Inkscape 210 – handgemachte Zahnräder, in 3 Variationen

Zahnräder gestalten in Inkscape leicht gemacht. In diesem Tutorial werden 3 unterschiedliche Techniken angewendet, um Zahnräder zu erstellen. Es werden das Polygon-Werkzeug, gekachelte Klone und Knotenmarkierungen verwendet. Die Ausgabe soll ein homogener Pfad sein.

Skills: Intermediate 2.5 out of 5 stars (2,5 / 5)
Plugin: Nein
Das Tutorial setzt Grundkenntnisse in Inkscape voraus.

Im folgenden Beitrag werden Zahnräder in drei Variationen aufgebaut die am Ende immer einen sauberen Pfad ergeben sollen um sie zu allen möglichen Zwecken weiter verwenden zu können. Um Beispielsweise einen Pfad in Blender importieren zu können, dürfen keine Reste (verwaiste Nodes) von Pathfinder-Aktionen (Vereinigen, Differenz etc.) übrig sein da sich sonst kein sauberes 3D-Objekt erstellen lässt. Es wird hier nicht die Inkscape-Erweiterung (Erweiterung – Render – Zahnrad) verwendet, sondern von Hand gearbeitet!

Acht Beispiele von 100.000
Acht Beispiele von 100.000

Die Bauweise der Aussparungen im inneren Teil werden gesondert, ganz unten im Beitrag beschrieben.

Variation 1 – Polygon Werkzeug

Inkscape Gear - Variation 1
Variation 1

Für Variation 1 wird das Polygon-Werkzeug mit der Sternform verwendet. In den Voreinstellungen oben trage ich 18 als Anzahl der Ecken ein. Danach ziehe ich gleich die Sternform im Arbeitsbereich auf (siehe Bild unten).

Inkscape Star Polygon
Stern, 18 Ecken

Nun werden 3 Kreisformen benötigt. Vorzugsweise ohne Füllung, nur mit einer Kontur um das innere weiter beurteilen zu können (siehe Bild unten).

Inkscape Ellipse
Kreise, Begrenzung

Über den Ausrichten-Dialog werden alle Objekte horizontal wie vertikal mittig (zentriert) ausgerichtet. Jetzt kommen nacheinander, von außen nach innen die Kreisformen zum Einsatz. Markiert wird die Sternform, dann der äußere Kreis und Pfad  – Überschneidung angewendet. Damit sind die äußeren Zähne angebracht (siehe Animation unten).

Inkscape Pathfinder
Pfad – Überschneidung

Es folgt der nächste Kreis und wieder die Sternform. In diesem Fall wird Pfad – Vereinigung angewendet. Somit ist die gesamte Zahnform angefertigt (siehe Animation unten).

Inkscape Pathes
Pfad – Vereinigung

Zuletzt wird die Sternform und der innere Kreis markiert und Pfad – Differenz ausgeführt. Das Zahnrad ist damit soweit fertig (siehe Bild unten).

Inkscape Path Difference
Pfad – Differenz

Die Bauweise des Innenlebens wird wie schon erwähnt im Beitrag ganz unten beschrieben.

Variation 2 – Gekachelte Klone

Inkscape Gear - Variation 2
Variation 2

Die nächste Variation Zahnrad soll etwas kantige Zähne erhalten, daher werden hier Teilstücken gebaut, die zum Schluss dann über das Klonen ein Ganzes ergeben sollen.

Es wird ein Kreis aufgezogen und über den Dreifachklick die Transformations-Nodes angezeigt. Mit gehaltener STRG-Taste ziehe ich an dem Kreis nach unten, bis er einmal einrastet. Man erhält dadurch ein Teilstück von 15° (Grad). 15 geteilt durch zwei ergeben 7,5. Daher wird das Teilstück um 97,5° Grad über den Transformieren-Dialog entgegen den Uhrzeigersinn gedreht (siehe Animation unten).

Inkscape Ellipse
Teilstück, 15° Grad
Inkscape Rotate Transform
um 97,5° Grad drehen

Eine einfache Rechteckform wird durch zusätzliche Nodes nun so verändert das sich an den äußeren Enden abgeflachte Kanten ergeben (siehe Animation unten).

Inkscape Modify Rectangle
Rechteck bearbeiten

Beide Formen werden dann über Pfad – Vereinigen zu einem Objekt verschmolzen. Durch einen Doppelklick auf das Objekt werden die Anfasser zur Rotation und der Drehpunkt angezeigt. Der Drehpunkt wird bis ans untere Ende, an die Spitze versetzt (siehe Bild unten).

Inkscape moving Origin
Drehpunkt versetzen

Jetzt kann geklont werden. Die Einstellungen für die gekachelten Klone (Bearbeiten – Klonen – Gekachelte Klone) können den Bildern unten entnommen werden (siehe Bilder unten).

Klonen - Symmertie Einstellungen
Symmertie Einstellungen
Klonen - Verschieben Einstellungen
Verschieben Einstellungen
Klonen - Drehung Einstellungen
Drehung Einstellungen

Ein Klick auf Anwenden und das Zahnrad steht soweit, muss aber noch verschmolzen werden da es aus einzelnen Klon-Objekten besteht. Das geschieht über Bearbeiten – Klonen – Klonverbindung auftrennen.

Über Pfad – Vereinigen werden alle Teile miteinander verbunden. Aber: Klickt man das Objekt mit dem Knoten bearbeiten-Werkzeug an, kann es sein dass das Objekt noch Lücken und unnötige Nodes aufweist. Im Bild unten sind es nur wenige Überbleibsel im Zentrum die einfach markiert und gelöscht werden können (siehe Animation unten).

Inkscape merge Clone
Pfad – Vereinigen, Reste entfernen

Das kann je nachdem wie man gearbeitet hat aber auch anders kommen, wie man im Bild unten ganz links sehen kann (siehe Bild unten).

Inkscape Blitzer entfernen
Blitzer durch unnötige Nodes

Daher wird das Objekt einmal mit STRG-D dupliziert und das Duplikat mit einer Kontur von 1 Pixel versehen. Über Objekt – Kontur in Pfad umwandeln wird das Objekt konvertiert und zeigt nun nur noch Kanten. Beide Objekte (Original und Kanten-Version) müssen über den Ausrichten-Dialog exakt übereinander platziert werden und über Pfad – Vereinigen verschmolzen werden (siehe Bild oben).

Anschließend sollte das  Objekt nur noch über die äußeren Nodes verfügen und fertig sein (siehe Animation unten).

Inkscape Perfect Object
Sauberes Objekt. Perfekt!

Variation 3 – Knotenmarkierungen

Inkscape Gear - Variation 3
Variation 3

Das Zahnrad der Variante 3 wird über die Knotenverbindungen (Nodes) aufgebaut. Dazu wird wieder eine Kreisform aufgezogen und über den Shortcut SHIFT-STRG-C in einen Pfad konvertiert (wahlweise auch über Objekt – Objekt in Pfad umwandeln). Aktiviert man das Node-Werkzeug erkennt man nun das der Kreispfad über 4 Nodes konstruiert ist (siehe Animation unten).

Circle with 4 Nodes
Kreis aus 4 Nodes

Hier werden allerdings mehr Nodes für mehr Zähne benötigt. Daher werden weitere Nodes durch zwei Klicks auf den entsprechenden Button oberhalb des Arbeitsbereichs hinzugefügt (siehe Animation unten).

Inkscape add Nodes
Nodes hinzufügen

Nächster Schritt ist das Aufziehen eines Kreises mit geeignetem Durchmesser. Wichtig ist, bevor der Kreis als Knotenmarkierung festgelegt wird das er über Objekt – Objekt in Pfad umwandeln (oder SHIFT-STRG-C) zuvor konvertiert wird und die Kontur des großen Kreises auf 1 Pixel herabgesetzt wird. So ist gewährleistet, dass der Kreis als Knotenmarkierung seine originale Größe behält!

Inkscape Easy Gears
Kreis für Knotenmarkierung

Dieser Kreis wird jetzt markiert und über Objekt – Objekt zu Knotenmarkierung umgewandelt. Das Kreisobjekt verschwindet daraufhin vom Arbeitsbereich (rückgängig machen im Zweifelsfall mit STRG-Z).

Nächster Schritt ist den Kreispfad mit den hinzugefügten Nodes zu markieren und über den Kontur-Dialog die Knotenmarkierungen zu bestimmen (siehe Animation unten).

Inkscape Contur
Knotenmarkierung festlegen

Dieses Objekt ist derzeit eine Kontur und muss wieder konvertiert werden. Die Schritte um aus den Kreisen Objekte zu machen und die Kreiskontur zu entfernen sind:  Pfad – Kontur in Pfad umwandeln, dann Objekt – Gruppierung aufheben und die Kontur herauslöschen und zuletzt die Kreise über Pfad – Vereinigen zusammenfassen (siehe Animation unten).

Inkscape Contur to Unit
Kontur auflösen zu Vereinigung

Abschließend wird nur noch ein Oval aufgezogen und die Kreise von dieser Form über Pfad – Differenz abgezogen (siehe Bild unten).

Inkscap - Path - Difference
Pfad – Differenz

Damit ist auch die äußere Gestalt des Zahnrades der Variante 3 fertiggestellt.

Innenleben

Das Innenleben der Zahnräder kann auf sehr einfache Weise schnell erstellt und auch variiert werden. Hier der Standard-Vorgang.

Es wird ein Rechteck aufgezogen, mehrmals dupliziert, rotiert und alle Teile werden über Pfad – Vereinigung zusammengefasst (siehe Bild unten).

Inkscape 2019
Rechtecke für Innenleben

Über dem Zahnrad wird eine Kreisform platziert die keine Füllung dafür aber eine Kontur hat. So können die Aussparungen und der Durchmesser gut angepasst werden. Die Kontur wird anschließend über Pfad – Kontur in Pfad umwandeln konvertiert (siehe Bild unten).

Inkscape Contur
Kreis Kontur anlegen

Als vorletzter Schritt werden beide Formen übereinander gelegt, ausgerichtet und über Pfad – Differenz voneinander abgezogen (siehe Bild unten).

Inkscape Star
Differenz auf Sternform & Ring

Zuletzt kann das Überbleibsel im Inneren des Zahnrades noch einmal über Pfad – Differenz entfernt werden.

Path - Difference
Pfad – Differenz

Auf diese Weisen kann man sich eine ganze Batterie an Zahnrädern erstellen die in Blender importiert werden oder aber der Gestaltung in Inkscape dienen können. Auch sich daraus eine ganze Symbol-Bibliothek für Inkscape anzulegen ist eine Möglichkeit.

Inkscape Gears Examples
Acht Beispiele von 100.000

Saubere Pfade

Abschließend noch ein Wort darüber was mit homogenen Pfaden gemeint ist. Für einen sauberen Import nach Blender aber auch für viele andere Anwendungen und Weiterverarbeitung (zum Besticken von Fanprodukten, CNC, Plotten etc. ist es notwendig ein einziges Objekt zu haben welches das Werkstück präsentiert. Keine gruppierten Objekte, keine sich überschneidende Pfadobjekte und dergleichen (siehe Animation unten).

Inkscape clean Path
Sauberer Pfad für Weiterverarbeitung

Das Objekt im Bild oben ist ein einziges Objekt, das aufgrund seiner Bauweise alles beinhaltet, was benötigt wird. Im Grunde besteht das Ganze aus drei Teilen (äußerer Zahnkranz, Innenteil und der Achsenbereich). Ein so gebautes Objekt kann ohne weiteres in beispielsweise Blender importiert und bearbeitet werden.

SVG Path in Blender
Ohne Probleme in Blender

An Zahnrädern feilen ganz ohne Späne. Viel Spaß!

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