Solid Modelling Tutorial

Solid Modelling erlaubt Ihnen das Modellieren komplexer Objekte mit Hilfe der Boolschen Operationen wie Union, Intersection und Difference. Dies erlaubt eine intuitivere Arbeitsweise als die Standard Modelliertechniken. Um Solids mit den Modeler Tools bearbeiten zu können, müssen sie als Parametric Solids erstellt werden. Neben den Parametric Solids gibt es einfache Solids und Surfaces (Flächen).

In diesem Tutorial werden Sie eine Krypta modellieren, die Sie im nächsten Tutorial weiterbearbeiten werden. Beim erstellen der Krypta lernen Sie die wichtigsten Funktionen des Modeler kennen.

Dieses Tutorial setzt Grundkenntnisse der allgemeinen MicroStation-Befehle voraus. Anfängern wird empfohlen, zuerst die MicroStation Tutorials I, II zu absolvieren.

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Vorbereitungen

was

Analog zu den MicroStation Tutorials kopieren Sie die Zeichnung SolidModel.dgn in Ihren Übungsordner und benennen diese mit s_name.dgn resp. s_name.brp. Danach starten Sie MicroStation und öffnen die eben kopierte Zeichnung.

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Arbeitsplatz einrichten

Das File wird mit vier Arbeitsfenstern geöffnet, somit können Sie Ihre Arbeit jeweils in drei Ansichten und einer Isometrie überprüfen. Um eine grössere Arbeitsfläche zu haben und um die Übersicht nicht zu verlieren, schliessen Sie ausser der main Toolbox, sämtliche Toolboxes, die Sie an der linken Seite Ihres MicroStation Fensters geöffnet haben. Öffnen Sie die Modeler Toolbox.

Menu: „Tools", "Tool Boxes", „Modeler", „Modeler"
Docken Sie die Toolbox an den linken Rand an.

bem

Die Modeler Toolbox enthält alle Child Toolboxes, die Sie zum Modellieren benötigen. Jede dieser Toolboxen kann auch einzeln geöffnet werden. Um platzsparend und übersichtlich zu arbeiten, sollten Sie sich merken welche Child Toolboxes sich hinter den einzelnen Icons befinden.
Sie können eine Funktion in einer Child Toolbox wählen, ohne dass diese Box dabei freistehend auf dem Bildschirm angezeigt werden muss. Dadurch wird verhindert, dass der Bildschirm durch zu viele gleichzeitig geöffnete Toolboxen unübersichtlich wird. Sie können den Zeiger über die Toolbox ziehen, um eine Funktion zu wählen. Wenn Sie die Datentaste loslassen, schliesst sich die Toolbox, und die gewählte Funktion erscheint in der Haupttoolbox. MicroStation zeigt beim Aufstarten immer die erste Funktion einer Childtoolbox in der Hauptoolbox, erst wenn Sie eine andere Funktion in der Childtoolbox wählen wird diese Funktion auch in der Hauptoolbox angezeigt.
In der Modeler Toolbox sind folgende 8 Child Toolboxes enthalten:
erste Spalte:
- Parametric Solids
- Parametric Free-form Solids
- Create Faeture
- Modify Sheet
zweite Spalte:
- Boolean
- Modify Feature
- Manipulate Feature
- Assembly

bem

In der Folge, werden nur noch der Name der Child Toolbox und die Icons für die entsprechende Funktion angegeben. Detailiertere Angaben über die einzelnen

Childtoolboxes finden Sie am Schluss des Tutorials.

was

Starten Sie AccuDraw und die AccuDraw Shortcuts. In allen Arbeitsfenstern sollte das Acs Triad graphisch angezeigt werden (mit „all" werden Änderungen in den View Attributes in sämtlichen Ansichten angezeigt).

bem

Aktivieren Sie Key-In nicht, da Sie sonst mit der esc Taste immer in diese Eingabefeld gelangen, anstatt in das AccuDraw Koordinateneingabefeld.

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Primitiv parametric Solids

In MicroStation gibt es verschiedene Möglichkeiten um Solids zu konstruieren. Sie können die Grundformen der Solids wählen, oder ein Profile zeichnen und aus diesem durch lineare Projektion einen Solid zu konstruieren. Als erstes werden Sie eine Bodenplatte zeichne in einem weiteren Schritt zeichnen Sie ein Profil, welches dem Grundriss der Krypta entspricht.

Die Bodenplatte werden Sie mit einer Grundform der Solids erstellen.

Wenn nichts anderes angeben wird, führen Sie sämtliche Befehle im Arbeitsfenster 2 aus. Sämtliche Koordinateneingaben werden im AccuDraw Koordinateneingabefeld gemacht.

Parametric Solids Toolbox, Icon Place Slab

wie

Starten Sie die Funktion Place Slab. Mit der esc Taste wird automatisch das AccuDraw Koordinateneingabefeld aktiviert. Geben Sie Anfangspunkt [-2,-2,0] ein. Der AccuDraw Kompass wird an diesen Punkt gesetzt. Wählen Sie in den AccuDraw Shortcuts den Befehl Top Rotation. Die Zeichnungseben wird automatisch in eine Standart-Draufsicht gedreht. Kehren Sie mit der esc Taste wieder ins Koordinateneinagebfeld zurück (ein Koordinateneingabefeld wird schwarz angezeigt). Bewegen Sie das Fadenkreuz in Richtung x-Achse, der Curser im Koordinateneingabefeld blinkt im Feld der x-Koordinate auf. Geben Sie im x Koordinatenfeld den Wert [14.5] für die Länge ein und bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Bewegen Sie das Fadenkreuz in die y Aches und geben Sie im y Koordinatenfeld den Wert [9] für die Breite ein, bestätigen Sie den Punkt wieder mit der linken Maustaste. Der AccuDraw Kompass wird nun gedreht, geben Sie im x Koordinatenfeld den Wert [-0.5] für die Höhe ein. Betätigen Sie mit der linken Maustaste und beenden Sie den Befehl mit der rechten Maustaste.

bem

Sie werden bemerken, dass im Koordinaten Eingabefeld immer nur ein Wert verändert wird, wenn Sie das Fadenkreuz genau auf den Achsen des Kompasses bewegen. Die anderen Werte sind dann auf null gestellt. Stellen Sie sicher, dass dies immer der Fall ist, damit alle Elemente im gleichen Winkel zueinander liegen.

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Profiles

Das Profil für den Grundriss der Krypta werden Sie mit der Funktion Place Smartline zeichnen.

Main Toolbox, Icon Place Smartline

wie

Starten Sie die Funktion Place Smartline. Mit der esc Taste wird automatisch das AccuDraw Koordinateneingabefeld aktiviert. Geben Sie [0,0,0] ein. Schliessen Sie jede Eingabe mit der return Taste. Der Cursor springt dann automatisch in das nächste Eingabefeld. Mit dieser Eingabe wird der AccuDraw Kompass beim Ursprung positioniert. Wenn Sie das Fadenkreuz in Richtung x-Achse bewegen, springt der Cursor im AccuDraw Koordinatendisplay ins Eingabefeld für die x-Koordinate. Geben [8] ein und bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Wählen Sie in der Dialogbox Place Smart Line unter Segment Type Arcs. Bewegen sie das Fadenkreuz in die y Richtung und geben Sie im AccuDraw Eingabefeld bei Distance [2.5] ein. Akzeptieren Sie den Punkt mit der linken Maustaste, ein Halbkreis wird dargestellt, akzeptieren Sie den Halbkreis mit der linken Maustaste. Kehren Sie in der Dialogbox zu Segment Type Lines zurück. Bewegen Sie das Fadenkreuz in die x Richtung und geben Sie [8] ein. Bewegen Sie das Fadenkreuz in die y Richtung und geben Sie [5] ein. Betstätigen Sie diesmal den Punkt mit der mittleren Maustaste. Wenn Sie alle Eingaben richtig gemacht haben, erscheint in der Dialogbox Place Smart Line die Erweiterung für Closed Element. Sie haben jetzt ein geschlossenes Profil gezeichnet, das im nächsten Schritt linear projiziert werden kann.
Die Elemente Ihrer Zeichnung sollten wie folgt aussehen.

bem

Wenn Sie innerhalb eines Arbeitschrittes die Update View Funktionen benötigen, können Sie mit klicken der rechten Maustaste in das aktuelle Arbeitsfenster den Befehl ohne Unterbruch weiter ausführen. Es wir nicht explizit angegeben wann Sie den Bildschirm neu zeichnen müssen (Update View), oder um einen Punkt besser zu lokalisieren in das Modell hineinzoomen sollten.

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Profiles und Solids: Krypta Volumen

Parametric Free-form Solids, Icon Contruct Projection

wie

Machen Sie in der Dialogbox folgende Eingaben, bestätigen Sie jede Eingabe mit der return Taste.
- Distance [3.20]
- Wall Thickness [-0.2]
- aktivieren Sie Keep Profile
Stellen Sie sicher, dass die Option „Thicken Profile" nicht aktiviert ist.

wie

Klicken Sie mit der mittleren Maustaste auf die untere linke Ecke (ACS Triad Ursprung) Ihres Profiles, akzeptieren Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Bewegen Sie das Fadenkreuz in die z Richtung und bestätigen Sie die Funktion mit der linken Maustaste.

bem

Wenn Sie für eine Funktion ein Element selektiert haben, wird es grau dargestellt. Somit können Sie überprüfen, ob Sie das richtige Element gewählt haben.
Das Profil wurde jetzt linear auf eine Höhe von 3.2 projiziert, mit einer Wandstärke von -0.2, was bedeutet, dass die Wandstärke nach innen gezeichnet wird.

was

Ändern Sie den Level für das gezeichnete Solids.

wie

Selektieren Sie den Solid und wählen Sie den Level 2 als aktive Ebene. Kehren Sie mit Level Display auf die Ebene 1 zurück und schalten Sie die Ebene 2 in allen Ansichten aus.

bem

Der Solid ist jetzt unsichtbar, nur das ursprüngliche Profil ist noch sichtbar. Aus diesem Profile werden Sie nun Decke und Wand konstruieren.

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Profiles und Solids: Krypta Decke

Parametric Free-form Solids, Icon Contruct Projection .

wie

Machen Sie in der Dialogbox folgende Eingaben, bestätigen Sie jede Eingabe mit der return Taste.
- Distance [0.2]
- Wall Thickness [0.0]
- Deaktivieren Sie Keep Profile
Selektieren Sie Ecke des Profils und bewegen Sie das Fadenkreuz in die Richtung z-Achse, bestätigen Sie die Funktion mit der linken Maustaste.
Wählen Sie das Icon Move und selektieren Sie mit der mittleren Maustaste eine obere Ecke des Solids. Bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Wählen Sie in den AccuDraw Shortcuts Front Rotation. Sie haben jetzt die Zeichenebene gedreht. Bewegen Sie das Fadenkreuz senkrecht nach oben und geben Sie im y-Eingabefeld [3.0] ein. Bestätigen Sie die Eingabe mit der linken Maustaste. Schliessen Sie den Befehl mit der rechten Maustaste ab. Selektieren Sie die Decke und ändern Sie die Farbe auf rot.
Machen Sie die Ebene 2 in allen Ansichten wieder sichtbar.

bem

Um eine bessere Übersicht zu haben ist es von Vorteil mit verschiedenen Farben zu arbeiten. Wenn Sie die Zeichnung fertig gestellt haben, können Sie über die Ebenen Attribute allen Elementen wieder dieselbe Farbe geben.

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Profile und Cut

In einem nächsten Schritt werden Sie ein Gitter aus der Vorderseite des Volumens herausschneiden.

wie

Kehren Sie in die Side Rotation zurück. Wählen Sie die Farbe gelb für das neue Profil. Zeichnen Sie mit der Funktion Place Smartline ein Rechteck mit folgenden Abmessungen: Länge 2.2 Höhe 0.3. Wählen sie als Anfangspunkt die Koordinaten [0.2, 0.2, 0.2]. Zeichnen Sie zuerst die Länge.

was

Sie werden jetzt mit diesem Profil eine Öffnung aus dem Solid herausschneiden.
Wenn Sie die Farbe ändern sollten Sie jeweils überprüfen, dass kein Element Selektiert ist, da sich sonst dessen Farbe ebenfalls ändert.

Create Feature, Icon Construct Cut

wie

Überprüfen sie in der Dialogbox , ob Inside aktiviert ist, wählen Sie Back. Selektieren Sie den Solid (!!sollte mit der linken Maustaste gehen!!), selektieren Sie das Profil (!!sollte mit der linken Maustaste gehen!!). Akzeptieren Sie mit der linken Maustaste.

bem

Sie haben jetzt eine Öffnung gestanzt. Im nächsten Schritt werden Sie aus dieser Öfffnung ein Array machen.

Manipulate Feature, Icon Construct Feature Array

wie

Machen Sie in der Dialogbox folgende Eingaben:
Array Type: Rectangular
Array About: Feature
Angle: 0° (sperren Sie den Winkel)
Rows: 5
Columns: 2
Row Spacing: 0.6
Column Spacing: 2.4
Klicken Sie auf die äussere obere linke Ecke der Öffnung, bestätigen sie den Punkt mit der linken Maustaste.

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Solid und construct circular boss

Als nächstes konstruieren Sie die Oblichter. Zuerst werden Sie eine Art Konus auf das Dach der Krypta setzen. Diese Form wird mit einer speziellen Funktion generiert und ist automatisch mit dem Dach verbunden, also kein eigenständiges Element. In einem zweiten Schritt werden Sie ein Loch durch das Dach und den Konus konstruieren.

Create Feature Toolbox, Icon Construct Circular Boss

wie

Geben Sie in der Dialogbox folgende Werte ein
- Direction: Design z
- Diameter: 0.8
- Height: 1.0
- Draft Angle: 10°
Stellen Sie den Snap auf Midpoint und klicken Sie mit der mittleren Maustaste auf den Scheitelpunkt der Rundung des Deckenelementes, verschieben Sie das Fadenkreuz in Richtung x-Achse , geben den Wert [2.5] ein, akzeptieren Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Sie werden jetzt rechts und links vom ersten Konus zwei weitere zeichnen. Bewegen Sie das Fadenkreuz in der y-Richtung, geben Sie im Koordinateneingabefeld [1.5] ein, akzeptieren Sie den Punkt der linken Maustaste. Bewege Sie das Fadenkreuz in die negative y Richtung und geben Sie den Wert [3] ein, akzeptieren Sie den Punkt mit der linken Maustaste, schliessen die Funktion mit der rechten Maustaste ab.

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Solid und Hole

Um das Loch zu konstruieren schalten Sie die Ebene 2 in allen Ansichten aus.

Create Feature Toolbox, Icon Create Hole

wie

Geben Sie in der Dialogbox folgende Werte ein.
- Hole Type: Simple
- Drill: Through
- Direction: ACS Z
- Hole Diameter: 0.8
- Hole Depth: 1.2 (Um die Tiefe einstellen zu können, müssen Sie Drill auf Blind stellen)
- Draft Angle: 5°
- Thread Diameter: 0.8
Stellen Sie den Snap Modus auf Midpoint. Klicken Sie auf den Scheitelpunkt an der Unterseite der Deckenrundung. Bewegen Sie das Fadenkreuz in x Richtung und geben Sie den Wert [2.5] ein. Akzeptieren Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Bewegen sie das Fadenkreuz in die y Richtung und geben Sie den Wert [1.5] ein, akzeptieren sie den Punkt mit der linken Maustaste. Bewegen Sie das Fadenkreuz in die entgegengesetzte Richtung und geben Sie den Wert [3] ein, akzeptieren Sie den Punkt mit der linken Maustaste und schliessen Sie die Funktion mit der rechten Maustaste ab.

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Editieren von Features

MicroStation bietet die Möglichkeit Befehle (sogenannte Features) zu einem späteren Zeitpunkt zu editieren. Sie können zum Beispiel die Grösse eines Loches, die Anzahl der Elemente in einem Array ect. verändern, ohne, dass Sie den ganzen Befehl neu ausführen müssen.

Sie werden nun das Lochgitter der Krypte editieren, sodass Sie nacher sechst anstatt fünf Lochelemente in einer Spalte haben.

Menuliste, „Element", „Modeler Feature Manager"

wie

Aktivieren Sie den Modeler Feature Manager, folgende Dialogbox erscheint . Wählen Sie unter „Edit" „Select Feature". Doppelklicken Sie auf das Array. Eine weitere Dialogbox wird geöffnet, in dem das Array optisch hervorgehoben wird . Klicken Sie mit der rechten Maustaste daruf und wählen Sie „modify feature". Die Dialogbox Edit Rectangular Array erscheint. Machen Sie folgende Änderungen.
Rows: 6
Row Spacing: 0.5
Bestätigen Sie die Änderungen mit ok. Das Array wird jetzt neu gezeichnet.

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Place Polygon

Im letzten Schritt werden Sie einige Elemente in der Krypta erstellen, die Ihnen beim MasterPiece Tutorial von Nutzen sind.

was

Zuerst plazieren Sie ein sechseckiges Polygon auf das mittlere Oblicht.

Wählen Sie die Funktion Place Polygon aus der Main Toolbox.

wie

Überprüfen Sie in der Dialogbox folgende Optionen:
- Methode: Inscribed
- Edges: 6
- Radius: 0°
- Area: Solid
- Fill Type: Opaque
Stellen Sie den Snap Modus auf Centre. Klicken Sie mit der mittleren Maustaste auf den oberen Kries des mittleren Oblichtes (der Kreis sollte seine Farbe ändern und das Fadenkreuz sollte sich im Zentrum des Kreises befinden). Bewegen Sie das Fadenkreuz in die x Richtung und geben Sie [0.4] ein. Bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste und schliessen Sie den Befehl mit der rechten Maustaste ab.

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Move Polygon

Das Polygon sollte nun in die Oblichtöffnung hinein verschoben werden.

wie

Wählen Sie die Funktion Move. Klicken Sie mit der mittleren Maustaste auf das Polygon, bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Kehren Sie das Koordinatensystem auf Front View und bewegen Sie das Fadenkreuz in y Richtung und geben Sie den Wert [0.2] ein. Bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste und beenden Sie die Funktion mit der rechten Maustaste.

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Copy Polygon

Sie werden jetzt das Polygon in die restlichen zwei Oblichter kopieren.

wie

Wählen Sie die Copy Funktion. Klicken Sie mit der mittleren Maustaste auf das Plygon, bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste (es sollte der Mittelpunkt des Polygons sein) verschieben Sie das Fadenkreuz in der y-Achse und geben Sie [1.5] ein. Bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Verschieben Sie das Fadenkreuz in die entgegengesetzte Richtung und geben sie [3] ein. Bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste und schliessen Sie die Funktion mit der rechten Maustaste.

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Place Block

Unterhalb der Oblichter, parallel zur Fensterfront, sollen drei Scheiben plaziert werden. Sie werden zuerst die Scheibe unter dem mittleren Oblicht konstruieren.

Wählen Sie die Funktion Place Block in der Main Toolbox.

wie

Überprüfen Sie die Eingaben in der Dialogbox .
- Methode: Orthogonal
- Area: Solid
- Fill Type: Opaque
Um den ersten Punkt zu bekommen, gehen Sie ins Arbeitsfenster 1. Stellen Sie den Snap Modus auf Keypoint. Der innerste Kreis wird von vier Linien senkrecht berüht. Klicken Sie mit der mittleren Maustaste auf den oberen dieser Punkte (in der Graphik ist der erste Punkt grün, der zweite Punkt blau). Bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Arbeiten Sie im Arbeitsfenster 2 weiter. Stellen Sie das Koordinatensystem auf Side View. Bewegen Sie das Fadenkreuz in y Richtung und geben Sie den Wert [-3] im y Koordinateneingabefeld ein. Sie haben jetzt die Höhe bestimm. Sie müssen jetzt noch die Breite bestimmen. Klicken Sie im Arbeitsfenster 1 auf den Kreispunkt unterhalb des ersten Punktes, akzeptieren Sie den Punkt mit der linken Maustaste und schliessen Sie den Befehl mit der rechten Maustaste ab.

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Copy Block

wie

Wählen Sie die Funktion Copy. Arbeiten Sie im Arbeitsfenster 2. Klicken Sie auf den unteren linken Ecken des Blockes. Stellen Sie das Koordinatensystem auf Top View und verschieben Sie das Fadenkreuz in y Richtung und geben Sie den Wert [1.5] ein und bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Verschieben Sie das Fadenkreuz in die entgegengesetzte Richtung und geben Sie den Wert [3] ein, bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste und schliessen Sie den Punkt mit der rechten Maustaste ab.

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Place Block

Als letztes Element werden Sie eine weitere Scheibe plazieren, welche die ungefähren Abmessungen eines Menschen hat.

wie

Wählen Sie Funktion Place Block, die Angaben sollten dieselben sein wie beim letzten Mal. Geben Sie als First Point die Koordinaten [2,2,0] ein. Für den Second point geben Sie die Koordinaten [0.8,1.8,0] ein.

was

Sie werden die Scheibe noch leicht drehen.

wie

Wählen Sie die Funktion Rotate. Machen Sie in der Dialogbox folgende Angaben:
- Methode: Activ Angle 25°
Wählen Sie im Arbeitsfenster 1 mit der mittleren Maustaste den oberen Punkt der Scheibe, bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Als Rotionszentrum wählen Sie denselben Punkt wieder mit der mittleren Maustaste und bestätigen Sie mit der linken Maustaste. Schliessen Sie den Befehl mit der rechten Maustaste ab.

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View Fill

Alle Elemente die Sie jetzt gezeichnet haben, sind eigentlich gefüllte Flächen. Um die Füllung anzuzeigen, wählen Sie in den „View Attributes" „Fill". Die Füllung der Elemente wird angezeigt. Geben Sie den Elementen jetzt folgende Farben:

- die Polygone in den Oblichtern, erhalten die Farben rot, blau, grün

- die Scheiben erhalten die Farbe grau

wie

Selektieren Sie das Element und ändern Sie die aktive Farbe entsprechend.

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MicroStation beenden

wie

Wählen sie unter „File" „exit"

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Abgabe

was

Schicken Sie Ihrer Assistentin bzw. Ihrem Assistenten die folgenden Files: a3_nachname.dgn.

erste Spalte:
- Parametric Solids Create a primitive parametric solid slab, sphere, cylinder, cone, torus, or wedge.
- Parametric Free-form Solids Generate a parametric solid of projection or revolution. or Construct a parametric tubular or skinned solid.
- Create Faeture Construct a fillet (round) or chamfer between two adjacent faces of a parametric solid. or Construct a hole, circular boss, cut, protrusion, or rib. or Hollow out a solid to create a solid with a wall of constant thickness. or Generate a section
- Modify Sheet Modify a standard MicroStation surface (primitive surface, surface of projection and revolution, or B-spline surface).
zweite Spalte:
- Boolean Create a parametric solid that is the union, intersection, or difference of two parametric solids. view from a solid.
- Modify Feature Edit a feature's parameters or delete a feature. or Modify a profile. or Change a feature's level, color, line style, or line weight. or Annotate a feature. or Drop a parametric solid to its component elements.
- Manipulate Feature Move, copy, rotate, or mirror a or Generate an array of a feature. or Constrain a feature relative to another or to a vertex.
- Assembly The tools in the Assembly tool box are used to create assemblies and manipulate parts.

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