3D建模與打印的那些事兒

○袁軍輝

隨著科技的飛速發(fā)展，3D打印已經(jīng)越來(lái)越貼近我們的生活，3D打印房子、3D打印汽車(chē)、3D打印耐克鞋……層出不窮，真正實(shí)現(xiàn)了把我們頭腦中的真實(shí)想法生產(chǎn)出來(lái)，達(dá)到創(chuàng)意無(wú)極限的目的。

一、什么是3D打印

在我們?nèi)粘Ｉ钪谐３?huì)見(jiàn)到噴墨打印機(jī)，它所用到的打印材料是墨水和紙張，打印出來(lái)的都是電腦設(shè)計(jì)的平面圖形。而所謂的3D打印機(jī)，它的工作原理也一樣，只不過(guò)打印材料換成了金屬、陶瓷、塑料、砂等可粘合材料，當(dāng)打印機(jī)與電腦連接后，便可以通過(guò)電腦控制把這些“打印材料”一層層疊加，最終把電腦設(shè)計(jì)的數(shù)字模型變成實(shí)物，其基本原理是離散—堆積原理。

二、常用的3D打印軟件

按照功能來(lái)分類(lèi)，3D打印軟件可以分成三維數(shù)字雕刻軟件，包括ZBrush、Mudbox等；三維工程設(shè)計(jì)軟件,包括AutoCAD、3D One、CAXA等；三維曲面設(shè)計(jì)軟件，包括犀牛、Maya等；游戲化三維設(shè)計(jì)軟件，包括我的世界、Tinkerplay等，但是大多數(shù)3D打印的軟件難度系數(shù)高，要想活學(xué)活用確實(shí)不容易。建議初學(xué)者先學(xué)習(xí)123D和3D One軟件，如果美術(shù)功底好可以選擇學(xué)習(xí)Maya或3D Studio Max。

三、常用的3D打印材料

3D打印材料，我們經(jīng)常把其稱之為熱塑性塑料，特點(diǎn)是一加熱就變軟，一冷卻又恢復(fù)原樣。最常見(jiàn)的3D打印材料主要是ABS和PLA，ABS是種合成塑料，容易堵死3D打印機(jī)的噴頭。PLA又稱為聚乳酸，基本在185℃就可以熔融加工，也是我們3D打印的首選材料。

四、3D One，助你輕松成為創(chuàng)客達(dá)人

3D One是一款專門(mén)為中小學(xué)教育開(kāi)發(fā)打造的3D設(shè)計(jì)軟件，分為教育版（收費(fèi)）和家庭版（免費(fèi)）兩種，下載地址是http://www.i3done.com/。程序環(huán)境簡(jiǎn)單易用，可進(jìn)行豐富實(shí)用的3D實(shí)體設(shè)計(jì)和涂鴉式平面草圖繪制，還能一鍵輸入3D打印機(jī)內(nèi)嵌社區(qū)的學(xué)習(xí)、教學(xué)相關(guān)資源，讓STEAM教育課程開(kāi)展起來(lái)更順利。

1.建模設(shè)計(jì)。

打開(kāi)3D One軟件后，其操作界面中間為XY平面網(wǎng)格，幫助我們進(jìn)行位置確定。左側(cè)為命令工具欄，共有基本實(shí)體、繪制草圖、編輯草圖、特征造型、特殊功能、基礎(chǔ)編輯、組合編輯、測(cè)量距離、材質(zhì)渲染這九大項(xiàng)，我們可以借助智能草圖功能繪制出自己的創(chuàng)意，再通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣等簡(jiǎn)易編輯，便可以將平面圖形快速轉(zhuǎn)化為你想要的3D形狀。左下角的多面骰子是視圖導(dǎo)航，可以幫助我們看到模型的26個(gè)面。

2.創(chuàng)新拓展。

3D One軟件的基本命令不多，操作起來(lái)也不復(fù)雜，但是多個(gè)命令組合的應(yīng)用形式有很多，可幫助我們?cè)O(shè)計(jì)出戒指、陀螺、桌椅、鈴鐺、蝴蝶……舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)出一個(gè)六面體，使用抽殼工具可以輕松制作出小筆筒，加個(gè)圓角工具可以使筆筒的四周圓滑起來(lái)，添加個(gè)“球體”，再對(duì)它進(jìn)行“減運(yùn)算”操作，就可以制作出鏤空的筆筒，再點(diǎn)擊材質(zhì)渲染命令，還可以添加自己喜歡的顏色，實(shí)現(xiàn)多種組合、多種效果。

3.切片打印。

我們可以將3D One軟件設(shè)計(jì)出的作品導(dǎo)出stl格式的文件，然后使用Cura等3D打印的切片軟件進(jìn)行切片，再將切片得到gcde格式的文件讓3D打印機(jī)去打印就行了。當(dāng)然還可以使用3D One Cut軟件，將實(shí)體造型一鍵式自動(dòng)排版布局成切割用的二維圖形，然后將模型輸入激光切割機(jī)，讓創(chuàng)意成真。