Tutoriel : Rhinoceros 3D
Introduction
Ce tutoriel s’adresse aux personnes qui recherchent des tutoriels précis et détaillé dans le but de créer des fichiers pour l’impression 3D.
Dans ce tutoriel, vous allez apprendre les meilleures techniques de modélisation, de correction et d’exportation pour l’impression 3D avec MeshMixer. À la fin de ce tutoriel, vous saurez :
- Modéliser un fichier pour l’impression 3D
- Gérer et exporter un fichier 3D pour l’impression 3D dans Rhinoceros
- Éviter les erreurs lors de la création d’un fichier 3D pour l’impression 3D dans Rhino
Puis vous pourrez transférer votre fichier 3D sur notre plateforme et l’imprimer !
Rhinoceros (Rhino) est un logiciel de CAO spécialisé dans la création de NURBs libres (Non Uniform Rational B-spline). Le terme NURBs renvoie à un modèle mathématique de rendu de courbes et de surfaces dans une interface graphique. Ce modèle mathématique offre liberté et précision pour la modélisation 3D. Rhinoceros est souvent utilisé pour le design industriel, l’architecture, le design maritime, la joaillerie, l’automobile, le prototypage, l’ingénierie inverse, le design de produit, mais aussi le multimédia.
Une connaissance basique de Rhinoceros est requise pour comprendre pleinement ce tutoriel. Le site internet Rhinoceros regorge de vidéos et de tutoriel pour débuter avec le logiciel.
Modéliser pour l'impression 3D avec Rhinoceros
1.1. Avant-propos
- Curve : l’ensemble des points, lignes et segments qui constituent l’esquisse du modèle
- Surface : élément plat sans épaisseur créé entre un groupe de curves fermées
- Polysurface : Ensemble des surfaces en contact qui forme un volume
- Solide : Polysurface entièrement fermée et reliée qui crée le modèle 3D
- Vertices (vertex) : point ou sommet
- Edge : arrête qui connecte 2 vertices
- Face : surface plane sans épaisseur créée entre un ensemble d’edges
- Polygon : surface plane ou volume ouvert composés d’un ensemble de faces
- Mesh : ensemble des vertices, edges et faces qui définissent la forme du modèle 3D






1.2. Modéliser pour l’impression 3D















1.3. Couleurs et textures pour l’impression couleur
Rhinoceros inclut de bons outils pour le mapping de couleurs et de textures, mais il n’est pas le logiciel le plus efficace pour ajouter de la couleur et des textures en vue d’une impression 3D. Cela dépend beaucoup des besoins du projet. Vous pouvez utiliser le mapping de couleur et de textures d’un autre logiciel comme 3D Studio Max ou tout autre logiciel gratuit après votre modélisation 3D dans Rhinoceros. Ces fonctions sont décrites dans nos autres tutoriels ici.
L’impression 3D en couleur ajoute des informations de couleurs et de textures au mesh final en utilisant les outils de mapping de couleur et de texture. La différence entre une impression 3D classique et une impression 3D couleur est que pour l’impression couleur, l’exportation du mesh doit être faite en .obj et non en .STL.
Un fichier d’impression 3D couleur est composé de plusieurs fichiers contenant des informations de couleur et de texture. Lors de l’exportation en .obj, un fichier .MTL contenant les informations de mapping de texture est créé automatiquement par le logiciel. Ces deux fichiers ainsi que toutes les images de textures utilisées dans le modèle doivent toujours être conservés dans le même dossier.
La couleur et la texture peuvent être ajoutées avant ou après la création du mesh.
La première chose à faire avant d’ajouter couleurs et textures est de se rendre sur l’onglet Display dans la colonne de droite et de changer le Display Mode sur Rendered tout en ayant sélection la vue en perspective. Cela vous permet de voir les modifications de couleurs et textures en temps réel.
Pour l’ajout de couleur à un objet, vous devez le sélectionner et, dans l’onglet Properties de la colonne de droite, cliquer sur le bouton Paint tube . Ensuite, sélectionner l’option «Assign material by : Object » et changer la couleur dans « Basic Settings ».
Rhinoceros possède quelques matériaux par défaut pour l’affichage de rendus. Ces matériaux peuvent être utilisés comme couleur d’impression 3D. Avant de commencer, vous devez activer le mode « Rendered Display » comme expliqué précédemment. Vous pouvez accéder aux textures par défaut et aux matériaux dans le menu Panels > Libraries. Une nouvelle fenêtre s’affiche contenant les textures et matériaux. Cliquer sur le matériau et glisser-le de la librairie à votre objet pour l’appliquer.
Pour plus de précisions, vous pouvez utiliser les options de mapping de texture . Elles se trouvent dans la colonne de droite au-dessous de Paint tube. Cette option vous permet d’appliquer une texture à la surface de votre objet.
Quand vous avez terminé, sélectionnez votre objet et exportez-le au format .obj. Le logiciel va alors créer les fichiers nécessaires à l’impression 3D couleur.
Analyser et Exporter votre fichier 3D avec Rhinoceros
2.1. Analyse de votre modèle 3D
















2.2. Réparer un modèle 3D en NURBs
Réparer des edges non rattachées
Une fois que les edges non rattachées ont été localisées, il est très facile de les réparer grâce à l’outil souder . Il vous suffit de cliquer pour rattacher la surface à l’objet et ainsi fermer l’objet.
Il arrive parfois que des surfaces soient manquantes. Dans ce cas, la meilleure méthode consiste à créer une nouvelle surface et faire coïncider les edges avec les surfaces adjacentes pour remplir l’espace, puis d’utiliser la fonction souder pour créer une polysurface fermée.
Lorsque les edges des surfaces sont trop éloignées l’une de l’autre pour la tolérance du fichier, les deux surfaces ne pourront se souder.
Dans ce cas, vous pouvez utiliser la fonction de soudure forcée. Cela peut être un moyen rapide de réparer une erreur si votre fichier ne demande pas une précision de modélisation trop élevée à cet endroit. La fonction permet de souder deux edges sans prendre en compte la tolérance minimale.
La fonction se trouve dans le menu Surface > Edge Tools > Join 2 naked edges ou en tapant “ JoingEdge ” dans la ligne de commande.
C’est une solution rapide, mais pas la meilleure, car il est toujours préférable d’avoir unepolysurface propre et fermée. Notez aussi que l’opération ne fonctionnera pas lors de l’exportation du solid au format IGES ou STEP dans le cas ou vous utiliseriez votre modèle pour autre chose que l’impression 3D.
Réparer les erreurs de géométrie
Comme mentionné dans le paragraphe sur les objets valides, une géométrie corrompue est très fréquemment générée par une surface corrompue, elle-même due à une erreur lors de l’ajustement d’une curve de division après une opération de modélisation 3D.
On peut généralement réparer les surfaces corrompues en explosant le modèle puis en le soudant. Si cela ne règle pas le problème, c’est que le modèle contient des erreurs de structure dans les NURBs plus complètes. Vous pouvez les réparer avec les opérations suivantes.
D’abord, identifiez toutes les surfaces corrompues et cachez le reste temporairement. Vous pouvez utiliser la fonction Bad Surfaces Extract pour séparer les surfaces corrompues des polysurfaces avec la commande “ ExtractBadSrf ”.
Lorsque vous avez isolé les surfaces corrompues, il faut restaurer les edges des surfaces à leur état original avant de les souder, avec la commande Rebuild Edges . La commande se trouve dans le menu principal Fillet Surface > Rebuild Edges ou en tapant la commande ” RebuildEdges “. Cette opération détache les surfaces afin que vous puissiez les souder à nouveau. Après cette opération, vous devez vérifier si les surfaces ont été réparées.
Si elles n’ont pas été complètement réparées, sélectionnez une surface corrompue et retirer le point de division de la surface avec la commande Untrim , tout en ayant la fonctionkeep trim object activé. Vous la trouverez dans le menu principal dans Fillet surface > Untrim ou en tapant la commande “ Untrim ”. Sélectionnez la curve divisée et divisez-la
à nouveau en vérifiant que la surface n’est plus corrompue. Répétez l’opération pour chaque autre surface corrompue.
Une fois que toutes les faces sont réparées, affichez la totalité de la géométrie et tentez de souder le tout à nouveau. Vérifiez les géométries corrompues avec le Check Objects . Si ça ne marche pas, c’est surement, car l’opération essaye de forcer la soudure sans que les surfaces ne coïncident correctement. Si cela se produit, il est préférable de localiser les surfaces corrompues et d’analyser la jonction entre les surfaces contiguës.
Modèles comprenant plusieurs solides
Comme indiqué plus haut, votre modèle ne doit être composé que d’une seule polysurface ou solide. Si ce n’est pas le cas, vous devez sélectionner les deux solides et les fusionner avecl’opération Union Booléenne . Vous pouvez la trouver dans la barre de gauche ou dansSolid > Union.
2.3. Créer et exporter un mesh






- Density: 0.0
- Maximum angle: 0.0
- Maximum aspect ratio: 0.0
- Minimum edge length: 0.0
- Maximum edge length: 0.0
- Maximum distance edge to surface: “The same as the tolerance file” (tolerance settings)
- Maximum edge length: 0.0
- Minimum initial grid quads: “Variable depending on how the mesh looks”





2.4. Mesh adapté à l’impression 3D
Tout comme pour la modélisation en NURBs, un mesh destiné à l’impression 3D est différent d’un mesh pour le rendu ou l’animation. Dans le chapitre précédent, vous avez appris comment créer un modèle 3D en NURBs en évitant les erreurs lors de l’impression 3D.
Cependant, il se peut que votre mesh contienne encore quelques erreurs. Voilà pourquoi il est important de connaitre les erreurs possibles liées à un mesh.
Nous allons maintenant voir quelles sont ces erreurs et comment les réparer avant de continuer l’analyse de notre mesh. Nous utiliserons un polygon “ low poly” comme exemple pour illustrer nos problèmes.
Mesh compact et fermé
Comme une polysurface, un mesh doit être fermé afin d’être imprimable en 3D. Le principe est exactement le même : un mesh est composé de plusieurs faces qui construisent un volume. Celui-ci ne doit pas avoir de trous. Le mesh doit donc être “ étanche”.
L’objet doit aussi être compact. Il ne doit posséder aucun vertex, aucune edge ou face isolé tout autour du modèle. Tous les éléments qui composent le modèlent doivent avoir un volume. Aucune face ne peut exister sans épaisseur.
Variété du mesh
Un mesh destiné à l’impression 3D doit posséder une variété correcte. Le terme variété en 3D définit un mesh dans lequel toutes ces edges triangulaires sont directement et individuellement connectées à une autre pour créer un volume fermé.
Les erreurs de variété non orientable se produisent généralement pour les raisons suivantes :
- Plusieurs faces partagent la même edge
- Plusieurs faces partagent le même point ou vertex
- Il y a des faces inutiles l’une des intersections du mesh principal ou à l’intérieur du modèle
Orientation du mesh
Les faces qui composent le mesh doivent posséder la même orientation. C’est-à-dire que lorsqu’une face à une orientation de sa normale vers l’extérieur, sa voisine ne peut avoir son orientation vers l’intérieur.
Mesh d’un seul bloc
Chaque élément de votre modèle doit appartenir au même bloc. Lorsque vous sélectionnez votre modèle, vous devriez voir apparaître dans la ligne de commande » 1 mesh added to selection « ce qui signifie que votre pièce n’est faite que d’un seul bloc.
2.5. Analyse de votre mesh










Corriger les éventuelles erreurs de modélisation avec Rhinoceros
Chez Sculpteo, nous avons développé des outils automatiques très pratiques pour réparer votre mesh directement sur notre plateforme en ligne. Nous sommes fiers de pouvoir dire que ces outils sont efficaces dans la plupart des cas d’ erreurs de mesh. Seulement, ce ne sont que des outils automatiques et vous pouvez avoir envie d’avoir un meilleur contrôle sur la topologie de votre mesh et sur la façon dont il va être modifié. De plus, lorsqu’on parle d’erreurs isolées et facilement localisables, il est préférable de les réparer manuellement soi-même sur un logiciel CAO 3D comme Rhino où les outils nécessaires existent.
L’une des raisons principales de réparer son mesh par soi-même est aussi qu’aucun algorithme automatique ne connaît mieux votre mesh que vous.
Nous allons maintenant voir les outils de Rhino pour régler les problèmes les plus communs lors de la modélisation 3D de mesh.
3.1. Réduction du mesh
Si votre mesh contient un nombre de polygones supérieur à 1 000 000, il sera difficile à prendre en charge par Sculpteo et signifie qu’il contient un trop grand nombre détails inutiles. Il est donc primordial de réduire ce nombre grâce à l’outil Reduce mesh .
Il est important de trouver le bon équilibre entre la quantité de détails de votre modèle et le nombre de polygones qu’il contient. Plus celui-ci sera réduit, plus votre mesh deviendra « facetté ».
3.2. Uniformisation des normales
Les faces qui appartiennent au même bloc que votre modèle peuvent être dans des orientations différentes. Cela se produit lorsque les normales de vos faces ne sont pas toutes dirigées vers l’extérieur comme expliqué dans la section correspondante. Pour uniformiser les normales, sélectionnez votre modèle et cliquez sur l’outil Unifier les normales . Cela va renverser les normales dans le bon sens et réparer le problème.
3.3. Outil de remplissage d’un trou dans le mesh


3.4. Erreur de mesh non varié




3.5. Modèle en plusieurs blocs




