Travailler avec des corps 3D

En un coup d'œil

Cet article explique le fonctionnement des objets Corps 3D dans Altium Designer, les formats de modèles 3D pris en charge et la manière dont ces objets permettent de représenter la forme réelle des composants sur un PCB. Il vous guide dans le placement de modèles 3D intégrés, liés ou issus d’un espace de travail, ainsi que dans les opérations de base permettant de gérer leur visibilité, leur positionnement et leur modification dans l’éditeur de PCB comme dans l’éditeur d’empreintes. Vous découvrirez également comment les corps 3D facilitent la vérification de l’encombrement de la carte et la détection des collisions pendant la conception. Ce guide pratique vous aidera ainsi à visualiser vos cartes avec davantage de précision et à mieux prendre en compte les contraintes mécaniques lors du routage. Poursuivez votre lecture pour apprendre à ajouter et à gérer des modèles 3D dans vos conceptions en toute confiance.

- Comprenez ce qu’est un Corps 3D, où il est utilisé dans Altium Designer et quels formats de fichiers de modèles sont pris en charge.
- Découvrez les principales méthodes de placement et de référencement des modèles 3D, notamment les fichiers intégrés, les modèles liés et les modèles issus d’un espace de travail.
- Découvrez comment les corps 3D améliorent la visualisation, la vérification des distances d’isolement et la validation de l’intégration mécanique, ainsi que la manière de les modifier et de les afficher correctement.
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Une empreinte de composant PCB complétée par un corps 3D.
Une empreinte de composant PCB complétée par un corps 3D.

Un corps 3D est un objet de conception primitif utilisé comme conteneur dans lequel un modèle 3D générique au format standard peut être importé pour représenter la forme tridimensionnelle du composant physique monté sur le PCB assemblé. La forme 3D réelle s’affiche lorsque l’éditeur passe en mode d’affichage 3D (cliquez sur View » 3D Layout Mode ou appuyez sur le raccourci 3).

Des modèles 3D sont disponibles auprès de nombreux fabricants de composants et sur des sites communautaires. Les formats de fichiers suivants sont pris en charge :

Le placement d’objets corps 3D pour définir la forme des composants permet de visualiser concrètement leur disposition sur la carte assemblée. En plus de voir à quoi ressemblera la carte terminée, vous pouvez effectuer une vérification en temps réel des distances d’isolement en 3D, afin de détecter les collisions entre composants et entre les composants et le boîtier dès la phase de conception.

Un corps 3D est généralement placé dans l’éditeur d’empreintes PCB et fait partie de l’empreinte PCB. L’empreinte définit les points de connexion et la surface de carte occupée par le composant et constitue le minimum requis pour concevoir la carte. Le corps 3D est facultatif ; il peut être ajouté à l’empreinte pour définir l’enveloppe du composant monté sur celle-ci.

La prise en charge des modèles 3D ne se limite pas aux composants. Elle permet également d’importer d’autres éléments mécaniques, tels qu’un support ou le boîtier final. Importez le boîtier directement dans l’éditeur PCB.

Bien que le placement de modèles 3D génériques soit recommandé pour utiliser les objets corps 3D, car il fournit une représentation précise et détaillée des composants sur le PCB et permet des vérifications de collision 3D plus précises dans l’éditeur PCB, un objet corps 3D peut également servir à placer des corps 3D de forme polygonale extrudée, cylindrique ou sphérique dans l’éditeur PCB ou dans une empreinte de composant d’une bibliothèque PCB. Pour savoir comment utiliser ces objets, consultez la page Utilisation des corps 3D extrudés, sphériques et cylindriques dans Altium Designer.

Placement d’un objet corps 3D

Un modèle générique, tel qu’un modèle de composant au format STEP, est placé en le liant à un objet corps 3D ou en l’y incorporant.

Pour placer un modèle générique incorporé dans l’empreinte PCB ou le document PCB :

  1. Choisissez la commande Place » 3D Body dans les menus principaux ou utilisez la commande Corps 3D () sur Active Bar.
  2. Dans la boîte de dialogue Windows standard Open qui s’affiche après le lancement de la commande de placement d’un corps 3D, sélectionnez le type de fichier souhaité dans la liste déroulante, puis recherchez le fichier du modèle souhaité et cliquez sur Open. Le curseur prend la forme d’une croix, à laquelle le modèle 3D sélectionné est attaché.
  3. Appuyez sur Tab pour suspendre le placement et afficher le panneau Properties en mode 3D Body. Le bouton de pause en superposition () apparaît dans l’espace de conception, indiquant que vous pouvez accéder aux champs du panneau Properties. Le type de modèle 3D Generic est sélectionné dans le panneau, ainsi que Embed Model comme source du corps 3D (ce qui signifie que le fichier du modèle 3D sera incorporé dans la bibliothèque PCB ou le fichier PCB).
  4. La couleur par défaut du modèle peut être modifiée si nécessaire. Dans la section Display du panneau, cochez la case Override Color, puis définissez Color et Opacity selon vos besoins.
  5. Une fois les modifications dans le panneau terminées, cliquez sur le bouton de pause en superposition pour revenir à l’espace de conception.
  6. Le modèle est attaché au curseur ; positionnez-le, puis cliquez pour le placer.
  7. Par défaut, le logiciel reste en mode de placement. Positionnez d’autres modèles si nécessaire ou faites un clic droit pour quitter le mode de placement des modèles.
  8. Il est fort probable que le modèle générique doive être réorienté ; consultez la section Orientation et positionnement du modèle 3D de la page Outils supplémentaires pour utiliser les corps 3D pour en savoir plus.

Pour placer un modèle générique utilisant une source autre que Embed Model (Server ou Link to Model) :

  1. Sélectionnez la commande Place » Extruded 3D Body dans les menus principaux ou l’icône sur Active Bar. Le curseur prend la forme d’une croix et vous passez en mode de placement par défaut, qui permet de placer un objet corps 3D extrudé.
  2. Appuyez sur Tab pour suspendre le placement et afficher le panneau Properties en mode 3D Body. Le bouton de pause en superposition () apparaît dans l’espace de conception, indiquant que vous pouvez accéder aux champs du panneau Properties.
  3. Dans la zone 3D Model Type du panneau Properties, cliquez sur le bouton Generic.
  4. Dans la section Source du panneau Properties, cliquez pour définir la source sur :
    • Server – le modèle 3D doit être récupéré depuis un espace de travail. Cliquez ensuite sur le bouton Choose pour ouvrir la boîte de dialogue Choose Item, dans laquelle vous pouvez accéder au contenu d’un espace de travail connecté. Consultez la section Référencement d’un modèle 3D provenant d’un espace de travail ci-dessous pour en savoir plus.
    • Link to Model – le fichier du modèle 3D est lié au PCB ; cette option n’est pas disponible dans l’éditeur de bibliothèques PCB. Cliquez ensuite sur le bouton Choose pour ouvrir la  boîte de dialogue Choisir un modèle, dans laquelle vous pouvez sélectionner le modèle souhaité. Si l’emplacement du modèle souhaité ne figure pas dans la boîte de dialogue Choose Model, consultez la section Utilisation d’un modèle lié ci-dessous pour en savoir plus.
  5. Vous revenez au panneau Properties, qui affiche les informations du modèle choisi.

Des modèles de composants précis et détaillés sont disponibles.
Des modèles de composants précis et détaillés sont disponibles.

  • Un modèle 3D est importé dans un objet corps 3D. Si vous cliquez pour sélectionner un modèle MCAD dans l’éditeur de bibliothèques PCB, le panneau Properties affiche les propriétés de l’objet corps 3D contenant ce modèle MCAD.
  • Avant de placer un corps 3D, vous pouvez attribuer une paire de couches de composant de type 3D Body destinée à contenir des corps 3D. Consultez la page Utilisation des couches mécaniques pour en savoir plus sur les couches mécaniques et les paires de couches de composant.
  • Différentes options permettent de vérifier les distances d’isolement entre les composants, notamment un mode qui autorise l’insertion d’un modèle 3D dans un autre. Consultez la règle de conception de distance d’isolement entre composants pour en savoir plus. 
  • Les modèles mécaniques 3D peuvent parfois être obtenus auprès du fabricant du composant.
  • Il existe d’excellents portails communautaires, tels que 3D Content Central et GrabCAD, sur lesquels les concepteurs partagent des modèles.
  • Les sites commerciaux proposant des modèles 3D sont également de plus en plus nombreux, notamment PCB 3D.
Si les corps 3D ne sont pas visibles dans l’éditeur de PCB ou d’empreintes de PCB, appuyez sur L pour ouvrir le panneau Configuration de la vue et vérifiez que l’option Show 3D Bodies est définie sur On dans la zone General Settings  de l’onglet View Options (raccourci : Shift+Z).

Utilisation d’un modèle lié

Cette fonctionnalité sert généralement à lier un modèle MCAD volumineux, tel que le boîtier du produit, que vous souhaitez placer dans l’éditeur de PCB pour vérifier que la carte équipée s’y adapte. L’avantage de cette liaison est que, si le logiciel détecte une mise à jour du fichier de modèle externe lié, il vous en avertit à l’ouverture du fichier, ce qui permet d’actualiser le modèle lié.

Les modèles liés doivent être stockés à un emplacement défini sur la page Éditeur de PCB – Modèles de la boîte de dialogue Preferences. Si l’emplacement requis ne figure pas dans la boîte de dialogue Choose Model, cliquez sur le bouton Add Directories pour ouvrir la boîte de dialogue Preferences.

Pour ajouter un nouvel emplacement sur la page PCB Editor – Models Preferences :

  1. Saisissez le chemin complet ou cliquez sur le bouton à droite du champ Model Search Path () pour ouvrir la boîte de dialogue Windows Browse for Folder.
  2. Après avoir trouvé le dossier souhaité et cliqué sur OK dans la boîte de dialogue, vous revenez à la boîte de dialogue Preferences. Cliquez sur le bouton Add pour ajouter cet emplacement à la liste des chemins de recherche de modèles disponibles.
  3. Notez que les fichiers de modèles sont recherchés uniquement dans le dossier spécifié, et non dans ses sous-dossiers.
  4. Une fois l’emplacement requis spécifié, cliquez sur OK pour fermer la boîte de dialogue Preferences et revenir à la boîte de dialogue Choose Model.

Référencement d’un modèle 3D stocké dans un espace de travail

Pour référencer un modèle 3D stocké dans un espace de travail connecté :

  1. Sélectionnez Server dans la zone Source du mode 3D Body du panneau Properties.
  2. Cliquez sur le bouton Choose à droite du champ Item Revision.
  3. La boîte de dialogue Choose Item s’ouvre ; utilisez-la pour rechercher et sélectionner la révision souhaitée du modèle 3D de l’espace de travail.
  4. Après avoir cliqué sur OK, un lien est créé entre le corps 3D et la révision cible du modèle 3D de l’espace de travail. Ce lien est visible dans le panneau Properties . Notez que le champ Identifier du corps 3D est renseigné avec l’identifiant d’élément-révision du modèle 3D lié de l’espace de travail.

Liaison d’un objet Corps 3D à une révision d’un modèle 3D de l’espace de travail
Liaison d’un objet Corps 3D à une révision d’un modèle 3D de l’espace de travail

  • Le modèle 3D de l’espace de travail utilisé peut être modifié à tout moment. Cliquez sur Choose et sélectionnez une révision d’un autre modèle 3D.
  • L’état du modèle 3D lié est indiqué dans le mode 3D Body du panneau Properties. Si une révision plus récente du modèle 3D lié de l’espace de travail est disponible, cliquez sur le bouton Update pour utiliser cette dernière révision.
  • Lorsque vous modifiez directement le modèle d’empreinte 2D source stocké dans une révision d’une empreinte de l’espace de travail, au sein d’un éditeur temporaire d’empreintes de PCB, vous pouvez lui définir un objet Corps 3D qui référence une révision d’un modèle 3D de l’espace de travail (au moyen d’un lien). Lors de l’enregistrement de cette empreinte de l’espace de travail :
    • Le lien vers le modèle 3D de l’espace de travail est détecté, et la révision de ce modèle apparaît comme un élément enfant de l’empreinte de l’espace de travail dans sa vue Children du panneau Explorer. ( afficher l’image)

    • La révision du modèle 3D de l’espace de travail est détectée comme étant « utilisée » et répertorie donc l’empreinte parente de l’espace de travail dans sa vue Where-used du panneau Explorer. ( afficher l’image)

  • Consultez la page Outils supplémentaires pour travailler avec les corps 3D pour savoir comment téléverser des modèles 3D vers un espace de travail connecté.

Modification graphique

La méthode de modification graphique permet de sélectionner un objet Corps 3D placé directement dans l’espace de conception et de modifier sa position graphiquement.

Cliquez sur le corps 3D, puis faites-le glisser pour le repositionner. Pendant le déplacement, vous pouvez faire pivoter le corps 3D ou lui appliquer une symétrie :

  • Appuyez sur Spacebar pour faire pivoter le corps 3D dans le sens antihoraire ou sur Shift+Spacebar pour le faire pivoter dans le sens horaire. La valeur de Rotation Step est définie sur la page Éditeur de PCB – Général de la boîte de dialogue Preferences.
  • Appuyez sur les touches X ou Y pour appliquer une symétrie au corps 3D selon l’axe X ou l’axe Y.

Modification non graphique

Cette méthode de modification utilise le mode Properties du panneau associé pour modifier les propriétés d’un objet Corps 3D.

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