En este artículo, encontrarás una guía para modelar en 3D de forma efectiva según la aplicación o el uso que le queramos dar. Es muy importante saber qué tipo de forma y aplicación tendrá el modelo para saber qué técnica y software es más adecuado y eficiente para modelarlo.

El modelado 3D se puede dividir en tres formatos diferentes según su método de construcción: modelado de sólidos, modelado de superficies y modelado de mallas. Analicemos brevemente estas técnicas de modelado 3D asistidas por computadora.

1 Modelado de sólidos

La definición general del modelado de sólidos es crear un cuerpo tridimensional cerrado creado por un software de modelado 3D. Generalmente, se utiliza en aplicaciones mecánicas y de construcción, donde los parámetros, las medidas y formas específicas están más definidos. Los objetos también pueden abrirse para revelar su geometría interna e incluso someterse a pruebas de estrés como si fueran objetos del mundo real.

¿Cómo creamos sólidos?

1. Creando modelos de geometría simple con sólidos básicos (rectángulos, conos, cilindros, esferas, etc.).

2. Creando sólidos estirándolos o girándolos alrededor de un eje, etc.

3. Realizando las operaciones booleanas para combinar sólidos existentes en sólidos más complejos.

Puede ser difícil trabajar con el modelado de sólidos si se desea diseñar formas más orgánicas y amorfas, por lo que es menos adecuado para aplicaciones artísticas y creativas.

2 Modelado de superficies

Un modelo de superficie es una superficie delgada y dibujada que no tiene masa ni volumen. En el modelado de superficies, se trabaja con vectores y tangentes, manipulando la forma “tirando y empujando” en los puntos de control (generalmente donde las tangentes se cruzan) para crear formas que son de naturaleza más amorfa o fluida. Se pueden distorsionar, girar y doblar las superficies fácilmente.

¿Cómo creamos superficies?

1. Mediante extracción de sólidos y superficies existentes.

2. Estirando o rotando objetos 2D alrededor de un eje. (Similar al modelado de sólidos, pero en este caso, el modelo de superficie no está cerrado).

3. Recortando o extendiendo la superficie

Si todas las superficies forman un espacio cerrado, puede realizar operaciones como coser para transformar la superficie en un modelo sólido

Con el modelado de superficies, puede diseñar formas más orgánicas que serían difíciles de diseñar en software de modelado de sólidos. Por lo tanto, el modelado de superficies es más adecuado para obras de arte.

3. Modelado de malla

Un modelo de malla consta de vértices, aristas y caras que definen una forma 3D mediante polígonos (incluidos triángulos y cuadriláteros). No se puede convertir a un modelo sólido directamente. Los formatos de datos como STL son modelos de malla.

Similar a una malla rígida cerrada, cada vértice tiene propiedades posicionales independientes. Si se desea editar el modelo de malla, solo se puede hacer modificando la posición de cada vértice. Cada superficie curva, incluso si es curva o redondeada, está formada por numerosos polígonos. Esto simplifica las matemáticas del diseño, lo que hace que los diseños sean mucho más fáciles de compartir e imprimir en 3D.

¿Cómo creamos mallas?

1. Al igual que la creación de sólidos 3D, es posible crear formas de malla como rectángulo, cono y cono prismático.

2. La malla se puede convertir directamente a partir de modelos sólidos y de superficie.

3. Mallas abiertas o cerradas mediante métodos como el escaneo 3D.

4. Mediante operaciones booleanas en modelos de malla existentes.

Hay softwares como Zbrush, Freeform, 3D Max o Maya para el diseño basado en malla en las que se puede agregar renderizado, textura y sombreo fotorrealistas. Normalmente estos programas son usados por artistas y animadores para crear diseños más amorfos y orgánicos.

Conclusiones

1. No existen diferencias esenciales entre el modelado de sólidos y el modelado de superficies. En términos generales, si un software tiene la función de modelado de sólidos, generalmente también tiene la función de modelado de superficies. Los software de modelado 3D más populares en el mercado son SolidEdge y UG.

2. El modelado de malla se diferencia fundamentalmente de los métodos de modelado de sólidos y de superficies porque adaptan diferentes expresiones del modelo y no se pueden transferir directamente. (En Maya o 3ds Max, puede editar la cuadrícula de sólido o superficie mediante los puntos de control).

3. El modelado de sólidos es adecuado para el modelado de piezas industriales.

4. El modelado de superficies es adecuado para modelar superficies de forma libre. (La forma es más compleja)

5. El modelado de malla es adecuado para esculturas, modelos de animación y otros modelos que son más difíciles de expresar con superficies simples.

6. Algunos diseñadores también usan Maya u otro software para crear modelos. Estos softwares de modelado son ligeramente diferentes al del software 3D tradicional. Es menos adecuado para modelar piezas industriales con requisitos más estrictos de tamaño u otros parámetros.

7. La mayoría de los software CAD para el modelado de sólidos no puede editar mallas, mientras que los datos de malla no se pueden convertir directamente en modelos sólidos. El “modelado convergente” en Solid Edge ayuda a los ingenieros a usar modelos de malla como si fueran modelos B-rep, haciendo diseño generativo, fabricación aditiva e ingeniería inversa en un solo software.