你一直想設計自己的3D模型嗎？3D打印你設計的零件怎麼樣？有很多三維建模程序，但這些可能很難使用，如果你不是藝術（像我一樣）。OpenSCAD提供了一種專門為3D打印設計模型的方法，只使用代碼。如果您也不知道如何編寫代碼，請不要擔心，今天我將指導您完成基礎知識。

什麼是openscad公司(openscad)？

OpenSCAD是一種免費的實體計算機輔助設計建模工具。它適用於Windows、Mac和Linux。與其他許多程序不同的是，您使用代碼而不是鼠標設計部件。這使得很容易進行數學計算，在變量中存儲尺寸，調整零件大小等等。

在三維打印模型時，需要考慮一些因素，但其中許多因素通常適用於三維打印CAD模型，而不僅僅是OpenSCAD設計。如果您想了解更多有關3D打印的信息，請查看我們的終極初學者指南。如果您正在尋找更具交互性的建模工具，請閱讀《在Sketchup中創建對象的指南》。

設置

首先，進入下載頁面，找到適合您操作系統的OpenSCAD版本。我使用的是MacOS，但這些OpenSCAD原則適用於所有系統。

安裝後，請繼續打開它。您將看到以下啟動菜單：

這將向您顯示上次打開的文件，並提供加載幾個示例的選項。請隨意看看一些例子，但是我發現在剛開始的時候這些會讓事情變得更加混亂。對於本教程，請單擊“新建”按鈕創建一個新文件。

一旦打開，您將看到這個外觀**的界面：

這分為三個主要方面。左邊是編輯器和菜單。你要在這裡寫你的文章代碼。這個在創建新文件時，還沒有任何代碼。在頂部，有一些菜單按鈕來執行基本任務，如加載、保存、撤消等。

右下角是控制檯。這將顯示構建模型時的任何錯誤。

最後一部分是右上角的主界面。在這裡您可以與您的模型交互，但是您不能在這裡編輯它（您將編寫代碼來完成此操作）。

在這個主界面的底部有幾個按鈕。這些主要允許您以不同的方式查看您的設計。

按編輯器菜單中的“保存”按鈕或轉到“文件”&gt；“保存”，繼續保存新文件。

基礎知識

OpenSCAD大部分時間的工作方式是通過簡單形狀的加法和減法。你可以用這種方法建立非常複雜的模型，所以讓我們開始吧。

這是第一個形狀，一個簡單的盒子：

下面是代碼：

cube(); // create a cube

要讓代碼執行並構建模型，您需要預覽它。默認情況下，每次保存時OpenSCAD都會執行此操作，也可以按F5鍵強制刷新。按住鼠標左鍵或右鍵在三維空間中四處移動。

現在，這產生了一個很好的立方體，但是如果沒有任何維度，它就沒有多大用處。OpenSCAD在任何特定的測量系統中都不起作用，相反，單位都是相對的。您可以創建一個20 x 10的長方體，並由任何其他程序（如您的3D打印切片器）來解釋這些，無論是公制還是英制。它實際上提供了很大的靈活性。

讓我們為立方體添加一些維度。您可以通過向多維數據集方法傳入參數來執行此操作：

cube(size = [10, 20, 30]); // rectangle

值10、20和30表示立方體在X、Y和Z軸上的大小。注意這是如何產生一個更大的矩形的：

默認情況下，OpenSCAD從左下角繪製組件。您可以通過將“中心”參數設置為true來調整此設置。下面是對矩形執行此操作的代碼：

cube(size = [10, 20, 30], center = true); // rectangle centered

下面是它的樣子：

居中對象對於簡單的形狀很有效，但是對於非對稱對象，居中對象會使事情變得複雜。你需要決定哪種方法最適合你。

轉到更復雜的形狀，這裡是一個圓柱體：

下面是創建它的代碼：

cylinder(d = 10, h = 10, center = true); // cylinder

與立方體不同，圓柱體會自動在X軸和Y軸的中心繪製。d參數表示直徑（如果願意，可以通過半徑）。h參數是高度。不過，這裡出了點問題。這個氣缸看起來很“塊狀”。您需要增加圓周上繪製的面數。這很容易做到——將以下參數添加到您的圓柱體代碼中。

$fn = 100

因此圓柱體定義為：

cylinder(d = 10, h = 10, center = true, $fn = 100);

下面是它的樣子：

這增加了做圓所需的面數——100是一個很好的起點。請記住，這將大大增加渲染時間，特別是在複雜的模型上，因此通常最好在完成設計之前忽略這一點。

在形狀上應用變換很容易。在創建形狀之前，需要調用特殊方法。下面是如何使用旋轉方法旋轉圓柱體：

rotate(a = [0, 90, 0]) cylinder(d = 10, h = 10, center = true); // rotated cylinder

傳遞給a參數的值表示X、Y和Z軸的旋轉角度。結果如下：

另一個非常有用的函數是translate。這允許您在三維空間中移動對象。再一次，您需要傳遞每個軸的移動量。結果如下：

代碼如下：

translate(v = [0, 25, 0]) cylinder(d = 10, h = 10, center = true); // translated cylinder

理解翻譯方法是你能做的最重要的事情之一。它是設計最複雜的設計所必需的。

最後，另一個有用的形狀是球體：

代碼如下：

sphere(d = 100);

就像圓柱體一樣，您可以使用上面的$fn代碼使其平滑。

高級編碼

既然你知道了基本知識，讓我們來看看一些更高級的技能。當設計零件時，有助於思考如何由較小的形狀和對象構成零件。你不必這樣做，你可以在你走的時候“彌補”事情，但有一個粗略的計劃確實有幫助——即使只是在你的頭腦裡。

讓我們創建一個高級形狀：一個具有空心球體內部的立方體。創建一個立方體和一箇中心設置為true的球體。使用差分法從另一箇中減去一個：

difference() { // subtraction cube(size = [50, 50, 50], center = true); // outer cube sphere(d = 65, center = true); // inner sphere}

結果如下：

用球的直徑（d參數）進行實驗，看看會發生什麼。

在OpenSCAD中，通常有許多方法來完成相同的任務。如果你想在一個立方體上有一個凹槽，你可以從中減去另一個立方體，或者在上面再加兩個。通常情況下，用哪種方式做事情並不重要，但根據零件的複雜程度，先做某些操作可能更容易。

下面介紹如何在多維數據集中創建通道。使用圓柱體將創建圓形通道，而不是使用另一個立方體。請注意如何再次使用差分方法，以及如何使用平移和旋轉方法來操縱形狀。使用rotate方法通常會使變換變得很棘手，因此在獲得所需結果之前，請使用這些參數。代碼如下：

difference() { // subtraction cube(size = [50, 150, 50]); // outer cube translate(v = [25, 150, 50]) rotate(a = [90, 0, 0]) cylinder(d = 40, h = 150); // cylinder channel}

下面是它的樣子：

你可能想知道什麼是綠色的東西。這是因為3D模型現在只是一個預覽。若要修復此問題，請按F6鍵完全渲染模型。這可能需要一些時間，具體取決於複雜性。預覽（F5）通常在工作時足夠好。以下是最終渲染的效果（將$fn設置為100）：

下面是另一個高級示例。比如說你想用螺栓裝東西。使用圓柱體創建孔非常簡單，但是如果您希望埋頭螺栓的螺栓頭平齊安裝，該怎麼辦？您可以簡單地創建一個大圓柱體，讓螺栓頭坐在其中，但這看起來不是很好。解決方案是一個倒角，可以使用圓柱體方法創建。這裡的技巧是指定兩個直徑——d1和d2。**這些不同的尺寸，剩下的由OpenSCAD來完成。

因為我是英國人，所以我會用公制尺寸來表示M5沉頭螺栓。你可以很容易地調整，以適應任何固定你想使用。代碼如下：

$fn = 100;// bolt settingsm5_clearance_diameter = 5.5;m5_head_clearance_diameter = 11;m5_head_depth = 5;difference() { // subtract cube(20, 20, 20); bolt_hole(10, 10, 20); bolt_bevel(10, 10, 15);}module bolt_hole(x, y, height) { /* M5 hole at 90 deg. */ translate(v = [x, y, 0]) cylinder(d = m5_clearance_diameter, h = height);}module bolt_bevel(x, y, z) { // M5 bevel translate(v = [x, y, z]) cylinder(d2 = m5_head_clearance_diameter, d1 = m5_clearance_diameter, h = m5_head_depth);}

注意螺栓尺寸是如何存儲在變量中的嗎？這使得編碼和維護更加容易。一種你可能還沒有遇到的方法是模塊。這允許您定義一個代碼塊，以便隨時執行。實際上，這是一個函數。對於任何複雜的形狀，您都應該使用模塊和變量，因為它們使內容更易於閱讀，並且可以更快地進行任何更改。倒角如下：

讓我們看最後一個例子。假設你想在一個圓周圍產生一系列的洞。您可以手動測量、平移和旋轉所有這些，但即使使用模塊，這也會很乏味。最終結果是，10個圓柱體均勻分佈在一個圓上：

代碼如下：

$fn = 100;number_of_holes = 10;for(i = [1 : 360 / number_of_holes : 360]) { // number_of_holes defines number of times this code runs make_cylinder(i);}module make_cylinder(i) { // make cylinder and even distribute rotate([0, 0, i]) translate([10, 0, 0]) cylinder(h = 2, r = 2);}

此代碼比您預期的簡單。for循環用於調用make_u缸模塊10次。由於圓中有360度，360/10=36，因此每個圓柱體需要以36度的增量旋轉。這個循環的每次迭代都會使i變量增加36。這個循環調用make_u圓柱體模塊，它只需繪製一個圓柱體，並根據循環傳遞給它的度數來定位它。可以通過修改\u孔變量的number_來繪製多個或更少的圓柱體，儘管如果要調整間距，則可能需要調整間距。下面是100個圓柱體的形狀，它們稍微重疊：

導出

既然您知道如何在OpenScad中編碼，那麼在您可以3D打印模型之前，還需要最後一步。您需要將您的設計從OpenSCAD導出為大多數3D打印機使用的標準STL格式。幸運的是，有一個“導出到STL”按鈕：“編輯器”菜單&gt；右上角：

今天到此為止。您現在應該對OpenSCAD有了很好的瞭解——所有複雜的東西都建立在這些基礎之上，許多複雜的形狀實際上是許多簡單形狀的組合。

對於一個挑戰，為什麼不看看我們的一些3D打印項目，並嘗試在OpenSCAD中重新創建部分：

• 桌面幻想RPG 3D打印件
• 自定義快捷鍵
• 電子D20
• 遊戲，您可以3D打印

你今天學了什麼新把戲嗎？你最喜歡的OpenSCAD功能是什麼？你會很快從另一個CAD工具切換嗎？請在下面的評論中告訴我們！