3D打印技術(shù)劉雅綺前面我們學(xué)習(xí)了輔助3D打印技術(shù)的三維掃描儀，以其后處理軟件后，我們正式開(kāi)始學(xué)習(xí)3D打印，而3D打印的最基本要求，就是繪制三維模型，由于前面我們學(xué)習(xí)三維畫(huà)圖軟件非常具有局限性，今天開(kāi)始我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下3D打印常用的繪圖軟件，學(xué)習(xí)過(guò)后自己應(yīng)當(dāng)總結(jié)軟件的特點(diǎn)以及與前面我們學(xué)習(xí)的軟件有什么樣的優(yōu)點(diǎn)。3D打印的建模軟件隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，工業(yè)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)化達(dá)到了相當(dāng)高的水平。通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、建立模型、導(dǎo)入生產(chǎn)系統(tǒng)等，在人類生活和生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)中產(chǎn)生了越來(lái)越廣泛的影響，并由此引發(fā)的新思想正逐步滲透于工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域中。計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)是指在計(jì)算機(jī)軟、硬件為依托，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中憑借計(jì)算機(jī)參與新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研制的一種新型的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方式，它以提高效率、增強(qiáng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與可靠性，適應(yīng)信息化社會(huì)的生產(chǎn)方式為目的。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)表達(dá)中，主要傾向于對(duì)產(chǎn)品的形態(tài)、色彩、材料等設(shè)計(jì)要素的模擬，這是當(dāng)今社會(huì)起主導(dǎo)作用的設(shè)計(jì)方式。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是通過(guò)二維表達(dá)后，再制作成實(shí)體模型，然后根據(jù)模型的效果進(jìn)行改進(jìn)，再制作成工程圖用于生產(chǎn)，這樣在二維表達(dá)到制作模型的過(guò)程當(dāng)中，人為的誤差是相當(dāng)大的，在繪制工程圖紙時(shí)設(shè)計(jì)師對(duì)優(yōu)化方面的考慮需要通過(guò)詳盡的計(jì)算和分析才能做出正確的判別，有時(shí)候往往因難而退。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的介入，使我們真正地實(shí)現(xiàn)了三維立體化設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的任何細(xì)節(jié)在計(jì)算機(jī)面前都能詳盡地設(shè)計(jì)師的面前，并能在任意角度和位置進(jìn)行調(diào)整，在形態(tài)、色彩、肌理、比例、尺度等方面都可以作適時(shí)的變動(dòng)。在生產(chǎn)前的設(shè)計(jì)繪圖中，計(jì)算機(jī)可以針對(duì)你所建立的三維模型進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大地節(jié)省了設(shè)計(jì)的時(shí)間和精力，而且更具有準(zhǔn)確性。很多人對(duì)歐特克公司并不陌生，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域該公司開(kāi)發(fā)了很多商業(yè)設(shè)計(jì)軟件。歐特克公司針對(duì)3D打印發(fā)布了一套相當(dāng)神奇的三維建模軟件Autodesk123D，有了它，你只需要簡(jiǎn)單地為物體拍攝幾張照片，它就能輕松自動(dòng)地為其生成3D模型。不需要復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)，任何人都能從身邊的環(huán)境迅速、輕松地捕捉三維模型，制作成影片上傳，甚至，你還能將自已的3D模型制作成實(shí)物藝術(shù)品。更讓人意外的是，Autodesk123D還是完全免費(fèi)的，讓我們能很容易接觸和使用它。它擁有3款工具，其中包含Autodesk123D，Autodesk123DCatch和Autodesk123DMake。一、Autodesk123D123D是一款免費(fèi)的3DCAD工具，你可以使用一些簡(jiǎn)單的圖形來(lái)設(shè)計(jì)、創(chuàng)建、編輯三維模型，或者在一個(gè)已有的模型上進(jìn)行修改，可以看作是一款三維版的PhotoShop。123DCatch才是推薦的重點(diǎn)，它利用云計(jì)算的強(qiáng)大能力，可將數(shù)碼照片迅速轉(zhuǎn)換為逼真的三維模型。只要使用傻瓜相機(jī)、手機(jī)或高級(jí)數(shù)碼單反相機(jī)抓拍物體、人物或場(chǎng)景，人人都能利用Autodesk123D將照片轉(zhuǎn)換成生動(dòng)鮮活的三維模型。通過(guò)該應(yīng)用程序，使用者還可在三維環(huán)境中輕松捕捉自身的頭像或度假場(chǎng)景。同時(shí)，此款應(yīng)用程序還帶有內(nèi)置共享功能，可供用戶在移動(dòng)設(shè)備及社交媒體上共享短片和動(dòng)畫(huà)。當(dāng)你制作好一些不錯(cuò)的3D模型之后，你就可以利用123DMake來(lái)將它們制作成實(shí)物了。它能夠?qū)?shù)字三維模型轉(zhuǎn)換為二維切割圖案，用戶可利用硬紙板、木料、布料、金屬或塑料等低成本材料將這些圖案迅速拼裝成實(shí)物，從而再現(xiàn)原來(lái)的數(shù)字化模型。123DMake可支持用戶創(chuàng)作美術(shù)、家具、雕塑或其他簡(jiǎn)單的樣機(jī)，以便測(cè)試設(shè)計(jì)方案在現(xiàn)實(shí)世界中的效果。歐特克開(kāi)發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)能像數(shù)字化工程師一樣幫助個(gè)人用戶創(chuàng)建三維模型，并最終將其轉(zhuǎn)化為實(shí)物。123DMake的設(shè)計(jì)初衷是為了使用戶能夠發(fā)揮創(chuàng)意，讓他們能夠在量產(chǎn)產(chǎn)品無(wú)法滿足要求時(shí)，自行創(chuàng)建所需的產(chǎn)品。123DSculpt是針對(duì)雕塑這一切除術(shù)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的。它是一款運(yùn)行在iPad上的應(yīng)用程序，可以讓每一個(gè)喜歡創(chuàng)作的人輕松地制作出屬于他自已的雕塑模型，并且在這些雕塑模型上繪畫(huà)。123DSculpt內(nèi)置了許多基本形狀和物品，例如圓形和方形、人的頭部模型、汽車、小狗、恐龍、蜥蜴、飛機(jī)等。它是一款功能非常簡(jiǎn)單的入門(mén)級(jí)軟件，目前已經(jīng)被Autodesk收購(gòu)。Autodesk把TinkerCAD加入到該公司的123D系列應(yīng)用和服務(wù)中，它非常適合初學(xué)者使用用戶往往通過(guò)它熟悉3D建模，然后轉(zhuǎn)到更高級(jí)的軟件上。TinkerCAD專注于幫助用戶使用3D打印機(jī)制作“有趣、有意義”的東西。與Autodesk123D類似，這一系列服務(wù)和應(yīng)用旨在消除技術(shù)門(mén)檻，幫助非專業(yè)技術(shù)人員作用CAD工具。Autodesk還計(jì)劃在123D系列產(chǎn)品中整合TinkerCAD的功能，簡(jiǎn)化該服務(wù)的使用。二、TinkerCADBlender是當(dāng)前最為流行的3D建模軟件之一，Blender是一個(gè)GNU的3D繪圖軟件（注：GNU是一個(gè)類似Unix，且為自由軟件的完整的操作系統(tǒng)。因GNU的內(nèi)核尚未完成，所以GNU使用Linux作為其內(nèi)核），建模、算圖、動(dòng)畫(huà)等功能都相當(dāng)?shù)耐暾梢哉f(shuō)已經(jīng)具有了一般商業(yè)軟件的規(guī)模。三、Blender軟件Blender的程序?qū)懙孟喈?dāng)精簡(jiǎn)，也沒(méi)有太多的圖示，檔案的體積縮得非常小，但并沒(méi)有被縮減掉必要的功能。從各方面的工作能力來(lái)判斷，Blender具有作為一個(gè)第一線3D繪圖/動(dòng)畫(huà)軟件的能力，特別是由于免費(fèi)以及使用系統(tǒng)資源低（跑起來(lái)的速度比一般的平面繪圖軟件還要快許多）的關(guān)每戶，相當(dāng)適合個(gè)人使用。Blender的建模以mesh/polygon為主，另外也包括各種曲線、NURBS以及metaball編輯的能力。之前用它畫(huà)好3D模型之后，往往需要借助其他軟件來(lái)將模型調(diào)試成適合3D打印的,stl文件。而現(xiàn)在2.67版本的Blender增添了很多與3D打印相關(guān)的計(jì)算和顯像功能，讓使用Blender制作3D打印模型方便不少。目前，BlenderV26.7的3D打印工具箱有以下幾個(gè)功能：（1）統(tǒng)計(jì)功能。統(tǒng)計(jì)用戶制作的3D網(wǎng)格的體積；統(tǒng)計(jì)用戶制作的3D網(wǎng)格的總面積。（2）檢查功能?？蓹z查網(wǎng)格模型是否是無(wú)縫的，是否有重疊或交錯(cuò)的面，是否有無(wú)棱無(wú)面的點(diǎn)存在，是否有扭曲的面，這些問(wèn)題都可能在3D打印時(shí)造成麻煩。通常3D打印機(jī)都受限于一個(gè)最小壁厚值，因此模型太薄或太尖銳的部位打印機(jī)會(huì)直接忽略掉。有了這個(gè)功能，用戶就不用擔(dān)心明明畫(huà)好的部位在打印時(shí)卻莫名其妙地消失了。在沒(méi)有支撐材料的情況下，打印模型的懸垂角度是有限制的，超過(guò)限制，模型在打印過(guò)程中就會(huì)垮塌。雖然根據(jù)材料和打印機(jī)性質(zhì)的不同，這個(gè)限制角度也會(huì)有所不同，但不超過(guò)45度是一個(gè)比較安全的默認(rèn)值。（3）凈化功能?？梢匀コ铝⒌拿?、邊界線和點(diǎn)，可以改善扭曲的面。（4）輸出功能。支持輸出3D打印所需的各種文件格式。SketchUp是一個(gè)極受歡迎并且易于使用的3D設(shè)計(jì)軟件，官方網(wǎng)站將它比喻作電子設(shè)計(jì)中的“鉛筆”。它的主要賣點(diǎn)就是使用簡(jiǎn)便，人人都可以快速上手。盡管如此，根據(jù)根據(jù)Materialise公布的最流行的3D建模軟件排名，許多人會(huì)驚訝地看到，SketchUp軟件屈居第二，落后Blender。SkerchUp這款軟件擁有非常友好的用戶界面，十分適合初學(xué)者，而且它在專業(yè)人員中的應(yīng)用也很廣泛，并在學(xué)?；蛘邔W(xué)生中間非常流行。四、SketchUp軟件SkertchUp最初是由LastSoftware于2000年開(kāi)發(fā)的，谷歌2006年將其收至麾下。2012年SketcherUp被出售給TrimbleNavigation公司。如果要用于3D打印，就要使用SketchUpPro，因?yàn)樗闪?D打印功能，比如用于3D打印模型的實(shí)體建模技術(shù)。如果使用其免費(fèi)版本SketchUpMake，Trimble會(huì)提供一個(gè)SketchUp擴(kuò)展，可以導(dǎo)出STL文件，然后可以用于3D打印。這個(gè)擴(kuò)展用起來(lái)可能有點(diǎn)麻煩，但它確實(shí)有用。1、增值功能Sketchup(G)增值版是一個(gè)由上海曼恒數(shù)字獨(dú)家開(kāi)發(fā)的全新Sketchup版本，目前Sketchup(G)增值版已經(jīng)開(kāi)發(fā)至第三個(gè)版本G3版。在原有G1版G2版已經(jīng)開(kāi)發(fā)的十幾個(gè)功能模塊上，吸取用戶反饋的意見(jiàn)，針對(duì)不同的設(shè)計(jì)行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行了完善，并且繼續(xù)增加了例如任意拉伸，創(chuàng)建等高線，貝塞爾曲面等功能模塊，其中最突破性的變化是加入了最新Sketchup專用渲染器Podium。補(bǔ)充：

這不僅提高了Sketchup對(duì)cad圖紙的處理效率，也使建筑，規(guī)劃，園林和景觀甚至室內(nèi)等專業(yè)的設(shè)計(jì)師在使用Sketchup時(shí)面臨的快速建立復(fù)雜曲面模型，快速利用等高線建立地形等等問(wèn)題時(shí)有了更為快捷簡(jiǎn)便的工具。而高級(jí)渲染器Podium的加入更為設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)簡(jiǎn)單方便的途徑以取得設(shè)計(jì)概念的照片級(jí)表現(xiàn)效果。2、產(chǎn)品特點(diǎn)1、獨(dú)特簡(jiǎn)潔的界面，可以讓設(shè)計(jì)師短期內(nèi)掌握。2、適用范圍廣闊，可以應(yīng)用在建筑，規(guī)劃，園林，景觀，室內(nèi)以及工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。3、方便的推拉功能，設(shè)計(jì)師通過(guò)一個(gè)圖形就可以方便的生成3D幾何體，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的三維建模。4、快速生成任何位置的剖面，使設(shè)計(jì)者清楚的了解建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以隨意生成二維剖面圖并快速導(dǎo)入AutoCAD進(jìn)行處理。5、與AutoCAD，Revit,3DMAX，PIRANESI等軟件結(jié)合使用，快速導(dǎo)入和導(dǎo)出DWG,DXF,JPG,3DS格式文件，實(shí)現(xiàn)方案構(gòu)思，效果圖與施工圖繪制的完美結(jié)合，同時(shí)提供與AutoCAD和ARCHICAD等設(shè)計(jì)工具的插件。6、自帶大量門(mén)，窗，柱，家具等組件庫(kù)和建筑肌理邊線需要的材質(zhì)庫(kù)。7、輕松制作方案演示視頻動(dòng)畫(huà)，全方位表達(dá)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作思路。8、具有草稿，線稿，透視，渲染等不同顯示模式。9、準(zhǔn)確定位陰影和日照，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)建筑物所在地區(qū)和時(shí)間實(shí)時(shí)進(jìn)行陰影和日照分析。10、簡(jiǎn)便的進(jìn)行空間尺寸和文字的標(biāo)注，并且標(biāo)注部分始終面向設(shè)計(jì)者。3、收購(gòu)歷史Google于2006年3月14日宣布收購(gòu)3D繪圖軟件SketchUp及其開(kāi)發(fā)公司@LastSoftware。SketchUp是一套以簡(jiǎn)單易用著稱的3D繪圖軟件，Google收購(gòu)SketchUp是為了增強(qiáng)GoogleEarth的功能，讓使用者可以利用SketchUp建造3D模型并放入GoogleEarth中，使得GoogleEarth所呈現(xiàn)的地圖更具立體感、更接近真實(shí)世界。使用者更可以透過(guò)一個(gè)名叫Google3DWarehouse的網(wǎng)站尋找與分享各式各樣利用SketchUp建造3D模型。后記：據(jù)Techcrunch報(bào)道，2012年4月26日，Google近日宣布已將其SketchUp3D建模平臺(tái)出售給TrimbleNavigation，但未透露具體交易金額。SketchUp是全球最受歡迎的3D模型之一，2011年就構(gòu)建了3000萬(wàn)個(gè)模型，SketchUp在Google經(jīng)過(guò)多次更新并呈指數(shù)增長(zhǎng)，不過(guò)考慮到Google目前涉足領(lǐng)域太多，從廣告到社交網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)不漏，而Trimble則專注于一種用于定位，建筑，海上導(dǎo)航等設(shè)備的位置與定位技術(shù)，也許更適合SketchUp，但不可否認(rèn)的是，Google確實(shí)將SketchUp的技術(shù)帶給了許多人，比如木工藝術(shù)家，電影制作人，游戲開(kāi)發(fā)商，工程師，讓更多人知道了SketchUp有這么一種技術(shù)。與Trimble整合將會(huì)給這個(gè)產(chǎn)品帶來(lái)更多機(jī)會(huì)，帶給那些真正需要這個(gè)平臺(tái)的人，或者真正能利用這個(gè)平臺(tái)的人，能開(kāi)發(fā)更多新功能，讓平臺(tái)變得越來(lái)越好。雖然合并，SketchUp將會(huì)繼續(xù)提供免費(fèi)版平臺(tái)。4、大眾化程度在AEC軟件應(yīng)用程序領(lǐng)域中，特別是針對(duì)設(shè)計(jì)歷程的探索(designexplorationprocess)，SketchUp已經(jīng)居于領(lǐng)導(dǎo)的地位，世界各地的許多公司與學(xué)校皆采用此工具進(jìn)行設(shè)計(jì)的工作。從業(yè)余設(shè)計(jì)、居家環(huán)境的改善，到設(shè)計(jì)大型且復(fù)雜的住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)與都會(huì)區(qū)等計(jì)劃，皆可用此工具進(jìn)行，并獲得立體視覺(jué)化的效果。喜歡手繪素描的設(shè)計(jì)者，在使用過(guò)CAD工具之后常會(huì)覺(jué)得麻煩而令人泄氣。此時(shí)，他們將會(huì)愛(ài)上SketchUp的獨(dú)特性與繪圖方法。在此環(huán)境中，使用者不需要學(xué)習(xí)種類繁多、功能復(fù)雜的指令集，因?yàn)镾ketchUp將一套精簡(jiǎn)而強(qiáng)健的工具集和一套智慧[推定]導(dǎo)引系統(tǒng)(“inference”guidancesystem)。如此便大大簡(jiǎn)化了3D繪圖的過(guò)程，讓使用者專注于設(shè)計(jì)上。因此，SketchUp是一套設(shè)計(jì)的環(huán)境，不需要在教育訓(xùn)練與支援上做巨大的投資，就能夠以動(dòng)態(tài)地、創(chuàng)造性地探索3D模型(form)或材料(material)、燈光(light)的界面。豐富的SketchUp組件資源googleSketchUp軟件同3dmax等3維制作軟件同樣，有豐富的模型資源，在設(shè)計(jì)中可以直接調(diào)用、插入、復(fù)制等進(jìn)行編輯任務(wù)。同時(shí)google公司還建立的龐大的3D模型庫(kù)集合了來(lái)自全球各個(gè)國(guó)家的模型資源，形成了一個(gè)很龐大的分享平臺(tái)，不過(guò)遺憾的是，在搜索中盡量要使用英文單詞輸入關(guān)鍵字，才能快捷的找到自己需要的模型，這一點(diǎn)在國(guó)內(nèi)還是給大家?guī)?lái)了很多不便。現(xiàn)在設(shè)計(jì)師們已經(jīng)將SketchUp及其組件資源廣泛應(yīng)用于室內(nèi)、室外、建筑等多領(lǐng)域中。3DTin的幕后大師是JayeshSalvi，他是一位印度軟件工程師，現(xiàn)居孟買。3DTin可以讓大家更加隨意地創(chuàng)建任何模型，因?yàn)樗浅Ｈ菀资褂谩?DTin的一項(xiàng)重要功能是直接將你的3DTin模型輸出為i.materialse格式，確保STL格式的模型在導(dǎo)出時(shí)能夠保留色彩信息，因?yàn)榇蟛糠?DTin用戶更偏愛(ài)彩色模型。五、3DTin使用方法很簡(jiǎn)單，只需打開(kāi)瀏覽器，比如Chrome、MozillaFirefox等等，輸入3DTin的網(wǎng)址：，等待幾秒的加載時(shí)間，便可以馬上制作3D模型。3DTin內(nèi)置多種模型素材，用戶可以在這里制作簡(jiǎn)單的模型。制作完成后，3DTin還支持將用戶制作好的模型文件導(dǎo)出，可以導(dǎo)出成STL、OBJ和DAE模型文件格式，除此之外，用戶也可以在線保存，不過(guò)需要注冊(cè)賬戶，同時(shí)保存的模型文件也可以分享給其他人。而將3DTin模型導(dǎo)出為i.materialise僅需幾個(gè)步驟：（1）完成3DTin模型后，按“導(dǎo)出”按鈕；（2）選擇i.materialise格式，按“導(dǎo)出”；（3）幾秒鐘后，模型的導(dǎo)出就完成了，可以按“繼續(xù)”；（4）3DTin模型被發(fā)送到“三維打印實(shí)驗(yàn)室”，如果需要的話，可以在此輕松地修改模型的尺寸或者選擇復(fù)制口的數(shù)量。默認(rèn)情況下，多重色彩是被選中的，因?yàn)檎J(rèn)為這是3DTin的首要材質(zhì)。當(dāng)預(yù)定好后，就可以隨時(shí)隨地的以優(yōu)惠的價(jià)格獲得一款高質(zhì)量的三維打印模型。在TEDxKids工作坊期間，我們親眼看到十歲的孩子在幾分鐘的時(shí)間內(nèi)完成建模。Jayesh在工作坊期間確保3DTin的使用魅力，而且他還加入了一項(xiàng)重要功能：直接將你的3DTin模型輸出為i.materialse格式。而我方則確保STL格式的模型在導(dǎo)出時(shí)能夠保留色彩信息，因?yàn)榇蟛糠?DTin用戶更偏愛(ài)彩色模型。FreeCAD是來(lái)自法國(guó)MatraDatavision公司的一款開(kāi)源免費(fèi)3DCAD軟件，基于CAD/CAM/CAE幾何模型核心，是一個(gè)功能化、參數(shù)化的建模工具。FreeCAD是一種通用的3DCAD建模軟件，其軟件的改進(jìn)是完全開(kāi)源的。FreeCAD的直接目標(biāo)用戶是機(jī)械工程、產(chǎn)品設(shè)計(jì)，當(dāng)然也適合工程行業(yè)內(nèi)的其他廣大用戶，比如建筑或者其他特殊工程行業(yè)。六、FreeCADFreeCAD的功能特征類似Catia，SolidWorks或SolidEdge，F(xiàn)reeCAD能幫你建立3D零件，你能夠連接或組裝這引起零件來(lái)構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)或裝置，稱為機(jī)械裝配。借由改變零件的外形、大小，及連接的形式，你也能在FreeCAD的虛擬三維環(huán)境中模擬測(cè)試你的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)而不用使用實(shí)體模型。FreeCAD的運(yùn)行平臺(tái)很多，目前運(yùn)行在Windows和Linux/Unix和MacOSX的系統(tǒng)，而且該軟件在所有平臺(tái)上顯示的外觀和功能是完全相同的。FreeCAD可以將圖形導(dǎo)出為AutoCAD、3Dview等格式，是AutoCAD，Solidworks等商業(yè)軟件的免費(fèi)開(kāi)源替代品。它配備了許多現(xiàn)代化的3DCAD建模有許多2D元件以繪制2D形狀或提取的三維模型創(chuàng)建2D生產(chǎn)圖紙的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，但直接2D繪圖（如AutoCADLT中）不是重點(diǎn)，也不是動(dòng)畫(huà)或有機(jī)形狀（如瑪雅，3DSMAX，Blender或4D影院），不過(guò)，由于其適應(yīng)性廣，F(xiàn)reeCAD可能成為有用在更廣泛的領(lǐng)域比其目前的工作重點(diǎn)。另一個(gè)FreeCAD主要關(guān)注的是使所有偉大的開(kāi)源庫(kù)，存在領(lǐng)域的大量使用科學(xué)計(jì)算。其中OpenCascade，一個(gè)強(qiáng)大的CAD內(nèi)核，Coin3D，OpenInventor，，世界著名的UI框架Qt和提供最好的腳本語(yǔ)言之一的化身Python。FreeCAD本身也可以作為一個(gè)庫(kù)使用其他程序。1、功能它配備了許多現(xiàn)代化的3DCAD建模有許多2D元件以繪制2D形狀或提取的三維模型創(chuàng)建2D生產(chǎn)圖紙的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，但直接2D繪圖（如AutoCADLT中）不是重點(diǎn)，也不是動(dòng)畫(huà)或有機(jī)形狀（如瑪雅，3DSMAX，Blender或4D影院），不過(guò)，由于其適應(yīng)性廣，F(xiàn)reeCAD可能成為有用在更廣泛的領(lǐng)域比其目前的工作重點(diǎn)。補(bǔ)充：另一個(gè)FreeCAD主要關(guān)注的是使所有偉大的開(kāi)源庫(kù)，存在領(lǐng)域的大量使用科學(xué)計(jì)算。其中OpenCascade，一個(gè)強(qiáng)大的CAD內(nèi)核，Coin3D，OpenInventor，，世界著名的UI框架Qt和提供最好的腳本語(yǔ)言之一的化身Python。FreeCAD本身也可以作為一個(gè)庫(kù)使用其他程序。2、FreeCAD教程示例：發(fā)動(dòng)機(jī)1）活塞銷打開(kāi)FreeCAD，點(diǎn)擊菜單中的“視圖／工作臺(tái)／PartDesigh”選擇PartDesign零件設(shè)計(jì)工作臺(tái)。點(diǎn)擊工具欄“CreatenewSketch”（就是畫(huà)著一個(gè)圓形和長(zhǎng)方形的那個(gè)），確定。你可以看到OX軸和OY軸，紅色的工具按鈕都是已經(jīng)激活的。點(diǎn)擊長(zhǎng)方形按鈕，然后開(kāi)始畫(huà)一個(gè)長(zhǎng)方形。現(xiàn)在開(kāi)不需要考慮尺寸。畫(huà)好長(zhǎng)方形后設(shè)定它的寬度。點(diǎn)擊選中長(zhǎng)方形的寬，點(diǎn)擊工具欄的設(shè)置寬度（就是“H”字型的那個(gè)），標(biāo)出了長(zhǎng)方形寬的尺寸，雙擊尺寸，設(shè)置為60。尺寸單位默認(rèn)設(shè)置在菜單“編輯／選項(xiàng)／零件設(shè)計(jì)”中。你可以按del鍵刪除尺寸標(biāo)注。左下角的“任務(wù)”視圖顯示了使用了的所有約束。設(shè)置長(zhǎng)方體高度。方式是分別設(shè)置上下兩邊到OX軸的距離。單擊選擇下邊的一個(gè)頂點(diǎn)，點(diǎn)擊工具欄的“I”，標(biāo)注了該點(diǎn)到OX軸的距離。同樣標(biāo)注上邊的一個(gè)頂點(diǎn)到OX軸的距離。雙擊標(biāo)注，把兩個(gè)距離設(shè)置為6和11?，F(xiàn)在你可以旋轉(zhuǎn)它了。先退出草圖模式，點(diǎn)擊工具欄的“關(guān)閉草圖編輯”?，F(xiàn)在可以旋轉(zhuǎn)輪廓了，點(diǎn)擊“旋轉(zhuǎn)選定的草圖”。注意：必須要在目錄樹(shù)中選中草圖。奧，我們遇到一個(gè)問(wèn)題。草圖是圍繞Y軸旋轉(zhuǎn)的（坐標(biāo)系顯示在右下角），但它應(yīng)該圍繞X-軸旋轉(zhuǎn)。選擇“工程視圖”的旋轉(zhuǎn)，并在“數(shù)據(jù)”選項(xiàng)卡“中設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸:Horizontal水平方向，點(diǎn)確定?，F(xiàn)在你有活塞銷了。如果您需要倒角邊緣，選擇工具欄中的“給選中的邊緣倒角”（之前必須在目錄樹(shù)中選擇旋轉(zhuǎn)revolution），然后單擊要倒角的邊，在左邊“任務(wù)”欄中設(shè)定好參數(shù)后，點(diǎn)擊確定或者直接回車。就這些，自己試試吧～～圖活塞銷最終效（2）卡環(huán)主要幾個(gè)約束參數(shù)如圖：創(chuàng)建新文件，選擇PartDesignworkbench零件工作臺(tái)。試著畫(huà)一條直線，然后是有工具欄中的垂直約束，使之垂直，垂直的線旁邊會(huì)有一條紅色的小豎線，表示垂直約束。選中直線下邊的端點(diǎn)，點(diǎn)擊工具欄的小鎖子“對(duì)所選物體創(chuàng)建鎖定約束”。你可以看到連個(gè)從該點(diǎn)到點(diǎn)(0,0)的兩個(gè)標(biāo)注。把它們?cè)O(shè)為0，我們把這條線作為中心線。創(chuàng)建圓?。合入S意確定圓弧的圓心，然后是圓弧的兩個(gè)端點(diǎn)。點(diǎn)擊工具欄“固定圓或圓弧的半徑”，約束半徑，雙擊，改為11.5。選擇兩個(gè)端點(diǎn)和中心線，點(diǎn)擊工具欄“><”“對(duì)稱約束”。選擇圓心，點(diǎn)擊“I”設(shè)置圓心x坐標(biāo)為0。設(shè)置圓弧端點(diǎn)到中心線距離約束為1.2。創(chuàng)建內(nèi)部的圓?。鹤龇ㄍ希霃郊s束為9，兩個(gè)端點(diǎn)的對(duì)稱約束，圓心高度約束為1.3，端點(diǎn)到中心線的距離約束為0.5。創(chuàng)建多段線，連接圓?。狐c(diǎn)擊工具欄多段線，用3段線段連接，右擊結(jié)束多段線。設(shè)置長(zhǎng)度約束如圖。注意左右需要端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的對(duì)稱約束。創(chuàng)建坐標(biāo)約束為(-9.2,2.8)，半徑為1的圓，另外一個(gè)圓的圓心使用對(duì)稱約束；選擇兩個(gè)圓，設(shè)置“=”“相等約束”，為了能夠做“凸臺(tái)”操作，注意必須切換中心線構(gòu)造模式：選擇中心線，點(diǎn)擊工具欄“切換當(dāng)前選擇線構(gòu)造模式”。點(diǎn)擊工具欄“關(guān)閉草圖編輯”，或直接按鍵盤(pán)“Esc”鍵。選中結(jié)構(gòu)樹(shù)瀏覽器中的草圖，就是默認(rèn)名為“Sketch”的那個(gè)，點(diǎn)擊工具欄“基于選定草圖創(chuàng)建凸臺(tái)”，在左邊“任務(wù)”欄中設(shè)定好參數(shù)，厚度為1，確定，OK。圖

卡環(huán)最后效果3DSMAX大家比較熟悉，是最大眾化的且在廣泛被應(yīng)用的設(shè)計(jì)軟件，它是當(dāng)前世界上銷售量最大的三維建模、動(dòng)畫(huà)及渲染解決方案，廣泛用過(guò)視覺(jué)效果、角色動(dòng)畫(huà)及游戲開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。它是AutoDesk公司開(kāi)發(fā)的三維建模、渲染及動(dòng)畫(huà)的軟件，在眾多的設(shè)計(jì)軟件中，3DSMAX是人們的首選，因?yàn)樗鼘?duì)硬件的要求不太高，能穩(wěn)定運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)上，容易掌握，且國(guó)內(nèi)外的參考書(shū)最多。七、3DSMAX3DSMAX在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，不但可以做出真實(shí)的效果，而且可以模擬出產(chǎn)品使用時(shí)的工作狀態(tài)的動(dòng)畫(huà)，既直觀又方便。3DSMAX有三種建模方法：Mesh(網(wǎng)格)建模，Patch（面片）建模和Nurbs建模。我們最常使用的是網(wǎng)格建模，它可以生成種形態(tài)，但對(duì)物體的倒角效果卻不理想。3DSMAX的渲染功能也很強(qiáng)大，而且還可以連接外掛渲染器，能夠渲染出很真實(shí)的效果和現(xiàn)實(shí)生活中看不到的效果。還有就是它的動(dòng)畫(huà)功能，也是相當(dāng)不錯(cuò)的。Rhinoceros是全世界第一套將Nurbs曲面引進(jìn)Windows操作系統(tǒng)的3D計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)的軟件。因其價(jià)格低廉、系統(tǒng)要求不高、建模能力強(qiáng)、易于操作等優(yōu)異性，在1998年8月正式推出上市后讓計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的使用者有很大的震撼，并迅速推廣到全世界。Rhinoceros是以Nurbs為主要構(gòu)架的三維模型軟件。因此在曲面造型特別是自由雙曲面造型上有異常強(qiáng)大的功能，幾乎能做出我們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)中所能碰到的任何曲面。3DSMAX很難實(shí)現(xiàn)的“倒角”也能輕松完成。八、RhinocerosSolidworks是著名的三維CAD軟件開(kāi)發(fā)供應(yīng)商Solidworks公司發(fā)布的領(lǐng)先市場(chǎng)的3D機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，也是國(guó)內(nèi)使用最多的三維CAD軟件。

Solidworks是基于Windows平臺(tái)的全參數(shù)化特征造型軟件，它十分方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實(shí)體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖。該軟件可以應(yīng)用于以規(guī)則幾何形體為主的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)準(zhǔn)備工作中。Solidworks釋放設(shè)計(jì)師和工程師的創(chuàng)造力，使他們只需花費(fèi)同類軟件所需時(shí)間的一小部分即可設(shè)計(jì)出更好、更有吸引力、在市場(chǎng)上更受歡迎的產(chǎn)品。九、SolidworksSolidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是Solidworks的三大特點(diǎn)，使得Solidworks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。

Solidworks能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。Solidworks公司為達(dá)索公司的子公司，專門(mén)負(fù)責(zé)研發(fā)和銷售機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的視窗產(chǎn)品。達(dá)索公司是負(fù)責(zé)系統(tǒng)性的軟件供應(yīng)商，并為制造廠商提供具有Internet整合能力的支援服務(wù)。該集團(tuán)提供涵蓋整個(gè)產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)，包括設(shè)計(jì)、工程、制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等各個(gè)領(lǐng)域中的最佳軟件系統(tǒng)，著名的CATIVA5就出自該公司之手，目前達(dá)索的CAD產(chǎn)品市場(chǎng)占有率居世界前列。Pro/E是Pro/Engineer的縮寫(xiě)，是較早進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的三維設(shè)計(jì)軟件，它是由美國(guó)PTC公司開(kāi)發(fā)的唯一的一整套機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件產(chǎn)品，它以參數(shù)化和基于特征建模的技術(shù)，提供給設(shè)計(jì)師一個(gè)革命性的方法去實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化。它由一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)模塊組成的，專門(mén)應(yīng)用于產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全過(guò)程。Pro/E的參數(shù)僅和基于特征建模的能力給工程師和設(shè)計(jì)師提供了空前容易和靈活的環(huán)境。Pro/E的唯一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供了所有工程項(xiàng)目之間的集成，使整個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造緊密地聯(lián)系在一起。十、Pro/EPro/E可以隨時(shí)由三維模型生成二維工程圖，自動(dòng)標(biāo)注尺寸，由于其具有關(guān)聯(lián)的特性，并采用單一的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此修改任何尺寸、工程圖、裝配圖都會(huì)相應(yīng)地變動(dòng)。Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)，來(lái)解決特征的相關(guān)性問(wèn)題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)過(guò)程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程的設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。美國(guó)3D打印機(jī)品牌商3DSystems目前正式發(fā)表一款軟件——CubifySculpt，應(yīng)用虛擬黏土，讓任何人士都能夠使用一般的計(jì)算機(jī)與鼠標(biāo)，輕松地制