3D建模与打印

3D打印作为一项近年才开始逐渐升温的科技话题，已经开始受到越来越多的关注。3D打印是什么?可以做什么?怎么做?——是人们普遍关心的三个问题，本书便从实际应用的角度进行了回答。
本书作者是一位拥有英语和工业工程双学位的作家，他不仅通晓专业知识，还能将其中生涩难懂的部分像说故事一样娓娓道来。因此，本书适用于任何专业背景的读者，不管你曾经是否接触过3D方面的知识，本书都会给你焕然一新的感觉。
全书共12章，第1章介绍大量的3D建模实例，帮助你从不同角度了解3D打印；第2章讲解3D建模的三个基本概念：基准轴、基准平面和旋转；第3章介绍Tinkercad的基本操作；第4章通过火箭创建实例深入讲解Tinkercad建模的常用基本命令和工具；第5章介绍Tinkercad中更多的特征命令和工具；第6章介绍如何将一个3D模型转换为生活中的实物；第7章讲解如何从外部导入一个已有的3D模型到Tinkercad的控制面板中，然后再通过这个导入的模型文件来创建对应的模具，介绍一些新的Tinkercad建模工具和技巧；第8章对3D打印进行了简单介绍；第9章介绍更多的Tinkercad使用技巧；第10章介绍3D模型网站——Thingiverse，以及该网站所提供的许多其他类型的有趣服务；第11章介绍如何将Tinkercad中的模型通过3D打印服务机构打印出来；第12章介绍如何将现实中的物体转换成3D模型。书后的三个附录补充介绍了免费CAD软件、一个有趣的建模实例及123D Design软件。

詹姆斯·弗洛伊德·凯利(James Floyd Kelly)是一位来自乔治亚州亚特兰大市的作家。他拥有英语和工业工程学位，他写过很多技术书籍，包括CNC数控机床、3D打印、开源软件、乐高机器人和电子学应用等。同时詹姆斯喜爱DIY——是一位巧手工匠和创造者。
江涛，3D打印爱好者，在校期间曾多次获得校级、国家级奖学金，2011年全国大学生3D建模比赛前50名，并从那时起开始接触3D打印。毕业后担任过技术工程师，负责产品的设计与加工工艺的编制，既能下车间，又能做设计，切身体会过传统的制造加工与先进设计软件之间的碰撞与磨合。因此对于以3D打印为代表的新型制造技术有着深刻的理解。

译者序
前言
致谢
第1章 建模很有趣
1.1 什么是3D建模
1.2 你在哪里见过3D建模
1.3 为什么说3D建模很有用
1.4 我们能用3D模型做什么
第2章 3D建模的基础
2.1 什么是基准轴
2.2 什么是基准平面
2.3 了解什么是旋转
第3章 向Tinkercad问声好吧
3.1 发现并启用Tinke
3.2 Tinkercad导航
3.3 改变一个3D模型的特性
3.4 观看学习教程
第4章 学习建模的基本知识
4.1 创建火箭发射平台
4.2 创建火箭的主体部分
4.3 创建火箭的尾翼部分
第5章 组装模型
5.1 组装火箭发射平台
5.2 组装火箭主体
第6章 一个特别的Tinkercad例子
6.1 脑洞大开的创意
6.2 创建基本的标签形状
6.3 添加修饰点缀
6.4 添加凸起的文本
6.5 改进建议
第7章 另一个特别的Tinkercad例子
7.1 构思创意
7.2 创建物体的模具
7.3 创建模具的部件
7.4 完成模具的制作
第8章 打印3D模型
8.1 什么是3D打印机
8.2 创建STL文件
8.3 熔化打印用的塑料
8.4 移动打印喷嘴
8.5 使用软件控制3D打印机
8.6 3D打印的总结
第9章 更多的Tinkercad使用技巧
9.1 使用“镜像”特征
9.2 导入你自己画的草图
9.3 使用“模型生产器”工具
9.4 接下来做什么
第10章 在哪里可以找到现成的模型
10.1 欢迎访问Thingiv
10.2 其他的3D模型资源库
第11章 Tinkercad的应用扩展
11.1 寻找3D打印服务
11.2 将你的模型导入《我的世界》
第12章 将现实物体转换为3D模型的特殊应用
12.1 将现实物体转换为数字模型
12.1.1 拍照
12.1.2 在123D Catch中编辑你的3D模型
12.1.3 保存为STL文件
12.2 提升你的3D建模技巧
附录A 更多免费的CAD应用
附录B 一个额外的例子
附录C 走近123D

欢迎来到Tinkercad的世界！     大概20多年前，那时我还在大学里面学习工程学。其中有一门课是我们这个专业的学生所不得不学的，我记得那是一门绘图课程。它要求我们用一种特殊的铅笔（不是常见的2s铅笔）和一些三角板、直尺之类的工具，来手绘出生活中各种常见物体的形状。刚开始我们都会找些简单的东西来画，像立方体、金字塔之类的画得缓慢但用了很多高级的绘画技巧。现在想来，这确实是一门很有趣的课，但同时也很乏味。有些时候我可以通过橡皮擦来搞定一些错误，但更多的时候还是推倒了重来更简单，尤其是在画一些复杂的图纸时，只要前面有一两个尺寸在测量上出现了差错，整张图都将难以为继。     就在这门课程临近结束的时候，导师告诉我们下学年学校将会开设一门特别的课程，名字叫做CAD，即计算机辅助设计（Computer Aided Design），也有人称之为计算机辅助绘图（Computer Aided Drafting）。他补充道，选那门课的学生应该已经掌握了一些基本的专业知识，于是教授就贴了三张巨大的图纸在墙上，用作测试用的例题。这三张图每一张都完整地显示了一个大立方体的向视图，有俯视图、主视图、左视图等。而这个大立方体的每一个面又都由九个小的面组成，就像是一个魔方，如图0-1所示。     可根据图纸来看，又有些许不同，它好像缺少了几个小的立方体。这就展现出了一幅奇怪的景象：一个大的立方体，在每一个面上都少了几个小的立方体。学生们有60秒的时间通过这仅有的主视图、俯视图和左视图来画出这个3D的立方体模型。我知道教授正在测试我们的空间想象能力：根据这三个投影视图，在脑海中构建出物体的3D模型，并把这种想象体在纸上画出来。     我没有参加这项测试，因为我对这门课程不感兴趣。但是后来听那些选了CAD课的同学说，这门课十分有趣，而且很有挑战性（这种说法足以形容绝大多数工程专业的课程）。主要内容就是在电脑屏幕上画各种东西，先通过捕捉并定义出物体的特征点，然后再用线将点连起来。听起来好像很难，而且很费时间，但同时也很无聊……但大多数学生还是说这比在初级水平课上用手画要快得多，     今天的CAD应用软件比20年前的可要先进得多。现在的应用软件功能非常强大，可以帮你做很多工作（像画一个完美的圆，一段精确长度为1.275英寸的线段），并且允许你在电脑屏幕上建立一个尚未真实存在的物体的3D模型。     很多人都说要学会CAD软件很难。但在过去的几年时间里，我试着去自学很多CAD软件，虽然也获得了成功，但有些时候确实很让人沮丧，掌握它们也确实需要花费大量的时间。直到不久前，任何人想要通过操作这些软件来建立3D模型，都必须付出时间和汗水，有时还要为这些软件付一笔实际的费用，如果他们的学校或者工作场所没有提供的话。     但是现在，不再是这样了。今天的一些CAD应用可以说是为初学者量身打造的，而且较之早期的版本，也更为亲民并减少了用户的不适应感。它们只需要更少的时间就能熟练掌握，而且在很多情况下都是免费使用的。在这些新式的CAD应用中，有一款就是Tinkercad。     我第一次接触Tinkercad还要追溯到2012年，那是在Maker Faire的网站上（www.makerfaire.com）。我一下子就被它的各种特点给吸引住了：令人印象深刻而有趣；它仅需连接互联网并使用浏览器操作；它的操作就像是往屏幕上拖放一些乐高积木；同时它是免费的。于是我就注册了一个账户，并开始使用Tinkercad，在这个过程中我发现这确实是一款很棒的CAD应用。虽然目前它功能有限，但是对CAD应用新手来说完全足够了。总而言之，这是一款将复杂工具简单化，使之适于任何人的优秀CAD应用。     你现在打开的这本书会教你学习Tinkercad。主流的商业CAD应用软件Autodesk 360的制造者，CAD软件公司巨头——Autodesk（www.autodesk.com），于2013年收购了Tinkercad。但这家公司仍然选择让它保持免费，这对于发现这款简易CAD应用的人们来说，无疑是一个好消息。     Autodesk并不仅仅只是收购了Tinkercad，这家公司在继续改进着这款应用，为它添加了更多新的工具和功能，而且通过开通博客和创立论坛的形式为广大用户提供免费的在线服务。     如果你是CAD应用方面的新手，那这本书正适合你；如果你知道CAD应用的重要性，但是不知道该从何学起，那这本书也适合你；也许你是一台崭新的3D打印机的拥有者，并且想快点开始设计并打印自己的塑料模型——如果真是这样，那Tinkercad就是你设计生涯的完美起点（如果你不是很了解3D打印机，但是想知道更多关于它的信息，请翻阅第8章）；如果你已经发现了Tinkercad，但是在入门的过程中遇到了一点小麻烦，这本书同样适合你。本书会展示如何建立一个个神奇的3D模型，展示从开始到结束都要用到哪些知识。希望在学完这本书之后，你们能有足够的信心去探索Tinkercad所介绍的新功能，或是进而去掌握一款更为强大的CAD软件。     使用Tinkercad，是一种体验电脑辅助设计和3D建模最为简单的方法。你们将要学习一项新的技能……而这个过程将会很有趣。现在就来开始第1章吧！