Tipos y principales software de diseño en impresión 3D


Continuamos con nuestra guía de introducción al diseño e impresión 3D. En esta ocasión vamos a ver brevemente los principales programas de software de diseño disponibles para la creación y edición de objetos en 3D.

En las entradas anteriores hemos visto una base teórica viendo las distintas formas de representar un objeto 3D, y los procesos y complicaciones para la conversión de una forma de representación a otra.

Nos toca meternos en los diferentes tipos de programas de diseño 3D, clasificados según el tipo de representación de objeto 3D al que están orientados, y ver algunos de los programas más empleados en cada uno de estos tipos.

El objetivo es seguir cogiendo "culturilla 3d" y que nos vayan sonando los programas cuando los oímos. También saber cuáles están disponibles de forma gratuita o incluso Open Source.

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Además, como se suele decir, cada trabajo tiene su herramienta. Así sabremos que dibujar un dragón en un software de CAD no tiene mucho sentido, o que para hacer una pequeña modificación en un STL es más sencillo usar un programa de mallas.

Por supuesto, muchos software disponen de herramientas en más de un área. Sin embargo, en general, están centrados o destacan principalmente en una de ellas.

Software procesado 3D

En esta categoría incluimos el software diseñado para trabajar de forma analítica con mallas y nubes de puntos, no para dibujar nuevos modelos (aunque puedan tener alguna pequeña función de dibujo). Vamos a citar un par de programas interesantes de esta categoría.

Comenzamos con Meshlab, sin duda el referente (casi sin rival) en procesado de mallas. Meshlab es un software Open Source, que incluye herramientas para edición, limpieza, reparación, simplificación y conversión de mallas y procesados.

En general, es un software avanzado/complejo, que se emplea mucho en el campo académico y de investigación. Si tenéis que realizar alguna tarea compleja con mallas debería ser vuestra primera opción.

Otra opción muy recomendable es MeshMixer, una aplicación gratuita de Autodesk diseñada para realizar operaciones en piezas diseñadas para impresión 3D.

MeshMixer incluye herramientas para creación de soportes, división y modificación de mayas, creación de patrones y latices, y otras herramientas que no vamos a encontrar en casi ningún otro software.

Por otro lado, no puedo evitar hacer una mención a Microsoft 3D Builder, una herramienta apenas conocida que viene incluida en Windows 10. 3D Builder incluye herramientas para reparar, simplificar, y suavizar mallas.

Lógicamente, sin acercase a la complejidad y potencia de los anteriores (ni pretenderlo), lo cierto es que es una aplicación bastante útil, y que en alguna ocasión puede sacarnos de algún aprieto. Sus funciones de simplificación y reparación de mallas funcionan espectacularmente bien.

Software de CAD

El software de CAD está pensado para el diseño de piezas mecánicas y objetos que van a ser fabricados. Emplean, principalmente, modelado sólido y de superficies.

Los software de CAD son el tipo que más frecuentemente emplearemos en el diseño de piezas para impresión 3D. En general, el resto de la sección de impresión 3D nos centraremos casi en exclusiva a este tipo de software de diseño 3D.

Dada su importancia, veremos los principales Software de CAD en la próxima entrada. En esta nos centraremos en los otros tipos, menos conocidos y de los que normalmente no suele hablarse.

Software de mallas

Los software de mallas están tradicionalmente asociados al sector del entretenimiento (películas, videojuegos, animación…). Lógicamente, trabajan con mallas, y disponen herramientas para su creación y modificación de forma ágil.

Además de herramientas de dibujo, típicamente se incluyen funciones para texturizado, iluminación, animación, simulación física (gravedad, colisiones), y generación de efectos visuales (partículas, humos, explosiones, fluidos, etc).

Entre los software de esta categoría comenzamos destacando a Blender, un completo programa de diseño 3D Open Source que ha conseguido adquirir el nivel de los programas comerciales. Una pequeña joya gracias a la comunidad Open Source, que debería formar parte sin duda de vuestro repertorio de programas favoritos.

Dentro del software comercial podemos citar al archiconocido Autodesk 3D Studio Max, sin duda uno de los referentes del sector. 3ds Max se emplea ampliamente tanto en videojuegos, animación, y renders de todo tipo.

Otras alternativas son Autodesk Maya (el principal rival de 3ds Max hasta que fue comprado por Autodesk. También tenemos Cinema 4D de la compañía alemana Maxon, que en los últimos tiempos ha alcanzado una gran popularidad. O Modo, de la empresa Foundry (originalmente Luxology, LLC), que está especialmente orientado a diseñadores.

Software de esculpido

El software de esculpido consiste en deformar una malla empleando el ratón, añadiendo o eliminando volumen como si fuera un pincel. El proceso es "similar" al esculpido físico (con arcilla, por ejemplo), por lo que los artistas encontraron una herramienta adecuada para trasladar su creatividad al mundo digital.

Desde que aparecieron este tipo de programas la calidad de los modelos, especialmente los orgánicos, se disparó. Aunque no hayáis dado cuenta, hay un antes y un después en los videojuegos y películas.

Los software de esculpido trabajan con mallas con altos grafos de subdivisión y están diseñados para trabajar con un gran número de polígonos. Después, el modelo de alta resolución se proyecta en modelos de baja resolución (baking), y parte del detalle se queda como mapa normal.

El software más popular de esculpido es Zbrush de la compañía Pixology. Zbrush dispone de una gran cantidad de herramientas, pinceles, y utilidades para facilitar el trabajo de los artistas.

Como alternativa gratuita tenemos Sculptris, que finalmente fue adquirido por Pixology, pero aún incluye una licencia gratuita para uso no comercial.

Otros software de esta categoría son Autodesk Mudbox, como principal competidor de Zbrush. También destacamos 3D-Coat, que además de esculpido está diseñado a la creación de texturas de alta calidad sobre el modelo.

Software de ingeniería inversa

Como vimos en la entrada sobre conversión de representaciones 3D, el proceso de ingeniería inversa consiste en convertir una superficie mallada en un modelo sólido o de superficies (por ejemplo, proveniente de un escáner 3D).

Como vimos, en general, no es un proceso sencillo. El software de ingeníeria inversa proporciona herramientas para ajustar superficies al modelo mallado (planos, cilindros, nurbs…), aplicar condiciones (simetría, concentricidad...), trabajar con las superficies generadas (recortar, prolongar, intersectar, ...).

Seguramente el software más conocido es Geomagic de 3D System (antes llamado Rapidform). Es una herramienta comercial y avanzada, habitual en las empresas dedicadas a ingeniería inversa.

No obstante, la mayor parte de software de CAD empiezan a incorporar funciones de ingeniería inversa, movidos por el auge de las tecnologías de escaneado 3D e impresión aditiva. De forma que, muy probablemente, en un corto espacio de tiempo la mayoría de trabajos de ingeniería inversa podrán realizarse con un software CAD.

Conclusión

En general, cuando vayamos a dibujar una pieza para impresión 3D vamos a ir a un software de CAD. Incluso en el futuro de nuestra sección de 3D el software de CAD va a casi monopolizar el diseño de piezas. Los veremos de forma intensiva en la próxima entrada.

No obstante, conviene recordar que no es la única forma de dibujar y trabajar con objetos en 3D. Tenemos una gran variedad de opciones, algunas de las cuales son gratuitas o incluso Open Source. En particular, deberíais echarle un ojo a Meshmixer, Blender y Sculptris, e incorporarlas a vuestras herramientas de 3D.

Vosotros que pensáis ¿Echáis de menos alguna otra herramienta de diseño? ¿Alguna de estas herramientas es vuestra favorita? Si queréis podéis dejarnos un comentario.

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