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Domocraft

Diseños 3D y documentación para el proyecto Domocraft del programa #Breakers de la Fundación Orange

Introducción

Los domos son cúpulas geodésicas, construidas a partir de listones y piezas de unión. Son escalables y fáciles de construir. El usuario EFFALO creó las primeras piezas impresas en 3D para construir un domo

Esas piezas se han rediseñado con la herramienta FreeCAD y se ha creado un modelo 3D del domo, del tipo Icosaedro 2V/2L, para que sirva de documentación y así poder estudiarlo, realizar mediciones, etc.

Con estas piezas no solo se puede hacer el domo Icosaedro 2V/2L, sino muchísimas otras construcciones, ya que se trata de piezas articuladas. Así, podemos hacer objetos como sólidos platónicos (tetraedro, cubo, octaedro, dodecaedro, icosaedro), diferentes modelos de cúpulas geodésicas, o cualquier otra estructura que nos inventemos

Modelos 3D de la cúpula geodésica tipo Icosaedro 2V/2L

Modelos 3D en FreeCAD del domo, para entender sus propiedades geométricas y constructivas. Como ejemplo, se ha usado un domo de 4 metros de diámetro (y 2m de altura). Para construir domos de otros diámetros sólo hay que modificar la longitud de los segmentos de unión

Modelo alámbrico o geométrico

El modelo geométrico está formado por líneas unidas. Permite realizar mediciones fácilmente, y comprender las propiedades geométricas del domo. Hay dos tipos de segmentos, A y B. Los de tipo A se muestran en Azul y los de tipo B en Blanco

Modelo de superficies

En este modelo se muestran las caras que componen el domo. Permite ver muy rápidamente las construcciones geométricas: Triángulos, Pentágonos y hexágonos

Modelo de construcción

En este modelo se muestra el domo construido con las piezas imprimibles en 3D y listones cilíndricos. Todas los elementos tienen espesor, a diferencia de los anteriores

Se utilizan 2 tipos de piezas para las uninones: Nodo pentagonal (Piezas roja) y Nodo hexagonal (Piezas verdes). Ambos tienen unos huecos esféricos, de 20mm de diámetro

En ellos se encajan unos tetones con cabeza esférica:

Como aristas del domo, se usan listones cilíncricos de madera de Haya de 10mm de diámetro. En cada extremo se acopla un tetón. Se unen mediante un tornillo M3x10 que hace de prisionero. Cada tetón lleva empotrada una tuerca M3 para atornillar el prisionero:

En los nodos pentagonales confluyen 5 listones de tipo A, y en los nodos hexagonales 2 de tipo A y 4 de tipo B. La unión teton-nodo es un sistema de rótula, que permite que las varillas se muevan con dos grados de libertad. De esta forma se absorben las tolerancias, y el montaje es más fácil

Los tetones se introducen en los nodos ejerciendo presión

Listado de materiales

Todo el listado de materiales se encuentra en el propio archivo de FreeCAD:

Los elementos necesarios son:

Piezas impresas en 3D:
Nodos pentagonales: 6
Nodos Hexagonales: 20
Tetones: 130
Tornillería:
Tornillos M3 x 10mm: 130
Tuercas M3: 130
Varillas de madera de Haya de 10mm:
Tipo A: 30
Tipo B: 35
Las longitudes de estas varillas depende del tamaño que se quiera para el domo. Sus dimensiones se obtienen usando la calculadora de domos

Calculadora de domos

Esta calculadora es muy útil. Nos permite determinar las dimensiones de las varillas de tipo A y B para construir el domo de las dimensiones que queramos.

Pinchar en este enlace para acceder a la calculadora

Localizar la parte que pone 2V Icosahedron Dome Calculator. Ahí ponemos el diámetro del domo en d (en metros) y en el parámetro lhole el valor 0.022 (es la distancia del final de la varilla al centro del nodo, en las piezas impresas)

La calculadora nos devuelve la altura del domo (h), y el tamaño de las varillas de madera (Alath y Blath)

Montaje del domo

Este es el plano de referencia para su construcción (Planta: vista superior):

Para montar el domo seguimos estos pasos:

Paso 1: Montaje de la clave

Es la parte superior del domo, que se coloca al final para completarlo

Paso 2: Montaje del perímetro

Es un decágono (10 lados), situado en el suelo, usando los conectores hexagonales para las uniones de las varillas largas

Paso 3: Montaje del nivel 1 (I)

Montar 5 triángulos equiláteros alternos, usando las varillas largas. En su vértice más cercano al centro del domo se colocan conectores hexagonales

Paso 4: Montaje del nivel 1 (II)

Montar 5 triángulos isósceles, con las varillas cortas, alternados entre los triángulos anteriores

Paso 5: Montaje del nivel 1 (III)

Formar el decágono uniendo los vértices interiores de los triángulos anteriores. Con este terminamos el primer nivel de altura

Paso 6: Montaje del nivel 2 (I)

Conectar 5 varillas cortas en las piezas pentagonales

Paso 7: Montaje del nivel 2 (II)

Completar los perímetros de los pentágonos laterales con 10 varillas largas

Paso 8: Montaje del nivel 2 (III)

Cerrar el nivel 2 haciendo el perímetro del pentágono horizontal con 5 varillas largas

Paso 9: Colocar la clave

Terminar el domo conectando la clave hecha en el paso 1

Descarga de Piezas y ficheros

Piezas imprimibles

Fichero	Descripción
hubs.fcstd	Nodos pentagonales y hexagonales. Fichero fuente, en FreeCAD
strutcap.fcstd	Tetón. Fichero fuente, en FreeCAD
hub-5.stl	Nodo pentagonal. Fichero para imprimir, STL
hub-6.stl	Nodo hexagonal. Fichero para imprimir, STL
strutcap.stl	Tetón. Fichero para imprimir, STL
hub-5.step	Nodo pentagonal. Fichero STEP
hub-6.step	Nodo hexagonal. Fichero en STEP
strutcap.step	Tetón. Fichero en STEP

Ensamblaje del domo en 3D

Fichero	Descripción
domo-3D.fcstd	Domo en 3D. Modelo geométrico, de superficies y constructivo. Fichero fuente, en FreeCAD
Domo-3D.step	Domo en 3D. Modelo de montaje. Fichero en STEP
Domo-3D.stl	Domo en 3D. Modelo de montaje. Fichero en STL
planta-domo-1.svg	Plano de referencia para el montaje (Planta). Formato SVG
planta-domo-1.pdf	Plano de referencia para el montaje (Planta). Formato PDF
Pasos-montaje-domo.pdf	Guía con los pasos para el montaje del domo (PDF)