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Modellazione 3D per le scuole con Tinkercad

Fai i primi passi nel mondo della modellazione 3D con Tinkercad e realizza con noi Saturno e un AGN!

Obiettivi

tinkercadIn questa attività vi spiegheremo come muovere i primi passi nel mondo della modellazione 3D grazie all’uso di Tinkercad e realizzeremo due oggetti astronomici: Saturno e un nucleo galattivo attivo (AGN) da stampare in 3D o da importare in Minecraft.

Informazioni preliminari

Tinkercad è un software per la progettazione 3D divertente, facile da usare e per cui non occorre avere alcuna esperienza di progettazione. Tinkercad permette di generare forme personalizzate ed esportare i modelli prodotti nei formati STL o OBJ, pronti per la stampa 3D. Il software utilizza l’editor JavaScript integrato e si basa sul metodo della geometria solida costruttiva. Bambini e ragazzi dai 9 ai 13 anni sono il principale pubblico di destinazione di questo software.

Descrizione completa

Step 1: Aprire un nuovo piano di lavoro

inserire i fermacampione al centro di ogni pianeta
Crediti: Tinkercad/Autodesk-INAF/L.Leonardi
Iniziamo! Per aprire un nuovo progetto, cliccate su Progetti 3D > Crea Nuovo Progetto. Si aprirà un piano di lavoro vuoto con una grande griglia blu; in alto a sinistra dai un nome al tuo progetto, modificando quello di default. In basso a destra noterai che le linee della griglia sono tutte a 1 mm di distanza, questo ci aiuterà a capire e vedere quanto sono grandi gli oggetti che andremo a realizzare. Gli strumenti di progettazione si trovano tutti sul lato destro: la riga di icone in alto apre i vari set di strumenti: le forme, i generatori e persino i circuiti.

Step 2: Scopriamo le funzioni principali

inserire i fermacampione al centro di ogni pianeta (1)
Crediti: Tinkercad/Autodesk-INAF/L.Leonardi
Prima di iniziare a modellare è importante sapere come “muoversi” all’interno del piano di lavoro di Tinkercad. Gli strumenti di navigazione nell’angolo in alto a sinistra vengono utilizzati per modificare l’angolo di visualizzazione del piano di lavoro e del modello 3D su cui stiamo lavorando: usa questi strumenti per ruotare il modello a sinistra o a destra, oppure per inclinarlo verso l’alto o verso il basso. Puoi anche utilizzare le icone + e – per ingrandire e rimpicciolire. Se avete un mouse con rotella di scorrimento, non è necessario utilizzare questi controlli di navigazione, basta fare affidamento ai pulsanti del mouse.

Step 3: Come gestire una figura primitiva

Possiamo aggiungere molte forme personalizzate sul piano di lavoro; ne scegliamo una dal menu a destra (per iniziare prendiamo il cubo), fare clic e trascinarla sul piano di lavoro. Noteremo che il cubo rosso è delineato in azzurro, ciò significa che la forma è selezionata e attiva (con frecce e quadratini neri e bianchi in evidenza), pronta per la modellazione. Passando il mouse su uno dei quadratini neri, appare la scritta “20.00”, che mostra la lunghezza del lato della figura selezionato, ovvero 20 mm. Passando il mouse su un quadratino bianco, in corrispondenza di uno degli angoli, invece, saprai le dimensioni dei due lati che formano l’angolo selezionato.

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Scopri la misura della figura primitiva.
Infine, passate il mouse sopra la freccia nera rivolta verso l’alto, nella parte superiore della figura, e vedrete che misura “zero”. Questo perché la figura si trova proprio sul piano di lavoro, se invece stesse “fluttuando”, ad esempio 2 mm sopra il piano di lavoro, ciò che vedremmo sarebbe 2,00 invece di zero.
La figura può essere spostata sul piano di lavoro “afferrandola” con il mouse e trascinandola nella posizione che si desidera. Quando clicchi su una forma attiva sul piano di lavoro, puoi notare vari controlli attorno ad essa che possono essere utilizzati per ruotare e ridimensionare l’oggetto.

Step 4: Iniziamo a modellare

4.1 Saturno e i suoi anelli
Schermata 2021-02-22 alle 07.52.28
Modello di Saturno (INAF/Leonardi)
Saturno è sicuramente il pianeta più affascinante del nostro sistema solare, con i suoi anelli e i suoi colori cangianti, osservarlo con il telescopi è sempre molto emozionante.
Per modellare Saturno ci occorreranno in tutto sette figure: una sfera, quattro anelli e due “toro”.
Iniziamo selezionando la sfera, una volta sul piano di lavoro, aumentiamo la misura da 20.00 a 70.00 selezionando un quadratino bianco, premendo contemporaneamente SHIFT sulla tastiera e trascinando la grandezza con il mouse (guarda la figura). In alto a destra, quando la nostra figura è attiva, si apriranno delle funzioni che permettono di modificare lo stile e il colore. Cambiamo colore alla sfera e selezioniamo quello che ci sembra più adatto.

inserire i fermacampione al centro di ogni pianeta (4)

Adesso per realizzare le striature del pianeta, dovuta alla sua atmosfera gassosa, attiviamo un “toro” selezionandolo dalle forme di base. Portiamo il tubo a 0.1, i lati e i passaggi a 24. Adesso lo posizioniamo all’altezza che più peferiamo modificando il raggio. Nell’esempio qui riportato abbiamo realizzato il primo della circonferenza uguale a quella della nostra sfera, dunque 70.00 e il secondo (ottenuto duplicando il toro), di 64.00.

Schermata 2021-02-22 alle 08.35.10

Adesso passiamo agli anelli, per modellarli ci servirà la figura “anello”. Una volta attiva, modifichiamo la forma spostando i vettori nella piccola griglia che si aprirà a destra. Poi il mouse, selezioniamo il quadratino nero al centro per schiacciare l’anello. A questo punto modifichiamo il raggio portandolo a 113 (questo sarà l’anello più interno), e il colore. Ora posizioniamolo in modo che circondi la nostra sfera e per centrarlo perfettamente, usiamo lo strumento allinea.

Schermata 2021-02-22 alle 08.50.55

Per fare tutti gli altri cerchi, basta duplicare l’anello e modificare il raggio, la posizione e il colore. Divertitevi ad aggiungere tutti i dettagli che vi piacciono di più.

4.2 Un nucleo galattico attivo
Schermata 2021-02-22 alle 09.05.40
Modello di AGN, INAF/Leonardi

Adesso aumentiamo la difficoltà e impariamo a modellare uno degli oggetti astrofisici più studiati e affascinanti dell’universo: un nucleo galattico attivo (AGN). Ma di cosa si tratta? Al centro di ogni galassia si trova un buco nero supermassiccio che nella maggior parte dei casi sono in fase dormiente, mentre ci sono galassie come la nostra che contengono un buco nero supermassiccio molto attivo; nelle sue vicinanze viene emessa una quantità di radiazione che a volte supera perfino quella dell’intera galassia che lo ospita.
Le figure primitive che useremo sono in tutto nove: tre sfere, due toro, quattro paraboloidi.
Iniziamo sempre da una sfera che rappresenterà in buco nero attivo, e modifichiamo il raggio per portarlo a 10.00. “Stacchiamo” la sfera dal piano di lavoro fino a un’altezza di 50.00 e cambiamo il colore. Duplichiamo la prima sfera e portiamo la misura a 25.00. Cliccando su forma, attiviamo la trasparenza.

Schermata 2021-02-22 alle 09.19.31

Duplicate la nuova sfera trasparente e portate la misura a 34.00. Usate sempre lo strumento allinea in alto a destra per aiutarvi a centrare perfettamente le figure.
Adesso modelliamo il gas caldo che cade sul buco nero. Per farlo, attiviamo un toro (che duplicheremo) e allineandolo alle sfere, portiamo il diametro a 84.00 per il primo e a 135.00 per il secondo. Per finire modelliamo i getti che sfuggono dai poli del buco nero.
Usando gli stessi strumenti utilizzati per duplicare le sfere, attiviamo un paraboloide, e lo allunghiamo fino a 120.00, duplichiamolo e posizioniamone uno in corrispondenza del polo a nord della sfera più piccola e centrale, e il secondo in corrispondenza del polo a sud. Duplichiamo i due getti e modifichiamo le misure per portarle a 131.00 e attiviamo la trasparenza. Una volta posizionati come i primi due getti, abbiamo terminato.

Step 5: Salvataggio, stampa 3D e molto altro!

Una volta terminato i nostri progetti possiamo esportarli in vari formati cliccando su esporta, oppure possiamo decidere di mandarli alla stampante 3D.
Ma non è tutto, selezionando in alto a destra potrete esportare il vostro progetto per adattarlo ai mondi su Minecraft Education oppure renderli in formato Lego.

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