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Modelado 3D. Características, tipos y más

¿Qué es un modelo 3d? Esta es una pregunta muy común que muchas personas se hacen cuando les dicen que para un proyecto de remodelación o de diseño es necesario replicar el entorno, pieza o conjunto de partes a ensamblar en un ambiente virtual.

Hace años, en la era de lo analógico e incluso antes, la única forma de saber cómo iba a quedar un proyecto, era fabricando una maqueta a escala del mismo. Esto permitía tener una visión más amplia del resultado final, con un grado de precisión alto. Pero, si bien esta era una solución aceptable, suponía ciertos problemas: Por ejemplo, ¿Cómo medir la resistencia del elemento o ensamblaje bajo condiciones de carga?. Para obtener este tipo de resultados, eran necesarias las pruebas destructivas, donde existía una pérdida de material no deseada. Todo esto cambió con la aparición del modelado 3d.

En la actualidad, el avance de la tecnología y de las ciencias de la computación es enorme. El desarrollo de programas que permiten la representación de objetos en entornos virtuales, es y será un factor fundamental en esta revolución tecnológica que estamos viviendo. En este post, abordaremos el tema del modelado 3d y todo lo que necesitas saber sobre este proceso, desde sus características principales, tipos, softwares utilizados y más. Para comenzar, respondamos la siguiente pregunta:

¿Qué es el modelado 3D?

El modelado 3d es un proceso que permite llevar a cabo la representación tridimensional de un objeto o grupo de objetos en un espacio virtual. Esta definición está enmarcada dentro de la perspectiva del diseño 3d en general. Que el objeto o grupo de objetos existan o no en la realidad, no supone un problema. Las matemáticas y la programación en sí juegan un papel fundamental en este proceso, siendo las responsables de lograr la generación de un modelo 3d del objeto de forma precisa. Ahora, puede que te estés preguntando ¿Cómo se genera un modelo 3d?

La generación del modelo 3d es posible gracias a programas de diseño 3d que por lo general se instalan en computadoras, bien sea portátiles o de torre y que permiten la representación virtual de cada cara y superficie del objeto a modelar. Dependiendo del programa, tenemos más o menos herramientas y podemos simplemente generar un boceto inicial del objeto o crear una representación fiel del mismo para posteriores análisis ingenieriles o ejecución de representaciones foto realistas.

Modelar es dar forma a algo. El resultado de ese trabajo, es un modelo. Esta es una definición aplicada al modelado con materiales blandos como la plastilina o el barro, pero que tiene vigencia en entornos virtuales. La definición del modelado 3d es la misma y el objetivo es, en cierta medida, el mismo. Son las herramientas las que cambian.

Muy bien, con esta definición ya sabes de que se trata el modelado 3d. Ahora pasemos a desglosar las principales características del modelado o diseño 3d desde un enfoque de ejecución de proyectos y presentación de productos de todo tipo:

modelado 3d de una puerta de baño. Modelado 3d en Panamá
Modelado 3d de una puerta de baño

Características del modelado 3d, también conocido como diseño 3D

El proceso de modelado 3d cuenta con una variedad de características que abarcan prácticamente todo el campo de aplicación del mismo. A continuación, te desglosamos las características principales y más importantes a tener en cuenta en el modelado 3d en general:

– La primera característica notable del modelado o diseño 3d es la versatilidad que ofrece para la visualización de proyectos de todo tipo de manera virtual. Con una conexión a internet, es posible compartir el avance de un proyecto a cualquier parte del mundo.

– Ofrece la oportunidad de trabajar de manera conjunta en un proyecto entre varios profesionales del diseño y con departamentos relacionados. Encargados de ventas, fabricación e instalación, todos pueden ver el producto que se está planteando.

– Se adapta a cualquier sistema de unidades de medidas. Sea que el trabajo requiera el uso del sistema de medidas americano o el internacional, los programas de modelado 3d permiten el uso de todo tipo de sistema sin inconvenientes.

– El modelado 3d permite el análisis ingenieril de cualquier tipo de estructura o pieza sin necesidad de hacer ensayos destructivos. Ya sean análisis de elementos finitos estáticos o simulaciones dinámicas, con un modelo 3d bien hecho, es posible conocer la respuesta del producto a fabricar a condiciones de carga y de trabajo específicas.

modelado 3d de una puerta louver
Modelado 3d de una puerta louver

Ahora, como dijimos previamente, las características del modelado 3d varían dependiendo del campo de aplicación. Para entender mejor esto, es necesario hablar sobre los 3 tipos de modelado 3d más usados y populares que existen:

Tipos de modelado 3D

El modelado 3d es versátil. Esta versatilidad se ve reflejada en la variedad de programas de diseño 3d que existen y en los tipos de modelado 3d disponibles en la actualidad. Dependiendo del tipo de modelo requerido, la metodología a seguir para la construcción de un objeto virtual cambia. De manera inevitable, el tipo de modelado 3d y el software empleado están sujetos a esta metodología. A continuación, te presentamos los 3 tipos de modelado 3d más importantes desde la perspectiva de diseño de productos en la actualidad:

Modelado 3D de sólidos

El modelado de sólidos es el tipo de modelado elemental y por lo general es el más sencillo de todos. Comprende la generación de objetos tridimensionales mediante la maquetación de bocetos parametrizados en 2 dimensiones. Luego, este boceto en 2d sirve como la base para la generación de un volumen.

Los sólidos más conocidos son los cubos, las esferas y cualquier representación tridimensional de las figuras geométricas elementales que aprendemos desde pequeños. Partiendo de estos elementos base, mediante operaciones diversas, se obtienen figuras volumétricas variadas.

Con este tipo de modelado se representan piezas sencillas que no requieran un proceso de optimización elevado. Estas piezas se pueden usar en ensamblajes y en procesos de manufactura sin inconvenientes; el problema se presenta cuando se quiere optimizar el modelo o modificar dimensiones para generar conceptos nuevos. El proceso se lleva a cabo de forma manual en este tipo de modelado.

modelado 3d de sólidos
Diseño 3d de sólidos

Modelado 3D paramétrico

El modelado paramétrico representa la evolución del modelado 3d de sólidos. Agrega el control de variables o parámetros que permiten modificar el objeto virtual de manera eficiente y sin necesidad de modificar los bocetos 2d base. Este factor permite generar diseños reutilizables y optimizables, factores importantes en la generación de conceptos durante la fase de diseño de productos.

Dependiendo del programa empleado para modelar, el nivel de parametrización puede ser básico o elevado. Por lo general lo más común es parametrizar una o varias dimensiones de una pieza. Pero también es posible aplicar restricciones parametrizadas en ensambles, visibilidad de objetos, durante la creación de patrones, etcétera.

Un ejemplo de modelado paramétrico se encuentra en la generación de conceptos para manufactura. Los conceptos se analizan y se optimizan; en algunos casos las dimensiones se cambian, en otros se modifica la forma del volumen planteado en general. Para todos estos procesos y versiones del objeto es necesario parametrizar para no trabajar de más.

modelado 3d paramétrico
Diseño 3d paramétrico

Modelado 3D orgánico

El modelado orgánico es el tipo de modelado más versátil empleado en la actualidad. Permite representar en entornos virtuales objetos existentes en la realidad. Objetos orgánicos, es decir, animales, personas, vegetación, etcétera. También abarca el modelado de elementos  inorgánicos, que hacen referencia al modelado de elementos no vivos, como utilería en juegos, entre otros.

El modelado orgánico ofrece una libertad de creación por encima del modelado paramétrico y el de sólidos. Esto se debe al componente artístico presente en este tipo de modelado. El resultado final puede o no existir en la realidad, que no importa realmente. Cubre cualquier vertiente artística que requiera la representación virtual de cualquier tipo de volumen.

El campo de aplicación de este tipo de modelado es extenso. En la actualidad vemos modelos orgánicos en prácticamente todas partes. Vídeo juegos, renderizado de productos arquitectónicos, impresión 3d, en aplicaciones web, etcétera.

modelado 3d orgánico
Diseño 3d orgánico

Programas de modelado 3D más usados en la actualidad

La variedad de programas que existen para el modelado 3d es extensa. Existen opciones que ofrecen herramientas profesionales de diseño para cada tipo de modelado y que permiten la construcción de objetos virtuales con un nivel de precisión elevado. Desde opciones gratuitas hasta opciones de pago, la elección dependerá del proyecto a ejecutar y del nivel de detalle o el alcance del mismo. Habiendo dicho esto, a continuación, te presentamos los programas más populares de modelado 3d que existen en el mercado:

1- Programa de modelado 3ds max

3ds max es uno de los programas más usados en la actualidad cuando hablamos de modelado 3d. De la familia de Autodesk, se trata de un software de modelado y renderizado 3d que ofrece una paleta de herramientas extensas para el modelado orgánico. Está presente en arquitectura y presentación de productos y es extensamente usado en la presentación de proyectos que requieren un nivel de acabado foto realista en los materiales. Más información aquí.

3ds max

2- Programa de modelado y visualización 3d Twinmotion

Siguiendo con los programas de modelado 3d empleados en arquitectura y construcción tenemos a Twinmotion. Este programa es ampliamente usado en la actualidad gracias a su característica de previsualización en tiempo real de los modelos en 3d. Ofrece la generación de imágenes y vídeos foto realistas de alta calidad, ideales para presentación de productos. Sin duda una herramienta perfecta para presentación de proyectos. Más información aquí.

Twinmotion

3- Programa de modelado de ingeniería Inventor

Ahora vamos con un programa de modelado 3d que es ampliamente usado en ingeniería. Se trata de inventor, otro de la familia de Autodesk. Con este programa de modelado 3d, tenemos todas las herramientas necesarias para gestionar modelos de sólidos, sean simples o parametrizados. Permite la generación de planos y cuenta con un entorno de análisis de elemento finito y simulaciones dinámicas, entre otras opciones. Más información aquí.

Inventor

4- Programa de modelado multifuncional Fusion 360

Por último tenemos a Fusion 360. Este programa de modelado 3d combina las características de los programas de modelado de sólidos, paramétrico y orgánico. Al mismo tiempo, ofrece el servicio de renderizado en la nube y una biblioteca de materiales precargados de alto nivel. Se trata de una opción ideal para personas que trabajan con modelado de productos y que necesitan todo en un mismo entorno. Más información aquí.

Fusion 360

Servicio de modelado 3D en Panamá

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