آموزش طراحی و ساخت پایه گوشی با دستگاه برش لیزری

اگر می‌خواهید یاد بگیرید چطور از یک شکل دو‌بعدی یک شی سه‌بعدی بسازید، همین‌جا بمانید. در این ساختنی آموزش طراحی پایه گوشی با نرم‌افزار Fusion 360 را یاد می‌گیرید که با همین روش ساخته می‌شود. این پایه نگهدارنده گوشی همان چیزی است که به آن ۲.۵ بعدی می‌گوییم. این نوع اجسام که با نام فلت‌پک هم شناخته می‌شوند، درست مثل اجسام سه‌بعدی هستند اما با اتصال پنل‌های دوبعدی به شکل اجسام ۲.۵ بعدی درمی‌آیند.

این پایه گوشی طوری طراحی شده که با اتصال دو پنل یک جسم سه‌بعدی ساخته بشود و تحمل وزن گوشی را هم داشته باشد. برای طراحی پایه گوشی از نرم‌افزار Fusion 360 استفاده می‌کنیم و برش هم با دستگاه برش لیزری انجام می‌شود. البته شما می‌توانید با استفاده از تکنیک برش دیجیتال با دست که در این ساختنی یاد گرفته‌اید، پنل‌ها را با ابزارهای دستی مثل اره مویی و دریل هم ببرید.

گام اول: چرا از Fusion 360 استفاده می‌کنیم؟

اگر در زمینه مدل‌سازی سه‌بعدی تازه‌کار هستید، توصیه می‌کنیم از نرم‌افزار Fusion 360 استفاده کنید. این پیشنهاد ما دلایل زیادی دارد که مهم‌ترین آنها را برایتان ذکر می‌کنیم:

• یادگیری آن آسان است – رابط کاربری طوری طراحی شده که کاملا ساده و مینیمال باشد. شما بدون آشنایی اولیه با مدل‌سازی سه‌بعدی هم می‌توانید با رابط کاربری Fusion 360 ارتباط برقرار کنید.
• بسیار قدرتمند است – بعد از اینکه اصول اولیه مدل‌سازی را یاد گرفتید، هیچ محدودیتی در طراحی سه‌بعدی نخواهید داشت. ساخت مدل‌های ساده با این نرم‌افزار بسیار ساده است اما هیچ مانعی برای ساخت مدل‌های پیچیده نخواهید داشت.
• کراس پلتفرم است – Fusion 360 در هر دو سیستم عامل ویندوز و مکیناش در دسترس است و در هر دو پلتفرم هم بسیار قوی است.
• برای برش لیزری عالی است – مدل‌های سه‌بعدی این نرم‌افزار به راحتی به پنل‌های دوبعدی مناسب برش لیزری تبدیل می‌شوند و انتقال آنها به Illustrator با خطا همراه نخواهد بود.
• مبتنی بر وب نیست – کار با فایل‌های سنگین روی فضای ابر همواره با مشکلات کندی و بک‌آپ همراه است. Fusion 360 اینطور نیست و نیازی به اتصال اینترنت پرسرعت ندارد.

گام دوم: نرم‌افزار Fusion 360 را نصب کنید

این نرم‌افزار یکی از قدرتمندترین ابزارهای مدل‌سازی سه‌بعدی است که توسط Autodesk طراحی شده و کار با آن بسیار ساده است. با نرم‌افزار Fusion 360 می‌توانید مدل‌های سه‌بعدی پیچیده برای ساخت وسایل، طراحی محتوای دیجیتال و … بسازید.

برای نصب نرم‌افزار به صورت رایگان به ترتیب زیر عمل کنید:

1. نرم‌افزار را از اینجا یا اینجا دانلود کنید (در دستگاه‌های مک از اپ‌استور برای دانلود استفاده نکنید).
2. ایمیل‌تان را وارد کنید و یک نسخه رایگان دانلود کنید.
3. نرم‌افزار را نصب کنید و یک حساب Autodesk ID بسازید.
4. بعد از باز کردن نرم‌افزار از تولبار بالایی گزینه Trial Counter را انتخاب کنید (در این قسمت می‌بینید که چند روز از مدت اعتبار رایگان باقی‌ مانده است).
5. در باکس بعدی گزینه Register for Free Use را انتخاب کنید.
6. حالا گزینه Sign up as a Start-Up or Enthusiast را انتخاب کنید تا به صورت رایگان وارد نرم‌افزار بشوید. اگر دانشگاه شما در لیست مراکز معتبر Autodesk قرار دارد، می‌توانید از گزینه Student or Educator استفاده کنید.
7. گزینه accept Terms and Conditions را انتخاب کنید و Submit را بزنید.

گام سوم: گوشی را اندازه بگیرید

مثل همیشه کارمان را با اندازه‌گیری شروع می‌کنیم. نیازی نیست اندازه‌گیری کاملا دقیق باشد و مشخص کردن ارتفاع، عرض و ضخامت کلی گوشی کافی است. کولیس بهترین ابزار برای این نوع اندازه‌گیری محسوب می‌شود و بهترین واحد هم میلیمتر است.

ابعاد گوشی ما به همراه قاب ۱۴۵×۷۴×۹ میلیمتر است. روش کار با کولیس هم در تصاویر مشخص است و باید دندانه‌ها را دو طرف شی مورد نظرتان تنظیم کنید.

گام چهارم: رابط کاربری نرم‌افزار Fusion 360

ابعاد گوشی تمام چیزی است که برای ساخت مدل سه‌بعدی نیاز دارید. از حالا سراغ نرم‌افزار Fusion 360 می‌رویم و طراحی را آغاز می‌کنیم. قبل از اینکه مراحل طراحی پایه گوشی را به شما یاد بدهیم، بهتر است رابط کاربری نرم‌افزا را با هم مرور کنیم.

در این گام اجزای اصلی رابط کاربری را معرفی می‌کنیم تا دنبال کردن گام‌های بعدی برایتان ساده‌تر بشود. شماره‌گذاری لیست زیر طبق تصویر بالا انجام شده است.

1. نوار برنامه (Application bar): از این قسمت می‌توانید به پنل دیتا، تنظیمات فایل، دخیره، آن-دو و ری-دو دسترسی داشته باشید.
2. پروفایل و راهنما (Profile and help): در قسمت پروفایل می‌توانید تنظیمات پروفایل و حساب کاربری را تنظیم کنید و در قسمت راهنما به خدمات آموزشی و اشکال‌یابی دسترسی خواهید داشت.
3. نوار ابزار (Toolbar): از این قسمت برای انتخاب فضای کار یا ورک اسپیس و ابزارهای مورد استفاده در فضای کار استفاده کنید.
4. ویوکیوب (ViewCube): ویوکیوب نام ابزاری است که با آن می‌توانید طرح‌تان را بچرخانید یا آن را از نماهای استاندارد تماشا کنید.
5. مرورگر (Browser): لیست آبجکت‌های موجود در مدل سه بعدی اینجا نمایش داده می‌شود. برای اعمال تغییرات روی آبجکت‌ها و کنترل رویت‌پذیری آنها از مرورگر استفاده کنید.
6. منوی بوم و علامت‌گذاری (Canvas and marking menu): برای انتخاب آبجکت‌های بوم (فضای طراحی مدل)، چپ کلیک کنید و برای دسترسی به منوی علامت‌گذاری یا مارکینگ هم راست کلیک کنید. این منو شامل فرمان‌های پرکاربرد در لیست اولیه و تمام فرمان‌ها در منوی ثانویه است.
7. تایم لاین (Timeline): تایم لاین تمام عملیات‌های اجرا شده روی طرح را شامل می‌شود. برای اعمال تغییر کافی است روی عملیات مورد نظرتان در تایم لاین راست کلیک کنید. برای تغییر نحوه محاسبه عملیات‌ها هم آنها را با کشیدن در تایم لاین جابجا کنید.
8. نوار جهت‌یابی و تنظیمات نمایشگر (Navigation bar and display settings): نوار جهت‌یابی شامل فرمان‌های لازم برای زوم،‌ چرخش و حرکت عمودی مدل است. تنظیمات نمایشگر هم نحوه نمایش مدل روی بوم و نحوه نمایش منوها را مشخص می‌کند.

نکته: از موس سه دکمه برای کار با نرم‌افزار Fusion 360 استفاده کنید.

گام پنجم: مدل سه‌بعدی گوشی را بسازید

حالا می‌توانید مدل‌سازی را آغاز کنید. برای ساخت پایه گوشی قبل از هر چیز باید یک مدل سه‌بعدی از گوشی‌تان داشته باشید. از منوی Sketch در تولبار، گزینه Create Sketch را انتخاب کنید. ابزار Sketch نیاز به یک صفحه برای طراحی دارد و باید صفحه bottom یا پایینی (ZX) را برایش انتخاب کنید. حالا نمای طرح عوض شده و می‎توانید طراحی را شروع کنید.

به Sketch > Rectangle > Center Rectangle بروید و روی نقطه مبدا مدل کلیک کنید تا مرکز مستطیل مشخص بشود. می‌توانید موس را بکشید تا عرض و طول را به صورت متقارن نسبت به مرکز تغییر بدهید اما بهتر است همیشه با اعداد کار کنید. برای ابعاد گوشی ما، عدد ۷۴ را وارد کردیم که عرض را روی ۷۴ میلیمتر تنظیم کرد و سپس با زدن کلید تب طول را هم روی ۱۴۵ میلیمتر تنظیم کردیم.

حالا که یک مستطیل دارید، روی Stop Sketch کلیک کنید. با گرفتن شیفت و کلید وسطی موس می‌توانید مدلی که ساخته‌اید را حرکت بدهید و آن را از هر طرف ببینید.

حالا باید یک شی سخت بسازید که نمایانگر گوشی باشد. به Create > Extrude بروید و روی طرح مستطیل کلیک کنید. ارتفاع مستطیل را به اندازه ضخامت گوشی که در مراحل قبل اندازه گرفته‌اید، وارد کنید. برای ما این ارتفاع ۹ میلیمتر است.

برای اینکه مدل بیشتر شبیه گوشی بشود، می‌توانیم گوشه‌هایش را گرد کنیم. در تصاویر قبلی دیدید که گوشی ما لبه‌های گرد داشت؛ بنابراین اگر گوشی‌تان لبه‌های گرد ندارد نیاز به تکرار این کار ندارید. برای گرد کردن لبه‌ها، به Modify > Fillet بروید و چهار گوشه مدل را انتخاب کنید. نیاز به اندازه‌گیری دقیق ابعاد نیست و کافی است فلش را آنقدر بکشید که لبه‌ها شبیه گوشی‌تان بشود.

اگر طراحی از چند Component تشکیل شده باشد، مدیریت آن ساده‌تر می‌شود. از قسمت Browser به فولدر Bodies بروید و با باز کردن منوی کشویی گزینه phone body را از لیست انتخاب کنید. روی بدنه کلیک کنید و گزینه Create Components from Bodies را بزنید. حالا یک جزء جدید به مرورگر نرم‌افزار اضافه شده که می‌توانید آن را به عنوان بخشی از مدل‌ سه‌بعدی تغییر نام بدهید. البته مدلی که برای طراحی پایه گوشی می‌سازیم بسیار ساده است و اضافه کردن تک تک اجزا به مرورگر ضروری نیست اما اینکار طراحی را ساده‌تر می‌کند.

گام ششم: مدل گوشی را جای‌گذاری کنید

برای ساخت مدل پایه گوشی، ابتدا باید پوزیشن گوشی روی پایه را مشخص کنید. مدل گوشی را تکان بدهید و بچرخانید تا پوزیشن دلخواه‌تان را پیدا کنید.

به Browser بروید و مدل گوشی را انتخاب کنید. روی مدل گوشی راست کلیک کنید و گزینه Move را از منو پاپ‌آپ انتخاب کنید. این فرمان یک Manipulator به شما می‌دهد که حرکت دادن، چرخاندن و تغییر مقیاس گوشی را ممکن می‌کند. برای مشخص کردن محور چرخش، از پنجره Move گزینه Set Point را انتخاب کنید و سپس روی نقطه مورد نظرتان روی مدل گوشی کلیک کنید. روی چک باکس سبز کلیک کنید و با گرفتن manipulator، آن را هر طور که می‌خواهید بچرخانید. ما زاویه ۶۰- درجه را انتخاب کردیم. بعد از پیدا کردن زاویه مناسب هم روی OK کلیک کنید تا ابزار بسته بشود.

گام هفتم: پنل اول را بسازید

بعد از مشخص کردن پوزیشن گوشی، می‌توانید طراحی پنل‌های پایه گوشی را شروع کنید. برای ساخت پایه گوشی دو پنل می‌سازیم که با زاویه مشخص در هم قفل می‌شوند و گوشی روی آنها قرار می‌گیرد. بنابراین کارمان را با طراحی پنل اول از زاویه بالا شروع می‌کنیم.

به Sketch > Create Sketch بروید و صفحه XZ را انتخاب کنید. از آنجایی که گوشی در مرکز کانواس قرار دارد، نقطه مبدا را روی اولین نقطه خط تنظیم کنید و سپس با زدن کلید تب زاویه را روی ۴۵ درجه تنظیم کنید. دوباره تب را بزنید و طول ۸۰- میلیمتر را وارد کنید.

در تصویر بالا نمای بالا به پایین کناره پنل را می‌بینید. یک خط ۶ میلیمتری (ضخامت تخته چندلا) با زاویه راست بکشید تا نمایانگر ضخامت باشد. به Sketch > Offset بروید و باکس Chain Selection را غیرفعال کنید و سپس خطی که کشیده‌اید را آفست کنید تا طول کلی پنل مشخص بشود. ۹۵ میلیمتر برای طول این خط کافی است.

به Sketch > Extend بروید و روی خط بلندی که کشیده‌اید کلیک کنید. به این ترتیب خط آنقدر بلند می‌شود که به خط انتهای پنل برسد. برای بستن این نمایه، یک خط دیگر در طرف باز مستطیل بکشید.

راه‌های زیادی برای کشیدن این مستطیل وجود دارد و این فقط یکی از روش‌های ممکن است. اگر از روش دیگری استفاده کردید، آن را با کاربران ساختنی به اشتراک بگذارید.

روی Stop Sketch کلیک کنید تا به فضای مدل‎سازی برگردید و روی Create > Extrude کلیک کنید. کارایی پیش‌فرض این ابزار Cut یا همان برش است اما شما می‌خواهید یک هندسه جدید ایجاد کنید؛ بنابراین از لیست کشویی گزینه New Body را انتخاب کنید.

پنل در قسمت پایینی به متریال بیشتری نیاز خواهد داشت؛ بنابراین دوباره به Create > Extrude بروید و انتهای پنل را تا ۱۰ میلیمتر اکسترود کنید.

گام هشتم: پنل را ویرایش کنید

بعد از اینکه پنل را سرجایش قرار دادید و سایز آن را تنظیم کردید، باید برشی که گوشی را نگه می‌دارد رویش ایجاد کنید. به Modify > Combine بروید و پنل را به عنوان Target Body و گوشی را به عنوان Tool Body انتخاب کنید. باکس Keep Tools را انتخاب کنید (چون نمی‌خواهید هیچ کدام از قطعات را از دست بدهید) و روی OK کلیک کنید. بعد از قطعات را در منوی Browser مخفی کردید (با کلیک کردن روی حباب لامپ کنار هر جزء)، می‌بینید که پنل در محل قرارگیری گوشی یک برش دارد.

اکثر دستگاه‌های برش لیزری فقط از برش دوبعدی پشتیبانی می‌کنند. بنابراین باید پنل را طوری تغییر بدهید که برش دوبعدی بشود؛ یعنی در هر دو طرف پنل یکسان باشد. به Sketch > Create Sketch بروید و وجه کناری پنل را انتخاب کنید. به Sketch > Project بروید و در قسمت¬ Selection Filter روی Bodies کلیک کنید. سپس بدنه پنل را روی اسکچ بیاندازید. حالا یک نمایه اسکچ دارید که شکل و ویژگی‌های هندس شیبی که باید ببرید را نشان می‌دهد.

به Create>Extrude بروید و این نمایه را انتخاب کنید. سپس آن را طوری اکسترود کنید که کل پنل را ببرد.

این مراحل را برای طرف دیگر پنل هم تکرار کنید و این نمایه‎ها را اکسترود کنید تا یک نمایه دوبعدی و کامل از پنل داشته باشید.

جلوی پنل باید طوری بریده بشود که روی صفحه را نپوشاند. یک Sketch دیگر روی کناره پنل بسازید و یک خط در طول و روی تاب‌خوردگی بکشید و سپس با استفاده از ابزار Offset آن را در محل مناسب قرار بدهید. از ابزار Extend هم برای ساخت نمایه بسته استفاده کنید.

دوباره از Extrude برای بریدن این بخش استفاده کنید.

گام نهم: پنل دوم و برش اتصال را بسازید

پنل اول تقریبا آماده است و می‌توانید ساخت پنل دوم و برش اتصال دو پنل به یکدیگر را ایجاد کنید. به Create > Mirror بروید و از قسمت¬ Pattern Type گزینه Pattern Bodies را انتخاب کنید، پنل را انتخاب کنید و روی Mirror Plane کلیک کنید و صفحه XY را انتخاب کنید. حالا اگر روی OK کلیک کنید، دو پنل با زاویه ۹۰ درجه نسبت به یکدیگر خواهید داشت.

برای اینکه پشت پایه را کوتاه‌تر کنید، به Modify > Press/Pull بروید و بالای یکی از پنل‌ها را فشار بدهید. ابزار Press/Pull درست مثل Extrude است با این تفاوت که وقتی مدل‌ها را فشار می‌دهید، هندسه دیگر را نمی‌برد و وجوه شیب‌داری که بهم متصل هستند را حفظ می‌کند. توجه کنید که وقتی یک طرف را فشار می‌دهید، بدنه طرف دیگر هم آن را دنبال می‌کند. علتش هم این است که Design History روشن است و دو بدنه بهم متصل هستند.

برای ایجاد برش اتصال، یک نمایه از بالای پنل به نقطه وسطی اکسترود کنید و آن را روی پنل دیگر معکوس کنید. یک Sketch روی قسمت بالای یکی از پنل‌ها ایجاد کنید، سپس به Sketch > Project بروید و صفحه بالایی پنل دیگر را انتخاب کنید. حالا یک نمایه مربعی دارید که می‌توانید از آن برای برش استفاده کنید.

 

حالا نقطه وسط پنل را ساخته‌ایم. به Inspect > Measure بروید و روی خط عمودی پنل که ۴۰ میلیمتر است، کلیک کنید. برای ایجاد یک برش روی نقطه وسطی، یکی از پنل‌ها را در Browser مخفی کنید و به Create > Extrude بروید و نمایه‌ای که ساخته‌اید را به اندازه ۲۰- میلیمتر اکسترود کنید.

برای ایجاد برش معکوس در پنل دوم، یک Sketch در قسمت پایینی پنل ایجاد کنید و پنل اول را Project کنید و سپس نمایه را به اندازه ۲۰ میلیمتر Extrude کنید.

توصیه می‌کنیم از هر دو بدنه یک جزء یا component بسازید و آنها را نام‌گذاری کنید.

گام دهم: لبه‌های طراحی را نرم کنید

لبه‌های تیز ظاهر جذابی به پایه گوشی نمی‌دهند و وقتی بخواهید از تخته چندلا برای ساخت پایه استفاده کنید، لبه‌ها تیز منجر به ترک خوردن آن می‌شود. به همین خاطر باید تا جایی که می‌شود از لبه‌های گرد در طراحی پایه گوشی استفاده کنیم. به Modify>Fillet بروید و تمام لبه‌های خارجی پنل را انتخاب کنید. سه میلیمتر شعاع خوبی برای لبه‌های گرد است. همین کار را روی پنل دوم تکرار کنید. یک Fillet دیگر روی گوشه‌های داخلی و محل تماس با گوشی اضافه کنید اما اینبار از شعاع یک میلیمتری استفاده کنید تا مطمئن شوید گوشی داخل پایه جا می‌گیرد.

ظاهر پایه بهتر شد اما می‌توانید با حذف کردن قسمت‌های غیرضروری بدنه، مدل را بهتر کنیم. اینکار را با بریدن قسمت‌های اضافی پایه گوشی انجام می‌دهیم.

یک Sketch کنار پنل اول ایجاد کنید. سپس به Inspect>Measure بروید تا عرض قسمت خارجی پنل – که ۹ میلیمتر است – تنظیم بشود.

سپس از ابزار Offset با Chain Selection فعال استفاده کنید و سپس خطوط محیط را به سمت داخل بکشید. افست را روی ۹ میلیمتر تنظیم کنید تا ابعاد در همه قسمت‌ها ثابت باشند. پنل را روی اسکچ Project کنید تا خطوطی که می‌توانید روی آنها کار کنید، مشخص بشود. سپس از ابزار Extend برای دسترسی به یک نمایه بسته کامل و قابل برش استفاده کنید.

نمایه‌های که ساختید را Extrude کنید و پنل را ببرید. دوباره از ابزار Fillet برای گرد کردن گوشه‌ها استفاده کنید و سپس همین مراحل را روی پنل دوم تکرار کنید.

گام یازدهم: نمایه‌های برش لیزری را ایجاد کنید

حالا طراحی پایه گوشی تمام شده و باید خطوط پروفایل را طوری اکسپورت کنید که بتوانید آنها را با برش لیزری ببرید. برای اینکار به Sketch>Create Sketch بروید و روی پنل کلیک کنید. اسکچ‌ها را در browser نام‌گذاری کنید تا بتوانید اجزای طرح را به درستی دنبال کنید.

روی اسکچ‌ها در Browser راست کلیک کنید و گزینه Save as DXF را انتخاب کنید و فایل‌ها را در فولدر دلخواه‌تان ذخیره کنید.

گام دوازدهم: طرح برش را در Adobe Illustrator ایجاد کنید

نرم‌افزار Adobe Illustrator را باز کنید و یک سند جدید با عرض ۳۶ اینچ و طول ۲۴ اینچ ایجاد کنید. این ابعاد تخت برش دستگاه ما است و شما باید آن را متناسب با دستگاهی که خودتان استفاده می‌کنید، تغییر بدهید.

به File>Open بروید و فایل‌های DXF را باز کنید و خطوط را در سند جدید پیست کنید. خطوط را در گوشه سمت چپ بالایی سند قرار بدهید تا متریال مورد استفاده را به حداقل برسانید.

دو نمایه را انتخاب کنید و Stroke را به .۰۰۱ptتغییر بدهید. همانطور که می‌دانید دستگاه برش لیزری این را به عنوان وزن ضربه برش تشخیص می‌دهد.

گام سیزدهم: تنظیمات دستگاه برش لیزری

سایز سند این پروژه ۲۴×۳۶ اینچ است و بنابراین Media Size را هم باید متناسب با آن تنظیم کنید.

برای برش پایه گوشی از تخته چندلای ۶ میلیمتری استفاده می‌کنیم و بنابراین سرعت را روی ۱۰ درصد تنظیم می‌کنیم. قدرت را هم روی ۹۵ درصد می‌گذاریم تا برش‌ها تمیز و مرتب باشند.

دقت کنید که ممکن است لازم باشد این تنظیمات را متناسب با نوع متریال و مدل دستگاه برش لیزری تغییر بدهید.

پایه گوشی آماده است

بعد از برش پنل‌ها، لبه‌های برش را با مسواک تمیز کنید و اگر خواستید آنها را رنگ کنید. حالا فقط کافی است پنل‌ها را از طریق برش اتصال بهم وصل کنید و گوشی را روی آنها بگذارید.

به همین سادگی یک پایه گوشی ساده طراحی کردید که می‌توانید آن را همه‌جا با خودتان ببرید. توصیه می‌کنیم برای ساخت پایه گوشی از متریال‌های نازک‌تر استفاده کنید. در ضمن می‌توانید از همین روش برای ساخت پایه تبلت با سایز بزرگ‌تر هم استفاده کنید.

منبع