Van ontwerp tot print Modelleren met Onshape Jim Shaw & Henk de Vlaam Uitgave 1.8
co-auteurs: Aya Suzuki en Noa Flaherty Reviewer: Hans van de Burgt 3D | Van ontwerp tot print Een vertaling van 5 lessen van het Onshape College Curriculum, uitgebreid met extra hoofdstukken en updates Onshape.nl EDU
Datum Bijgewerkt t/m Onshape-versie 1.0 01-05-2019 1.93 [02-03-2019] 1.1 21-09-2019 1.101 [20-08-2019] 1.2 20-01-2020 1.104 [17-10-2019] 1.2.1 02-03-2020 1.104 [17-10-2019] 1.3 27-08-2020 1.118 [25-08-2020] 1.4 26-04-2021 1.128 [29-03-2021] 1.5 18-05-2021 1.128 [29-03-2021] 1.6 02-07-2021 1.132 [21-06-2021] 1.6.1 15-07-2021 1.133 [13-07-2021] 1.7 03-11-2022 1.155 [01-11-2022] 1.8 10-02-2024 1.176 [02-02-2024] Een gedrukt exemplaar voor extra gebruiksgemak Bestel via [ bit.ly/3d-boek ] een gedrukte uitgave. Voor kortingcodes zie https://couponfollow.com/site/lulu.com. Omslagafbeelding: gereedschaphouder voor een (Creality) 3D-printer, ook op Thingiverse. Oorsprong: Jim Shaw (www.fastwayengineering.com) Copyright Nederlandse vertaling & aanvullingen © 2024 Henk de Vlaam
Voorwoord.......................................................................................................................7 Les 1 :: Inleiding tot Onshape – “Aan de slag”................................................................9 Welkom bij het Onshape College Leerplan......................................................................................10 Een opmerking over Onshape-licenties...............................................................................................10 Gratis accounts..............................................................................................................................................10 Een account maken..............................................................................................................................11 Aanmelden/inloggen bij Onshape.......................................................................................................11 De “Documents” pagina......................................................................................................................12 Navigeren in de 3D-omgeving..........................................................................................................12 Klassikale oefening K1.1.......................................................................................................................13 Sketch Based modeling en de vier basisfeatures.............................................................................14 Extrude................................................................................................................................................. 16 Revolve................................................................................................................................................. 18 Sweep................................................................................................................................................... 20 Loft....................................................................................................................................................... 21 Schetsen: Deel 1 – Mijn allereerste part..........................................................................................24 Een nieuw document maken...............................................................................................................24 Standard Geometry............................................................................................................................. 25 Tekenen en Extruderen van een ster...................................................................................................26 Selecteren en verwijderen...................................................................................................................29 Schetsen: Deel 2...............................................................................................................................33 Schetsen: Deel 3...............................................................................................................................37 Klassikale oefening K1.2.......................................................................................................................40 Samenvatting....................................................................................................................................41 Bijlage A............................................................................................................................................42 Keyboard Shortcuts..............................................................................................................................42 Muis- en Touchpad-bewegingen.........................................................................................................43 View Tools............................................................................................................................................ 45 Bijlage B............................................................................................................................................46 Meer over je Onshape-account...........................................................................................................46 Wachtwoord vergeten?.................................................................................................................................46 Navigeren door Documents.................................................................................................................46 Weergaven.....................................................................................................................................................46 Documentfilters.............................................................................................................................................47 App Store, Learning Center, Help, Account, Share.......................................................................................48 Eenheden.......................................................................................................................................................48 Oefeningen les 1...............................................................................................................................49 Les 2 :: Introductie tot 3D Modeling –– Parts...............................................................50 Voordat we van start gaan...............................................................................................................51 Design Intent....................................................................................................................................51 Dimensies & Constraints in 2D geometrie..........................................................................................52 Constructielijnen..................................................................................................................................59 Overbepaalde schetsen....................................................................................................................62 Overbemate schetsen..........................................................................................................................62 Over-Defined schetsen........................................................................................................................63 Maten en constraints in 3D-objecten..............................................................................................63
Een fully defined part maken...........................................................................................................66 Opties voor extruderen....................................................................................................................70 Klassikale oefening K2.1.......................................................................................................................72 Imprinting.......................................................................................................................................................73 Planes...............................................................................................................................................75 Gebruik van het Use Tool.................................................................................................................76 Fillets en Chamfers...........................................................................................................................77 Klassikale oefening K2.2.......................................................................................................................78 Klassikale oefening K2.3.......................................................................................................................80 Meerdere sketch-sectoren...............................................................................................................81 Samenvatting....................................................................................................................................86 Oefeningen les 2...............................................................................................................................87 Oefening H2.1...................................................................................................................................... 87 Oefening H2.2...................................................................................................................................... 88 Oefening H2.3...................................................................................................................................... 89 Oefening H2.4...................................................................................................................................... 90 Oefening H2.5...................................................................................................................................... 91 Les 3 :: 3D Modeling –– Multi-Part Part Studio.............................................................92 Voordat we van start gaan...............................................................................................................93 Booleaanse bewerkingen.................................................................................................................93 Klassikale oefening K3.1.......................................................................................................................94 Patterning.........................................................................................................................................94 Linear Part pattern...............................................................................................................................95 Klassikale oefening K3.2.......................................................................................................................98 Top-Down Linear Part Patterning..................................................................................................................98 Circular pattern..............................................................................................................................................99 Sketch patterns............................................................................................................................................101 Assemblies in Onshape..................................................................................................................102 Top-down ontwerp met Multi-Part Design....................................................................................103 Boolean-bewerkingen........................................................................................................................113 Mirror Tool......................................................................................................................................... 115 Scrollen door en bewerken van de feature list..............................................................................124 Scrollen.............................................................................................................................................. 125 Featurevolgorde en -namen...............................................................................................................126 Samenvatting..................................................................................................................................126 Oefeningen les 3.............................................................................................................................127 Les 4 :: 3D Modeling –– Assemblies............................................................................129 Over Assemblies.............................................................................................................................130 Voordat we aan de slag gaan.........................................................................................................130 Assemblies......................................................................................................................................133 Triade-manipulator............................................................................................................................134 Een lesje ‘Mate’-kunde......................................................................................................................137 Instances verplaatsen via het editten van de Mate constraint..................................................................140 Instances verplaatsen via het editten van Mate connectors......................................................................141 Animaties........................................................................................................................................... 143 Relations............................................................................................................................................ 153 Klassikale oefening K4.1.................................................................................................................155 Limits.................................................................................................................................................. 159 Gewicht en zwaartepunt van een samenstelling...........................................................................162
Oefeningen les 4.............................................................................................................................163 Les 5 :: 2D tekeningen.................................................................................................166 Voordat we beginnen.....................................................................................................................167 Tekeningen maken en bematen.....................................................................................................169 Klassikale oefening K5.1.....................................................................................................................169 Toleranties voor productie.............................................................................................................174 Projected en Section View.............................................................................................................179 Klassikale oefening K5.2.....................................................................................................................179 Detail View......................................................................................................................................188 Klassikale oefening K5.3.....................................................................................................................188 Auxiliary View.................................................................................................................................193 Klassikale oefening K5.4.....................................................................................................................193 Assemblagetekeningen..................................................................................................................196 Klassikale oefening K5.5.....................................................................................................................196 Afdrukken van tekeningen, Part Studio's en samenstellingen.......................................................197 Tekeningen bijwerken.....................................................................................................................199 Samenvatting..................................................................................................................................200 Oefeningen les 5.............................................................................................................................201 Oefening H5.1....................................................................................................................................201 Oefening H5.2....................................................................................................................................203 Oefening H5.3....................................................................................................................................204 Les 6 :: 3D-printen en lasersnijden..............................................................................205 3D-printen......................................................................................................................................205 De processen..................................................................................................................................... 205 De bestanden.....................................................................................................................................206 Hoe maak je een printbestand..........................................................................................................206 Lasersnijden of folieplotten............................................................................................................208 Via DXF of DWG................................................................................................................................. 208 Via SVG............................................................................................................................................... 208 Oefening H6.1....................................................................................................................................209 Les 7 :: Documenten delen en beheren......................................................................210 Samen een werkstuk maken..........................................................................................................211 Klassikale oefening K7.1.....................................................................................................................211 Wat maakt Onshape zo uniek?......................................................................................................212 Delen van documenten en mappen...............................................................................................213 Documenten delen............................................................................................................................213 Mappen delen....................................................................................................................................218 Follow Mode...................................................................................................................................... 219 Beheer van Onshape-documenten................................................................................................220 “Versions and history” paneel...........................................................................................................220 Gitflow................................................................................................................................................221 Elementen....................................................................................................................................................221 Name............................................................................................................................................................221 Historie.........................................................................................................................................................221 De functionaliteit van microversions..........................................................................................................223 De elementen van een Gitflow....................................................................................................................224 Werken met Versions..................................................................................................................................225 Werken met Branches.................................................................................................................................228
Geavanceerde Gitflow-functies.........................................................................................................231 Revision- en statusbeheer via het Properties-paneel en versions.............................................................231 Versions gebruiken en wisselen in drawings en assemblies......................................................................234 Samenvatting..................................................................................................................................237 Les 8 :: Hints vanuit de praktijk...................................................................................238 Dit geldt altijd.................................................................................................................................238 Nummering....................................................................................................................................239 Schetsen.........................................................................................................................................239 Een open of gesloten schets maakt verschil.....................................................................................241 Parts................................................................................................................................................242 Oriëntatie van modellen....................................................................................................................242 Hoe maak je een uitsparing in een onderdeel..................................................................................244 Feature hints...................................................................................................................................... 246 Plaatwerk........................................................................................................................................... 247 Tekeningen.....................................................................................................................................248 Samenvatting..................................................................................................................................249 Tot slot.........................................................................................................................250 Hoe nu verder met Onshape..........................................................................................................250 Voor modelbouwers, en anderen..................................................................................................250 Gebruik bij het onderwijs, met zeven extra lessen........................................................................251 Addendum...................................................................................................................254 Updates..........................................................................................................................................254 Overige functionaliteit van Onshape.............................................................................................254 Algemeen........................................................................................................................................... 255 App Store.....................................................................................................................................................255 Flyouts..........................................................................................................................................................255 Zoeken & Filters...........................................................................................................................................255 Extra Part Studio functies..................................................................................................................259 Impliciete Mate connector als ‘on-the-fly’ referentie................................................................................259 Part Studio features.....................................................................................................................................259 Flyout panelen.............................................................................................................................................265 Configuraties................................................................................................................................................266 Custom Features..........................................................................................................................................267 Sheet Metal..................................................................................................................................................267 Extra Assembly functies.....................................................................................................................268 Assembly features.......................................................................................................................................268 Flyout panelen.............................................................................................................................................270 Configuraties................................................................................................................................................271 Exploded Views............................................................................................................................................271 Standard content.........................................................................................................................................271 Extra Drawing functies.......................................................................................................................271 Flyout panelen.............................................................................................................................................273 Verklarende begrippenlijst.............................................................................................................274 Afkortingen.....................................................................................................................................275 Interessante hyperlinks..................................................................................................................277 Aantekeningen.............................................................................................................278
3D-printen staat tegenwoordig sterk in de belangstelling. In de industrie worden prototypes, reserveonderdelen, medische hulpmiddelen/implantaten en zelfs huizen en bruggen geprint; de zogenaamde Additive Manufacturing (AM). Ook lasersnijden en CNC – de zogenaamde Rapid Manufacturing (RM) – is gemeengoed. Thuis en in het onderwijs rukken deze technieken ook op. Voor AM en RM moet er eerst een 3D-model worden ontworpen en gemodelleerd. Dat laatste is het doel van deze cursus. Je leert de basistechnieken van parametrisch 3D-modelleren en het maken van onderdelen, alsmede hoe je onderdelen met elkaar kunt verbinden tot een samenstelling. Daarna wordt het maken van tekeningen aangestipt en volgt een hoofdstuk over het exporteren van een model naar bestanden waarmee uiteindelijk 3D-printers en lasersnijders gevoed kunnen worden. Bij klassikaal gebruik kan de cursus eventueel worden afgesloten met een gezamenlijk project waarvoor elke cursist een model levert – bijvoorbeeld een mobile à la Alexander Calder of Jean Tinguely. Hierbij wordt de mogelijkheid benut om in teamverband te modelleren. Dit en het delen en beheren van data wordt beschreven in het 7e hoofdstuk. Het boek eindigt met tips en een addendum waarin relevante update-items worden opgesomd. Er is gekozen voor het professionele ontwerp- en modelleer (MCAD1-)programma dat voor de hobbyist geen beperkingen kent en hen een kosteloze licentie biedt. Omdat het boek van oorsprong is geschreven voor CAD-onderwijs aan scholieren en studenten kan het klassikaal worden gebruikt. Daarvoor bestaat de mogelijkheid om een aparte licentie te verkrijgen voor zowel docenten als leerlingen. Ook deze educatie-licentie is gratis. In het slotwoord wordt voor verdieping van het onderwijs verwezen naar extra lessen. Enkele opmerkingen over deze cursus: ● Onshape kan worden gebruikt met alle besturingssystemen en op alle devices, oftewel: op PC’s met Windows, macOS of Linux; op Chromebooks en op tablets en smartphones met iOS of Android. Deze cursus is geënt op het gebruik van een browser op een PC/laptop. ● Ingeval je alleen leesrechten hebt ontvangen voor de e-book-pdf van het lesboek, dan vind je het boek in https://drive.google.com/drive/shared-with-me. Het bestand kan worden geopend met de browser of met een Google Drive-app. Je vindt in het boek blauwgekleurde hyperlinks. Er zijn 3 varianten: (1) de verwijzingen naar Onshape cursusmodellen, zij worden veelal aangeduid met “College H - [Omschrijving]”; (2) hyperlinks die naar elders op het internet verwijzen; (3) hyperlinks die naar hoofdstukken, bladwijzers en pagina’s in het boek zelf verwijzen. (1) Het e-book met de browser gebruiken op tablet/2e monitor naast de PC werkt prettig. De 1 e variant link opent Onshape echter altijd op het e-book-device, in dit geval vaak ongewenst. Om nu de cursusmodellen op de PC te openen kan je: (a) het e-book openen op de PC of (b) de modellen handmatig zoeken in Onshape. Zie hiervoor hoofdstuk “Navigeren in de 3D-omgeving“ op blz. 12. (2) De 2e variant link voldoet om het even op welk device het e-book wordt geopend. Een 1) MCAD = Mechanical Computer-Aided Design Voorwoord| 7
● ● ● ● iPad/Tablet/2e monitor naast de PC werkt dan vaak prettig. (3) Het gebruik van de 3e variant is voorbehouden aan hen die een hardcopy van het boek hebben besteld. Daarin vind je op blz. 3 een rood kader met daarin een link naar het te downloaden e-book. De pdf moet vervolgens met Acrobat Reader o.i.d. worden geopend waarna álle hyperlinks werken. Via het e-book volgen van de lessen werkt sowieso het prettigst met een iPad/Tablet/2e monitor naast het Onshape-scherm. (1) De cursus is rond augustus 2016 geschreven en (2) Onshape heeft een updatecyclus van 3 weken. Daardoor is het cursusmateriaal niet up-to-date en zullen sommige functies uitgebreid, aangepast en toegevoegd zijn. Met name de functionaliteit van de tekeningmodule is sterk verbeterd. Tevens zal de gebruikersinterface hier en daar gewijzigd zijn. De waarde en bruikbaarheid van de cursus worden er gelukkig niet minder door. Update-informatie over zowel dit boek als over Onshape is te vinden in het hoofdstuk Updates (blz. 254). Vanaf blz. 274 vind je verklarende lijsten met begrippen en afkortingen die in de cursus worden genoemd. Je zult regelmatig begrippen en commando's tegenkomen in het Engels. Deze zijn bewust niet in het Nederlands gesteld omdat ze in de CAD-wereld tot het alledaagse jargon behoren. De eerste vijf lessen zijn van oorsprong Amerikaans: ○ Daarom is de maatvoering van de CAD-modellen in inches, tenzij anders vermeld. ○ Er rust geen copyright op de oorsprong, in het "How to use..." document staat namelijk: (…) Feel free to make your own copy of this course and customize it in any way you wish. Re-order and manipulate the lesson plans, homeworks, and assessments to better accommodate your students. (…) Over de oorspronkelijke auteurs (d.d. 2016): Author: Jim Shaw is currently the Managing Director of Fastway Engineering, a firm dedicated to helping companies get the most out of their CAD/CAE software. Using hands-on, projectbased curriculum, Fastway Engineering helps Designers, Engineers, Makers, and Manufacturers climb up the learning curve as fast as possible, hence the name, Fastway. Prior to that, he’s designed, analyzed, tested, built, and broken a wide range of products. www.fastwayengineering.com. Coauthors: Aya Suzuki is a summer intern on the Onshape Marketing Team. Currently pursuing a bachelor’s degree in mechanical engineering and a minor in architectural design from MIT, she first became interested in teaching when she started tutoring mathematics and physics in high school. She continued on to make educational material on design methods as an undergraduate researcher at the MIT Ideation Laboratory, and is now pursuing her own research at the MIT Newman Laboratory for Biomechanics and Human Rehabilitation. Noa Flaherty began teaching engineering concepts in the seventh grade, when he taught robotics to elementary, middle, and high schools until going off to college, where he earned bachelor's degrees in mechanical engineering and management from MIT. He started off at Onshape as an intern on the Research and Development team and is now on Onshape’s Marketing Team, which leads Onshape’s Education and Community programs, user onboarding and engagement, marketing operations, and assists in customer success and training. 8 | Voorwoord
Fleepit Digital © 2021