图解3D打印

内容概要

作者简介：

水野操（Misao Mizuno）

Nikola设计技术公司董事长，日本3D-GAN理事。20世纪90年代活跃在CAD/CAE/PLM行业，常年在大型PLM供应商、咨询公司从事制造业的相关工作。2004年创立Nikola设计技术公司后主要致力于自主产品的开发及3D数据相关业务的扶持工作，并积极支持CAD/CAM/CAE/PLM等工具的引入。著有《数字创业》（KANKI出版社）、《图解三维CAD》（日刊工业新闻社）、《写给菜鸟的3D打印机&周边工具使用指南》（Kindle版）等。

译者简介：

陶旭

曾作为软件工程师在北京和东京从事近十年技术工作，个人喜好手工制作。现为日语自由翻译。曾出版学术文献翻译丛书，并在多个领域的国际会议及东日本大地震相关CCTV4直播新闻中负责同声传译工作。

书籍目录

序言

0.1 在家中制造产品　　1

0.1.1　把创意变成实物——产品制造的曙光　　1

0.1.2　3D打印的廉价趋势及丰富的成型服务　　2

0.1.3　个人也可以设计并生产产品的时代　　3

0.1.4　产品制造热潮的兴起　　 4

0.1.5　在自家制造产品需要做的准备　　4

0.1.6　本书的结构　　5

第1章　产品制造的基础知识及

3D 打印机简介　　7

1.1 产品制造的基础知识　　8

1.1.1　产品制造（产品开发）的基本流程　　8

①产品策划　　9

②概念设计　　9

③详细设计　　9

技术要点　3D CAD 数据与2D CAD 数据的区别　　11

专栏　3D CAD 与2D CAD 普及率的差异　　12

④制造工序　　12

⑤宣传/ 销售　　13

⑥维护/ 修理　　13

1.1.2　备受瞩目的个人产品制造　　14

软件的普及　　14

制造环境的变化　　14

消费者需求的变化　　15

1.2 在家开始制造产品的方法　　16

1.2.1　在家制造产品所需的准备　　16

1.2.2　在家制造产品必备的知识　　17

专栏　丰富的知识储备　　18

1.3 什么是3D 建模工具　　19

1.3.1　多边形建模工具（3D CG）　　19

1.3.2　曲面建模工具　　20

1.3.3　实体建模工具　　22

技术要点　3D CAD 与3D CG 的区别　　24

1.4 什么是3D 打印机　　25

使用3D 打印机成型的基础知识　　25

3D 打印机的主要成型方式　　26

专栏　ABS 树脂与PLA 树脂　　28

专栏　灵活运用家庭式3D 打印机和公共打印服务　　29

1.5 3D 打印机的主要机型　　30

1.5.1　工业用3D打印机　　30

1.5.2　个人3D打印机　　30

1.5.3　主要的3D打印机厂商及其机型　　31

1.6 产品制造所用的材料　　39

1.6.1　金属　　39

1.6.2　树脂　　40

树脂的种类　　40

1.6.3　木材　　41

1.6.4　组件的采购　　42

专栏　深入学习材料的相关知识　　42

第2章　3D 建模的基础知识　　43

2.1 什么是3D 建模　　44

2.1.1　什么是3D数据　　44

2.1.2　3D数据的体现方式　　 45

线框方式　　 45

多边形方式　　45

面方式　　 46

实体方式　　 46

专栏　共享3D数据带来的可能性和危害　　48

2.2 3D 建模的思维方式　　 49

2.2.1　制作形状的基本方法　　49

直推　　 49

旋转　　 50

扫轨　　 50

放样　　 51

2.2.2　制作具体形状的方法　　51

首先考虑重点形状　　52

用加减法的思路来处理形状之间的关系　　53

2.2.3　3D建模的作业流程　　 54

步骤1 构思　　54

步骤2 按照构思建模　　54

步骤3 3D 数据的实际应用　　54

2.2.4　3D数据的文件格式　　 55

123D Design 可处理的文件格式　　56

专栏　各种文件格式　　57

技术要点　实体建模内核　　 57

第3章　123D Design 的基本操作　　59

3.1 123D Design 的简介　　 60

3.1.1　123D Design的特点　　60

3.1.2　丰富的Autodesk 123D系列　　63

3.1.3　云端数据管理　　67

专栏　使用云端服务　　69

3.2 安装123D Design　　 70

3.2.1　123D Design的系统配置要求　　70

专栏　Autodesk 123D测试版　　71

3.2.2　123D Design的下载和安装　　71

专栏　使用测试版（旧版）的Autodesk 123D　　74

专栏　数据制作的相关用语　　75

技术要点　关于Windows 版本的软件启动错误　　75

3.3 开始操作123D Design 吧！　　77

3.3.1　123D Design的用户界面　　77

3.3.2　应用菜单的内容　　 78

3.3.3　指令菜单的内容　　 80

3.3.4　显示菜单　　 91

3.3.5　单位　　95

3.3.6　View Cube（改变视角的立方体）　　95

Perspective 和Orthographic 视图　　95

第4章　尝试简单建模　　97

4.1 制作马克杯　　 98

4.1.1　马克杯的形状　　98

4.1.2　马克杯基础形状的建模　　98

4.1.3　挖空马克杯的内部　　103

专栏　上下文菜单　　106

4.1.4　马克杯的后期处理　　106

专栏　充分利用3D 扫描仪　　110

4.2 制作收纳盒　　 111

4.2.1　思考建模方法　　111

使用3D CAD 软件建模的流程　　112

掌握结构单元　　112

4.2.2　建模收纳盒的基础形状　　114

4.2.3　制作盒体前方斜切的部分　　116

4.2.4　制作隔板　　120

第5章　实战 产品制造的3D 建模之一　——制作笔筒、名片盒　　 125

5.1 制作笔筒　　 126

5.1.1　探讨建模方法　　127

最佳方法的评价标准　　127

5.1.2　基础形状的建模　　128

5.1.3　开洞加工的建模　　131

5.2 制作名片盒　　 139

5.2.1　探讨建模方法　　139

名片盒的最佳规格　　139

盒壁厚度　　141

设置合理的间隙　　141

盒盖的形状　　142

5.2.2　底盒的建模　　143

5.2.3　建模安装盒盖的部分　　146

5.2.4　建模盒盖　　150

专栏　什么是偏移　　152

5.2.5　建模底盒与盒盖的结合部分　　154

5.2.6　名片盒的后期处理　　158

5.3 【应用】增加表面装饰　　161

5.3.1　使用网页版软件制作文字数据的方法　　161

5.3.2　配置云端上保存的数据　　163

专栏　制作由多个零件构成的物品　　165

第6章　实战产品制造的3D 建模之二　——制作靠背椅、卡通形象　　167

6.1 制作靠背椅　　 168

6.1.1　探讨建模方法　　168

6.1.2　建模椅面部分　　169

6.1.3　建模椅子腿　　175

6.1.4　建模靠背　　179

6.1.5　靠背椅的组装（椅子腿）　　181

6.1.6　靠背椅的组装（靠背）　　185

6.1.7　建模靠背的顶端横板　　189

6.1.8　靠背椅的后期处理　　193

6.1.9　设定材质　　195

6.2 卡通兔的制作　　197

6.2.1　探讨建模方法　　197

6.2.2　建模头部　　198

6.2.3　制作耳朵、眼睛、鼻子　　199

6.2.4　组装头部　　201

6.2.5　制作嘴部　　205

6.2.6　制作躯干　　209

6.2.7　制作手臂　　211

6.2.8　制作腿脚　　215

6.2.9　整体组装　　218

专栏　追求个性化加工，不断提高自身水平　　222

第7章　将3D 数据制造成实物的方法　　223

7.1 使用3D 打印机的成型过程　　224

7.1.1　步骤1 准备用于成型的数据（STL 文件）　　224

输出STL 文件　　224

7.1.2　步骤2 STL文件的质量确认和修改　　225

用于检查STL 文件的软件　　227

7.1.3　步骤3 使用3D打印机成型　　230

专栏　模型的形状与支撑材料的关系　　232

技术要点　修改STL文件的流程　　234

7.2 充分利用成型服务　　239

7.2.1　与Autodesk 123D合作的成型服务　　239

7.2.2　使用成型服务的流程　　241

使用123D Design 直接委托成型服务的方法　　241

专栏　成型服务可用的各种材料　　245

7.2.3　保存STL文件后上传的方法　　248

7.2.4　从下单到产品送达　　250

第8章　打造真正的个人制造商

——从商品制造到销售的整体流程　　251

8.1 各种制造方法和加工设备　　252

8.1.1　切削加工　　252

专栏　加工中心　　253

个人可以使用的切削加工机　　253

专栏　CAM　　254

专栏　CNC 铣床　　255

受理个人委托的切削加工服务　　256

8.1.2　注塑成型　　256

面向个人的注塑成型服务　　257

8.1.3　铸造　　 258

专栏　死角　　259

8.1.4　冲压成型　　260

8.2 销售产品时的注意事项　　261

8.2.1　虚拟与现实的区别　　261

关于材料的思考　　261

8.2.2　学习专业3D CAD　　262

8.2.3　批量生产的问题　　263

8.2.4　价格与成本　　263

8.2.5　产品的质量　　264

8.2.6　销售和宣传　　265

8.2.7　结束语　　 266

译者实践　　 267

数据建模　　 267

打印成型　　 269

国内服务　　269

国外服务　　270

参观打印过程　　272

作者简介

本书首先介绍了产品制造的相关知识和3D打印机的基本情况。然后以图配文的形式，重点介绍了3D数据的制作方法，讲解了使用免费的Autodesk 123D软件进行3D建模的过程，指导读者用最少的花费，DIY出马克杯、收纳盒、笔筒、名片盒、靠背椅和卡通形象，步骤详细、讲解清晰，为读者今后进行更加高级的3D建模打下坚实基础。最后，作者介绍了将3D 数据转化为实物的方法，提及多家国际性的成型服务以供读者参考。对3D打印抱有浓厚兴趣却不知如何下手的读者，本书将带您走进3D打印的世界。

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