Sistema CAD/CAM baseado em Blender na produção de brinquedos

Um empresa russa possui uma pequena fábrica de brinquedos e utiliza o Blender para produzi-los com a ajuda de outros softwares livres em uma máquina CNC a lazer. Confira!



Endemiki.ru e o nome da pequena fábrica de brinquedos. Nessa fábrica são criados e produzidos brinquedos de madeira em camadas, souvenires e decoração para interiores. Eles utilizam como equipamento principal uma máquina de corte CNC baseado no controlador Ruida. Como são eles mesmos que fazem tudo, é necessário o uso de alguns softwares para realizar as seguintes tarefas:

Rascunho e projeto 2D:

Os arquivos .dxf testados são importados para o controlador CNC para cortar a madeira.

Projeto em 3D:

Montagem e testes no ambiente em 3D para minimizar os erros e desenvolver mais rápido.

Processamento da imagem raster:

Preparação da imagem para a gravação e edição da foto para colocar no website.

Processamento da imagem vetorial:

Criar os manuais ou outros métodos de entrada na CNC via importação do .svg.

Escritório:

Crias textos e tabelas de documentos para fazer a companhia andar.

Se fosse escolhido a maneira tradicional para montar esse negócio existiria um gasto de dinheiro muito grande com todos os produtos proprietários necessários como Word, AutoCAD, Photoshop, Illustrator, 3D Max entre outros. Então os softwares livres permitiram que essa empresa tivesse menos dificuldades para iniciar seus trabalhos. Essa decisão influenciou inclusive nos preços dos produtos que se tornaram mais competitivos.

Blender3d + QCAD = Sistema 3dCAD/CAМ

Nessa empresa um dos diferenciais é o fato deles terem criado um fluxo de trabalho combinando o Blender e o QCAD. O QCAD faz tudo no que se refere ao 2D para corte na CNC, desenhos técnicos, esquemas de detalhes e o arquivo final em .dxf para ser importado na máquina. O Blender importa o .dxf e faz tudo no que se refere a 3D: detalhes de modelagem, detalhes e simulações de montagem e renderização para diversos usos.

Como usar a dupla Blender + QCAD.

Passo 0: Ideia

Primeiro de tudo é escolher o que será criado. Para este artigo será utilizado o modelo de uma van “Zuk A-07” na escala de 1/25.  O blueprint do veículo foi encontrado na internet e serviu de base para a criação do desenho abaixo.

Tela do QCAD com o desenho inicial do produto.
Tela do QCAD com o desenho inicial do produto.

Passo 1: conceito 2D

Arquivo principal do QCAD.
Arquivo principal do QCAD.

Aqui se iniciam as tentativas de concepção mais próximas da realidade possível. Dificilmente se chega a um desenho ideal na primeira tentativa, este é o lugar de muitos experimentos e testes num arquivo que está em constante mudança até chegar no objetivo: O desenho perfeito para produção.

Passo 2: Detalhes

Cada detalhe tem um arquivo .dxf individual deito com o QCAD.
Cada detalhe tem um arquivo .dxf individual deito com o QCAD.

Depois da criação se inicia o detalhamento da engenharia. São criados duas pastas, uma para os .dxf e outra para os .blend. Cada detalhe individual tem tanto um .dxf como um .blend. O blender importa o .dxf com precisão se tudo for desenhado com “polylines”(um círculo, na realidade é um quadrado com cantos bem arredondados) e cada “polyline” deve ser estar fechada.

O Blender importa com tranquilidade o modelo .dxf.
O Blender importa com tranquilidade o modelo .dxf.

Passo 3: Montagem

Estágio preliminar de montagem no Blender.
Estágio preliminar de montagem no Blender.

Agora todas as partes estão prontas, mas separadas. Um arquivo de montagem é criado no Blender onde todos os arquivos das peças são “linkados”. Nessa fase os erros de conexão entre as peças são identificados e corrigidos e assim todas as peças do modelo são testadas e conferidas para se obter uma montagem ideal.

Passo 4: Arquivo dxf final para a máquina CNC

Tela do Blender 3D. Montagem final e render técnico.
Tela do Blender 3D. Montagem final e render técnico.

Depois da montagem no Blender ser finalizada e todas as possibilidade de erro descartadas o arquivo dxf final é criado e os arquivos dxf são simplesmente copiados e colados num arquivo em branco no QCAD, desta forma se tem todos arquivos prontos para serem importados na máquina CNC.

QCAD prepara os dxf para a máquina CNC.
QCAD prepara os dxf para a máquina CNC.

Passo 5: O corte

As partes são cortadas e coladas.
As partes são cortadas e coladas.

Para retirar os detalhes da madeira e necessário algum trabalho manual onde o Blender não consegue atuar, mas na criação do manual sim.

Criando o manual para o Kit

O manual deve ser impresso e colocado junto na caixa do kit. É uma folha impressa dos dois lados em papel comum. Para cumprir essa tarefa é necessário o processamento de imagens vetoriais e rasterizadas. O Inlscape e o GIMP foram escolhidos a muito tempo e são utilizados até hoje.
As ilustrações do manual são todas feitas no Blender. Os detalhes da montagem são espalhados pelas camadas na janela 3D assim é possível montagem uma sequencia de montagem apenas ligando e desligando camadas como na figura abaixo:

Render técnico do Blender
Render técnico do Blender

A imagem precisa ser processada para ter uma aparência monocromática técnica interessante. Para retirar a cor da imagem o filtro “Threshold”(limites) foi utilizado e entrega um resultado bem convincente.

Uso do GIMP para tratar as cores.
Uso do GIMP para tratar as cores.

A imagem rasterizada nem sempre é a melhor forma para imprimir, então ela é vetorizada no Inkscape.


O momento de inserir os detalhes técnicos e diagramar o material se inicia após todas as imagens monocromática estarem vetorizadas. Definitivamente isso é um trabalho para o Inkscape, porque ele é rápido, livre, leve e traz resultados perfeitos.

Diagramando o manual com o Inkscape.
Diagramando o manual com o Inkscape.

Finalmente o Sistema Operacional

Todo programa precisa de um Sistema operacional para rodar, neste caso foi utilizado o GNU/Linux Ubuntu 14.04LTS por suas vantagens em desempenho e facilidade de uso para esse trabalho.

Conteúdo baseado numa postagem do site BlenderNation