.- Concepto de sistema de coordenadas
3.5.- Formatos de los programas CAD
4.- TIPOS DE PROGRAMAS CAD
5.- APRENDIENDO A USAR LIBRECAD
6.- APRENDIENDO A USAR SKETCHUP
7.- EJEMPLOS Y ACTIVIDADES
0.- INTRODUCCIÓN
Los cambios se hacían sobre el mismo plano, introduciendo revisiones, y si el cambio era muy
grande, había que repetir el plano de nuevo.
Hoy día la utilización del ordenador se ha extendido de tal modo que en la realización de dibujos se ha vuelto imprescindible el uso de herramientas CAD. Los útiles de dibujo han quedado obsoletos con la aparición y desarrollo de potentes programas de diseño y dibujo, que incorporan toda clase de herramientas, utilidades y asistentes para realizar complejos dibujos.
Dada la importancia creciente de las aplicaciones CAD 3D en el diseño industrial y la investigación científica, estas herramientas están ganando terreno de forma progresiva a las aplicaciones de CAD 2D, y se están implantando cada vez más en empresas e instituciones.
1.- LA IMAGEN DIGITAL
Vivimos una era en la que todas las formas de la información están sufriendo un proceso de digitalización. Las imágenes también han experimentado este proceso. La fotografía, el cine, la televisión, el diseño gráfico e, incluso, el diseño industrial producen miles de imágenes digitales, que son almacenadas en algún soporte físico, enviadas por un medio de transmisión electrónico, presentadas en una pantalla o impresas en papel en algún dispositivo.
1.1.- Tipos de imágenes
Hay dos tipos de imágenes:
- Las imágenes vectoriales se definen por sus características geométricas: por ejemplo ecuación matemática para una recta, centro y radio para un círculo, etc.
Una imagen vectorial es una imagen digital formada por objetos geométricos independientes (segmentos, polígonos, arcos, etc.), cada uno de ellos definido por distintos atributos matemáticos de forma, de posición, de color, etc.
- Las imágenes bitmap (mapa de bits) se definen por puntos o píxeles a los que se les asigna un color.
A las imágenes en mapa de bits se las suele definir por su altura y anchura (en píxeles) y por su profundidad de color (en bits por píxel), que determina el número de colores distintos que se pueden almacenar en cada punto individual, y por lo tanto, en gran medida, la calidad del color de la imagen.
1.2.- Concepto de pixel
Es el nombre técnico que recibe cada punto en una imagen digital de mapa de bits. El concepto de píxel tiene su origen en el vocablo inglés pixel y surgió como acrónimo entre los términos pix (expresión coloquial que refiere apicture, “imagen”) y element (traducido al español como “elemento”). La noción se utiliza en el ámbito informático para indicar la superficie homogénea más diminuta que forma parte de una imagen.2.- EL DISEÑO CON ORDENADOR: CAD
2.1.- Concepto de CAD
CAD significa Computer-Aided Design, diseño asistido por computadora en español. Los programas de CAD permiten diseñar piezas, edificios, paisajes, escenarios, etc. Incluyen elementos de simulación de su funcionamiento físico, de forma que podemos someter a nuestros diseños a pruebas básicas.2.2.- Clasificación de los programas CAD
Los programas CAD pueden ser en 2D (dos dimensiones) o 3D (tres dimensiones).2.3.- Programas de diseño en 2D
Los programas en 2D sirven para realizar los planos de edificios, piezas, componentes, construcciones, etc. Estos planos se pueden guardar para luego poder editarlos o modificarlos y también se pueden imprimir.- LibreCAD es un software CAD gratuito de código abierto. Dispone de las herramientas básicas necesarias para modelar y modificar tus diseños. Es ideal para principiantes y para enseñanza. Se puede instalar en los sistemas operativos Linux, Windows y MacOs.
- QCad es un software de CAD 2D libre de la vieja escuela y está inspirado en parte por AutoCAD. Se orienta, por lo tanto, sobre todo hacia el dibujo técnico. Como la interfaz de usuario es muy ordenada y limpia, incluso los más novatos encontrarán accesible este software CAD de forma rápida.
2.4.- Programas de diseño en 3D
Existen varios programas de CAD en 3D que son adecuados para su uso en la enseñanza secundaria. Estos programas están diseñados para ser intuitivos y fáciles de aprender, lo que los hace ideales para estudiantes que están siendo introducidos al diseño asistido por computadora. Aquí hay algunos programas que podrían ser útiles:
1. TinkerCAD:
- Interfaz sencilla y fácil de usar.
- Basado en web, por lo que no requiere descargas ni instalaciones.
- Ideal para principiantes en CAD.
- Versión educativa de SketchUp.
- Herramientas básicas para modelado 3D.
- Ofrece herramientas avanzadas, pero también es amigable para principiantes.
- Puede ser utilizado para diseño mecánico y diseño paramétrico.
- Licencia gratuita para estudiantes y educadores.
4. FreeCAD:
- Software de código abierto.
- Funciones avanzadas de modelado 3D y diseño paramétrico.
- Ideal para proyectos de diseño más complejos.
- Es un editor CAD de ingeniería, arquitectura y construcción bajo licencia GNU General Public License para el diseño de los muebles de una vivienda en un plano 2D, y una vista previa en 3D. Desarrollado en Java.
6. OpenSCAD:
- Enfocado en diseño paramétrico mediante programación.
- Ideal para estudiantes interesados en el diseño basado en código.
- Software de código abierto.
7. BlocksCAD:
BlocksCAD es una herramienta de modelado 3D basada en bloques fácil de usar. Los estudiantes codifican modelos que pueden imprimirse en 3D o verse en un entorno AR/VR. La funcionalidad principal y el plan de estudios de BlocksCAD respaldan el aprendizaje de matemáticas y codificación mediante la construcción del pensamiento computacional. Habilidades de lógica y razonamiento espacial.
Para ampliar información sobre BlocksCAD podéis consultar la siguiente entrada del blog:
Antes de elegir un programa, es importante considerar los objetivos del curso y el nivel de habilidad de los estudiantes. Además, verificar si hay recursos educativos disponibles, como tutoriales o documentación, puede ser útil para el aprendizaje.
3.- HERRAMIENTAS DE LOS PROGRAMAS CAD
Los programas de diseño asistido por computadora (CAD) ofrecen una variedad de herramientas para crear modelos tridimensionales y 2D. Aunque las características específicas pueden variar según el software, hay algunas herramientas comunes que se encuentran en la mayoría de los programas de CAD. Aquí están algunas de las herramientas principales:
Herramientas de Dibujo:
- Línea: Permite dibujar segmentos de línea.
- Rectángulo y Cuadrado: Facilita la creación de formas rectangulares.
- Círculo: Para dibujar círculos y arcos.
- Polilínea: Permite la creación de líneas compuestas por varios segmentos.
Herramientas de Modificación:
- Mover: Desplaza elementos seleccionados.
- Copiar: Crea copias de elementos existentes.
- Rotar: Gira objetos alrededor de un punto específico.
- Escalar: Ajusta el tamaño de los objetos.
- Herramientas de Modificación Avanzada:
- Fillet/Chamfer: Crea esquinas redondeadas o cortes en ángulo.
- Desfasar (Offset): Crea una copia paralela de una entidad.
- Dividir: Divide una entidad en partes más pequeñas.
Herramientas de Modelado 3D:
- Extrusión: Convierte objetos 2D en modelos 3D al extenderlos en una dimensión.
- Revolución: Crea objetos 3D girando un perfil alrededor de un eje.
- Operaciones Booleanas: Realiza operaciones como unión, resta e intersección entre sólidos.
Herramientas de Anotación y Medición:
- Texto: Permite agregar anotaciones y etiquetas.
- Cotas: Agrega dimensiones para indicar tamaños y distancias.
- Herramientas de Visualización:
- Zoom, Pan y Girar: Permite moverse y enfocarse en diferentes partes del modelo.
- Vistas Ortogonales: Cambia entre vistas como planta, alzado y perfil.
- Sombras y Luces: Mejora la representación visual del modelo.
Herramientas de Renderizado:
- Texturizado y Materiales: Agrega texturas y asigna materiales a los modelos.
- Iluminación: Ajusta la iluminación para obtener representaciones realistas.
Herramientas de Gestión de Archivos:
- Guardar y Abrir: Gestiona archivos de proyecto.
- Importar y Exportar: Permite trabajar con diferentes formatos de archivo.
Estas herramientas básicas forman la columna vertebral de la funcionalidad en la mayoría de los programas de CAD. Sin embargo, la complejidad y la variedad de estas herramientas pueden aumentar según el nivel de sofisticación del software y su enfoque, ya sea en arquitectura, diseño industrial, ingeniería, entre otros.
3.1.- CONCEPTO DE ENTIDAD EN DISEÑO CAD
En el contexto de los programas de diseño asistido por computadora (CAD), el término "entidad" se refiere a cualquier objeto geométrico o elemento de dibujo dentro del espacio de trabajo del programa. Las entidades son los elementos básicos que componen un modelo en un entorno CAD. Cada entidad tiene propiedades específicas, como posición, tamaño, forma y orientación.
Las entidades pueden clasificarse en dos categorías principales: entidades 2D y entidades 3D.
Entidades 2D:
- Líneas: Segmentos rectos que conectan dos puntos.
- Círculos y Arcos: Representan formas circulares y porciones de círculos.
- Rectángulos: Cuadriláteros con lados opuestos paralelos y ángulos rectos.
- Polilíneas: Secuencias de segmentos de línea y arcos conectados.
- Texto: Anotaciones y etiquetas.
- Puntos: Puntos de referencia en el espacio.
Entidades 3D:
- Sólidos: Objetos tridimensionales con volumen.
- Superficies: Representaciones de objetos 3D sin volumen.
- Mallas: Estructuras formadas por polígonos que definen superficies tridimensionales.
- Nubes de Puntos: Conjuntos de puntos en el espacio tridimensional.
Las entidades en un programa de CAD son manipuladas y editadas utilizando diversas herramientas de dibujo y modificación. Las operaciones comunes incluyen la creación de entidades básicas mediante comandos de dibujo, la modificación de entidades existentes para ajustar su forma o posición, y la aplicación de operaciones booleanas para combinar o sustraer entidades.
Además de las propias entidades geométricas, los programas CAD también pueden permitir la inclusión de propiedades adicionales, como información de capas (layers), propiedades de materiales, restricciones geométricas y datos dimensionales. Estas características añaden un nivel de detalle y precisión al modelado en CAD, permitiendo a los usuarios crear representaciones digitales detalladas y precisas de objetos y sistemas del mundo real.
3.2.- CONCEPTO DE CAPA EN DISEÑO CAD
En el contexto de diseño asistido por computadora (CAD), una "capa" es un elemento organizativo que permite agrupar y gestionar objetos y entidades dentro del espacio de trabajo del programa. Las capas son una herramienta fundamental para organizar y controlar la visibilidad, la apariencia y otros aspectos de los elementos gráficos en un dibujo o modelo CAD.
Cada capa tiene atributos (color, anchura y estilo de línea) y las entidades de una capa
suelen heredar los atributos de la misma sobre la que se situó. Puedes controlar la visibilidad de las capas, lo que te permite mostrar u ocultar selectivamente ciertos elementos en el dibujo. Esto es útil para simplificar la vista y concentrarse en partes específicas del diseño.