Instrução do software Geologia com o software Tinkercad CodeBlocks

Entendendo a geometria das rochas e cristais

Muitos sólidos geométricos realmente ocorrem na natureza. Os cristais minerais crescem em formas geométricas regulares.

Tetraedros
O tetraedrito forma cristais regulares em forma de tetraedro. Foi descrito pela primeira vez por volta de 1845 na Alemanha e é usado como fonte de cobre. (del Court, 2014)

Cubos
Pirita ou “ouro de tolo” em particular forma belos cristais. Nos séculos XVI e XVII, a pirita era usada como fonte de ignição nas primeiras armas, criando faíscas quando acariciada por um -le circular. (del Court, 16) O bismuto também tende a crescer na forma de cubos que crescem em etapas em direção ao seu centro, em geometria esse fenômeno é conhecido como padrão concêntrico.

Octaedro
A magnetita é, na verdade, o mais magnético de qualquer mineral natural da Terra. Observando a atração da magnetita por pequenos pedaços de ferro, as pessoas na China durante o século IV aC e na Grécia no século VI aC observaram primeiro o magnetismo. (del Court, 4)

Prisma Hexagonal
Os cristais de quartzo formam prismas hexagonais. As faces do prisma longo sempre formam um ângulo perfeito de 60° e dividem a luz em um espectro. (del Court, 2014)
A geometria de qualquer cristal (na verdade de qualquer padrão geométrico) é baseada em 3 princípios básicos:

• Forma: É a figura base.
• Repetição: É o número de vezes que uma figura base é “copiada e colada”.
• Alinhamento: É a ordem dada às cópias da figura original em um plano de trabalho.

Traduzindo para blocos de código Tinkercad

Essas formas geométricas são muito fáceis de reconhecer e (para nossa sorte) a maioria delas já está predefinida no menu Formas ou Primitivas do Tinkercad CodeBlocks. Para selecionar uma nova forma basta arrastá-la para a área de trabalho e clicar no botão Play para executar a simulação e exibir a animação.

Formas primitivas

Algumas formas geométricas que à primeira vista parecem complicadas, na realidade é apenas a repetição e mudança de posição da mesma figura-base. Vamos ver como fazer isso no Tinkercad CodeBlocks:

Tetraedros

1.  Arraste e solte um bloco de pirâmide (menu de formulário) na área de trabalho.
2.  Clique no ícone “abrir mais opções” (seta para a direita).
3.  Altere o valor dos lados para 3 (assim teremos uma pirâmide ou tetaedro de 4 lados).

Cubos

1.  A figura mais fácil, é apenas uma questão de arrastar e soltar o cubo ou bloco de caixa (menu de formulário) na área de trabalho.

Octaedro

1.  Arraste e solte um bloco de pirâmide (menu de formulário) na área de trabalho.
2.  Adicione um bloco de movimento (menu de modificação) e altere o valor de Z para 20 (isso moverá a figura 20 unidades para cima)
3.  Adicione uma nova pirâmide abaixo do código.
4.  Adicione um bloco de rotação (menu modificar) e gire o eixo X 180 graus.
5.  Adicione um bloco de criação de grupo (menu de modificação) que unirá as duas pirâmides, formando uma figura de 8 lados (octaedro).
6.  Se você quiser ser mais preciso, você pode adicionar um bloco de escala no final (menu modificar) e alterar o valor Z para 0.7 para que a -figura pareça mais uniforme.

Prisma Hexagonal

1. Arraste e solte um bloco de polígono (menu de formulário) na área de trabalho.
2.  Clique no ícone “abrir mais opções” (seta para a direita).
3.  Certifique-se de que o valor de Lados esteja definido como 6.
4.  Você pode adicionar um bloco de escala (menu Modificar) e alterar o valor Z se desejar alterar o comprimento do prisma hexagonal.

https://youtu.be/DAlibpGWiRo

Repetição

Para repetir uma figura várias vezes no Tinkercad CodeBlocks, precisamos usar o bloco repeat “1” times (menu de controle). Porém, antes de criar uma repetição devemos criar um novo objeto (menu Modificar):

1.  Primeiro arraste e solte para criar um novo bloco de objeto no menu de modificação na área de trabalho.
2.  Agora, logo abaixo desse bloco, arraste e solte um bloco de repetição 1 vezes no menu de controle.
3.  Escolha qualquer forma que desejar (no menu de formas) e insira-a DENTRO do bloco, repita 1 vezes. Você verá que as peças se juntam como um quebra-cabeça.

Se você alterar o valor “1” para qualquer outro número no bloco, repita 1 vezes, a -figura será copiada quantas vezes você decidir.
No entanto, mesmo que você execute a simulação, não será possível ver as alterações no préviewer, por quê? pois os objetos estão sendo copiados e colados na mesma posição! (um acima do outro)… para ver as alterações que você precisa repetir e movê-las! como veremos no próximo passo.
https://youtu.be/hxBtEIyZU5I

Alinhamento ou Matrizes

Primeiro devemos entender os tipos de alinhamentos que existem:

• Alinhamento linear ou de grade: em que os objetos são repetidos em uma ou duas direções para um espaço.
• Alinhamento rotacional: em que os objetos giram em torno de um eixo de rotação, formando circunferências.
• Alinhamento aleatório: em que os objetos ocupam um espaço posicionando-se em diferentes locais aparentemente aleatoriamente

Agora vamos ver como fazer isso usando o Tinkercad CodeBlocks:

Alinhamento linear:

1.  Primeiro arraste e solte para criar um novo bloco de objeto no menu de modificação na área de trabalho.
2.  Agora precisamos criar uma variável. Você pode arrastar o bloco create variable do menu math e colocá-lo logo abaixo do bloco anterior (mantenha o valor 0).
3.  Altere o nome da variável (para facilitar a identificação) para qualquer palavra que desejar como “movimento” para isso clique no menu drop-down do bloco e selecione a opção renomear variável…
4.  Agora, logo abaixo desse bloco, arraste e solte um bloco de repetição 1 vezes no menu de controle.
5.  Escolha qualquer forma que desejar (no menu de formas) e insira-a DENTRO do bloco, repita 1 vezes. Você verá que as peças se juntam como um quebra-cabeça.
6.  Agora abaixo do bloco anterior (mas permanecendo dentro do bloco de repetição) você colocará um bloco de movimento.
7.  Acesse o menu Dados e você notará que agora é criado um novo bloco com o mesmo nome que você deu à sua variável.
8.  Arraste esse bloco e coloque-o dentro do bloco de movimento (pode estar em X, Y ou Z, dependendo de qual direção você deseja mover a figura).
9.  Para quase terminar, adicionaremos um bloco de elemento de mudança (você o encontra dentro do menu matemático) e no menu suspenso do bloco selecione o nome da sua variável.
10.  É hora de um pouco de matemática! Arraste um bloco de equação (você o encontra dentro do menu matemático com os símbolos 0 + 0) PARA FORA DO SEU CÓDIGO, você pode usar qualquer espaço vazio na área de trabalho.
11.  Altere o último 0 para qualquer número que desejar, isso representará as unidades que sua figura irá mover.
12.  Para terminar, arraste seu bloco de equação e coloque-o após a seção “para” do bloco de variável de mudança sobre o 1 (para substituir o número 1 por uma equação 0 + n).
13.  Por fim, execute a simulação e observe a mágica. Eu sei que a primeira vez é tediosa, mas fica mais fácil com a prática.

Alinhamento rotacional: 

1.  Primeiro arraste e solte para criar um novo bloco de objeto no menu de modificação na área de trabalho.
2.  Agora precisamos criar uma variável. Você pode arrastar o bloco create variable do menu math e colocá-lo logo abaixo do bloco anterior (mantenha o valor 0).
3.  Altere o nome da variável (para facilitar a identificação) para qualquer palavra que desejar como “rotação” para isso clique no menu drop-down do bloco e selecione a opção renomear variável…
4.  Agora, logo abaixo desse bloco, arraste e solte um bloco de repetição 1 vezes no menu de controle.
5.  Escolha qualquer forma que desejar (no menu de formas) e insira-a DENTRO do bloco, repita 1 vezes. Você verá que as peças se juntam como um quebra-cabeça.
6.  Agora abaixo do bloco anterior (mas permanecendo dentro do bloco de repetição) você colocará um bloco de movimento.
7.  Altere o valor do eixo X ou Y do bloco de movimento (para afastar a figura do centro do plano de trabalho ou origem).
8.  Adicione um bloco de rotação (você pode encontrá-lo no menu de modificação) e altere a opção do eixo X para o eixo Z.
9.  Acesse o menu Dados e você notará que agora é criado um novo bloco com o mesmo nome que você deu à sua variável.
10.  Arraste esse bloco e coloque-o sobre o número logo após a opção “para” no bloco de rotação.
11.  Agora, no menu de matemática, arraste um bloco “X:0 Y:0 Z:0 Z:0” e coloque-o logo após a opção de graus de rotação do bloco anterior (dessa forma, garantimos que a -figura gire em torno do centro de do plano e não do seu próprio centro).
12.  Para quase terminar, adicionaremos um bloco de elemento de mudança (você o encontra dentro do menu matemático) e no menu suspenso do bloco selecione o nome da sua variável.
13.  É hora de um pouco de matemática! Arraste um bloco de equação (você o encontra dentro do menu matemático com os símbolos 0 + 0) PARA FORA DO SEU CÓDIGO, você pode usar qualquer espaço vazio na área de trabalho.
14.  Altere o último 0 para qualquer número que desejar, isso representará as unidades que sua figura irá mover.
15.  Para terminar, arraste seu bloco de equação e coloque-o após a seção “para” do bloco de variável de mudança sobre o 1 (para substituir o número 1 por uma equação 0 + n).
16.  Por fim, execute a simulação e observe a mágica. Eu sei que a primeira vez é tediosa, mas fica mais fácil com a prática.

Alinhamento aleatório:
Felizmente, esse tipo de alinhamento é muito mais fácil do que parece.

1.  Primeiro arraste e solte para criar um novo bloco de objeto no menu de modificação na área de trabalho.
2.  Agora, logo abaixo desse bloco, arraste e solte um bloco de repetição 1 vezes no menu de controle (alterando o número, você controla o número de figuras que aparecerão).
3.  Escolha qualquer forma que desejar (no menu de formas) e insira-a DENTRO do bloco, repita 1 vezes. Você verá que as peças se juntam como um quebra-cabeça.
4.  Agora abaixo do bloco anterior (mas permanecendo dentro do bloco de repetição) você colocará um bloco de movimento.
5.  Usaremos um novo bloco chamado “aleatório entre 0 e 10” que você pode encontrar no menu Math.
6.  Arraste o bloco e coloque-o logo após a coordenada X do bloco de movimento. Repita a ação para a coordenada Y.
7.  Finalmente, é necessário definir um intervalo de números (ou um intervalo de posições em que nossas figuras aparecerão aleatoriamente). Por example se você quiser que as -gures apareçam em todo o plano de trabalho, você pode digitar -100 a 100 dentro do bloco “random between…”

https://youtu.be/fHy3oJSMf0M

Mãos em ação

Agora que você aprendeu o básico, é hora de testá-lo. Identifique a geometria dos cristais mais populares e use o que você aprendeu na lição de hoje para tentar replicá-los.
Aqui estão alguns cursos de ação (dicas):

Magnetita

• Você terá que juntar duas pirâmides de 4 lados para formar um tetraedro, que será o módulo principal a ser repetido.
• Use um bloco de repetição para multiplicar o número de formas e misture com um bloco de movimento + intervalo entre 0 – 10 para posicionar em lugares diferentes as formas.
• Tente adicionar um bloco de escala para alterar os tamanhos das formas.

Tetraedrito

• Comece com uma pirâmide de 4 lados. Use 4 outras pirâmides para cortar os cantos da figura.
• Repita esta figura composta várias vezes no plano de trabalho alterando seus tamanhos.
• Dica profissional: adicione blocos de rotação X, Y, Z e combine-os com um bloco de intervalo (0 a 360) para girar as figuras aleatoriamente para uma aparência mais realista.

Pirita

• A figura mais simples de todas, apenas usa caixas e blocos repetidos para formar caixas menores em torno de um cubo grande.

Rocha vulcânica

• Parece difícil mas não é! Comece com um corpo sólido grande (recomendo uma esfera).
• Coloque aleatoriamente muitas esferas pequenas e médias ao redor do corpo principal. Certifique-se de configurá-lo para o modo “oco”.
• Agrupe tudo e observe como as pequenas esferas removem pedaços do corpo principal

Quartzo

• Crie um prisma hexagonal e alinhe-o ao eixo Z.
• Coloque uma pirâmide de 6 lados em cima dela
• Faça um corte bem na ponta da pirâmide
• Agrupe tudo e use-o como um módulo.
• Repita o módulo usando a repetição da rotação para girar em direção ao centro do plano.

Bismuto

• Figura complicada, tudo começa com um cubo.
• Agora você vai precisar de 6 pirâmides que vão cortar as laterais do cubo para nos deixar apenas com a “moldura”.
• Repita o quadro várias vezes em direção ao centro, diminuindo a escala geral.
• No final, devido à restrição de primitivas (o Tinkercad CodeBlocks permite apenas 200 primitivas no plano de trabalho), só poderemos repetir a -figura algumas vezes, mais do que suficiente para obter um ótimo resultado.

Geodo

• Cubos são sua base -figura
• Repita os cubos ao redor do centro para formar anéis usando padrões de revolução.
• Altere a cor dos anéis para se assemelhar mais às cores reais da pedra preciosa
• No final, use uma caixa grande para cortar o desenho ao meio (como um geodo sendo cortado na vida real).

Se você tiver problemas para entender o assunto, também deixo os links dos meus testes para que você possa replicá-los e experimentá-los!

• Magnetita
• Tetraedrito
• Pirita
• Rocha vulcânica
• Quartzo
• Bismuto
• Geodo

Exportação para impressão 3D

Ao finalizar seu projeto não esqueça de adicionar um bloco “criar grupo” ao final do código, desta forma garantimos que todas as peças estejam juntas como um sólido. Vá para o menu de exportação e escolha .stl (formato mais comum para impressão 3D).

Correção para impressão 3D (Designs 3D Tinkercad)

Lembrar! é muito importante que antes de imprimir qualquer coisa em 3D você tenha certeza que o modelo é viável, ou seja, que ele esteja de acordo com as seguintes regras de impressão 3D:

• Você não pode imprimir modelos Poating in space sem base ou suporte.
• Ângulos que excedem 45 graus exigirão suporte estrutural no software CAD.
• Tente fazer a base da sua figura o mais Pata possível para garantir uma boa adesão à mesa de impressão.

Neste caso é muito difícil cuidar dessas regras quando estamos fazendo padrões aleatórios. Eu recomendo importar o modelo .stl no Tinkercad 3D Designs para -x antes de imprimir, neste caso:

1.  Eu adicionei um poliedro no centro onde ele cruza todas as formas.
2.  Em seguida, adicione um cubo oco por baixo para garantir que o Pobre é Pat.
3.  Finalmente agrupou tudo e exportou de volta para o formato .stl

Imprima em 3D

Para este projeto foi utilizado o software CAM gratuito Ultimaker Cura 3D com os seguintes parâmetros:

• Material: PLA+ seda
• Tamanho do bico: 0.4 milímetros
• Qualidade da camada: 0.28 milímetros
• Em-ll: 20% padrão de grade
• Temperatura de extrusão: 210 C
• Temperatura da cama quente: 60 C
• Velocidade de impressão: 45 mm/s
• Suporta: Sim (automático a 45 graus)
• Adesão: Borda

Referências

Del Court, M. (2014, 3 anos). Geologia e Geometria. michelledelcourt. Recuperado 11 de setembro de 2022, de
https://michelledelcourt.wordpress.com/2013/12/20/geology-and-geometry/

Isso é ótimo!
Você compartilhou o design do Codeblocks publicamente na galeria Tinkercad?

Documentos / Recursos

Instrução do software Geologia com o software Tinkercad CodeBlocks [pdf] Manual de Instruções Instructables Geologia com o software Tinkercad CodeBlocks

Referências

• Manual do usuário