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3D建模的基础知识4课时1、什么是3D建模3、建模流程2、3D建模思维我们在使用3D打印机时需要用到3D数据，而制作这个3D数据的过程即称为3D建模。而3D建模所使用的工具称为CAD软件1、什么是3D建模3D数据是在电脑上制作完成，用于展现立体形态的数据。电脑屏幕是一个二维平面设备，所以尽管在屏幕上看起来仍是平面的图像，但实际上这种数据具备X、Y、Z三轴上的位置信息。我们通过比较2D数据与3D数据来加深我们的印象，如下图1.1、什么是3D数据1.1什么是3D数据3D数据有很多种体现方式，不仅各种体现方式有相应的适宜建模类型，而且各种建模工具也用相应的适用范围，因此有必要了解些它们各自的特点。一般常见的3D数据体现方式为线框方式、多边形方式、面方式、实体方式1.2、3D数据的体现方式线框方式：这是一种仅用线信息来构件立体形态的体现方式1.2、3D数据的体现方式多变形方式：这是一种使用三角形单元的集合来体现立体形态的方式1.2、3D数据的体现方式面方式：这是一种利用面的形态体现3D形态1.2、3D数据的体现方式实体方式：是用过数学上定义的集合信息和位相来体现3D形态的方式1.2、3D数据的体现方式本课程将使用实体建模方式的SolidWorks来设计形状，所以本节以实体建模工具的3D建模方法为中心介绍3D建模的基本知识2、3D建模的思维方式2.1、制作形状的基本方法我们的3D建模制作形状主要有以下四种基本方法。直推、旋转、扫轨、放样。一些看起来复杂的形状也可以通过几个方法的组合来完成。2.1、制作形状的基本方法方法一：直推直推是指将已经画好的截面形状推出从而能制作立体形状的方法，是最常用到的制作方法。在实际设计零件时，使用直推和之后介绍的旋转方法就能完成零件的四分之三。这个方法是把草图的截面直推出去，也就是说草图是圆就会推出圆柱体，是环形就推出圆筒，是长方形就推出长方体。直推截面做出立体形状直推截面去掉立体形状2.1、制作形状的基本方法方法二：旋转旋转是将画好的截面以某一轴为中心旋转从而制作立体形状的方法，这个方法也经常应用与各种零件的设计。如果草图的截面是圆，轴定在直径的位置，旋转后就会形成球形，轴定在截面之外，就形成面包圈的形状以圆的直径为轴旋转为球形以圆外任意线为轴则旋转为面包圈形状2.1、制作形状的基本方法方法三：扫轨扫轨是使截面沿着既定轨道移动从而制作立体形状的方法，通常用于制作弯曲的管道等形状，是使用频率仅此于直推和旋转方法的常用方法。使截面沿轨道移动而形成的形状2.1、制作形状的基本方法方法四：放样放样是将多个截面贯穿起来从而制作立体形状的方法，也就是先画出几个关键处的截面，然后将它们连通。有的CAD还具有设计多条引导线的功能，这种功能可以完成类似洗涤液瓶子那种比较精细的形状。2.2、制作具体形状的方法下面介绍组合上述基本方法实际进行3D建模的方法。如下图，是中间开了圆孔的立方体。直观上我们会认为这就是在盒子上打孔的形式，不过我们进一步分析它的基本组成。不难发现，这个形状具体可以分解为以下两个形状。即分解为原始的立方体和用于打孔的圆柱体两个形状。也就是说，可以认为该形状是从立方体减去圆柱体，这也是实体建模方式最基本的思维方式分析以下形状有几种制作思路2.2、制作具体形状的方法如上思考如何制作形状的过程，我们称之为确定建模基本思路的过程。这个过程通常要先从实现零件基本用途的功能性形状出发，然后再去考虑装饰部分的形状。如果先从过于细节的地方着手，就可能出现由于基本形状厚度微调而影响整体效果的问题，造成设计过程中的额外返工。而如果调整厚度时基本形状还只是一块平板，则只需要进行压低或拉高的简单操作，自然不会影响其他部分的设计。之前的两个形状，但从以下的例子则可以看出，通过将几个形状进行类似加减法的运算，可以得出各种不同的形状。同样是两个基础形状，它们在做加法和做减法后得出的两个不同的最终形状。如果熟练掌握了这种处理思路，建模就比较轻松了形状之间做加减法能够得出不一样的形状3、3D建模的作业流程构思按构思建模3D数据的应用构思首先要思考形状的大体制作思路。虽然3D数据可以随时编辑修改，但越是复杂的形状越要想清楚具体的制作流程，尽量避免无用功。大家思考下，以下该零件由如何构成按构思建模下面按照上一步想好的思路开始建模。这里需要注意的是，要先从功能重要且形状大的部分开始着手。另外，在制作多个零件装配而成的物品时，需要充分考虑零件之间的装配关系。3D数据的应用完成建模后的3D数据有各种使用方式，由于3D数据是虚拟的，所以使用范围也非常的广泛。当多人合作制造产品时，特别需要职责不同的各方（例如设计师和制造工程师等）沟通合作时，如果没有已经做好的实物，那就借用3D数据来交流确认也是非常有效的。不过这点对于个人制造商来说可能感受不深。而且3D数据可以用来模拟产品。通过确认各个零件组合在一起是否发生相互干扰、解析结构等就可以对产品受压后的弯曲受损程度进行前期验证。此外，设计出的3D模型图像也可以灵活应用在使用说明书，商品目录、宣传资料等文档中当然，3D数据可以直接用于制造。如果将其保存为3D打印机通用的STL格式文件，不仅可以用于3D打印机，还可以用于切削加工制作方法。