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第1章 3D打印能够做什么？1

1.1 应用3D打印，设计进入了新时代2

1.2 借助3D打印，实现新创意的可行性6

1.2.1 3D打印日常物品6

1.2.2 重新改进普通物品7

1.2.3 3D打印在校园8

1.2.4 超越了雕塑、结构和形状的界限9

1.2.5 3D打印对传统雕塑的补充10

1.2.6 制作过去无法做出的物品11

1.2.7 3D打印在建筑领域中的应用12

1.2.8 3D打印珠宝和奢侈品14

1.2.9 3D打印的时尚品和可穿戴设备16

1.2.10 个人制造3D打印的玩具16

1.2.11 3D打印无人机和机器人17

1.3 迁移到3D打印18

1.3.1 不断发展的材料技术19

1.3.2 软件设计方面的进步23

1.3.3 开源社区的促进作用24

1.3.4 众筹推动新机型的发展26

1.3.5 新的创客文化27

1.4 新创企业伴随3D打印普及而成长28

1.5 增材制造VS减材制造31

1.6 设计和制造方式的转变：这是制造业复兴的开始吗？33

1.7 小结35

第2章 探索3D打印的设计技术36

2.1 你成了工厂36

2.2 评审你的设计方案37

2.3 为3D打印生成创意：从哪里开始？38

2.3.1 草图对完善创意的重要性38

2.3.2 利用在线模型数据库来创建和修改对象45

2.3.3 逆向工程是必不可少的47

2.3.4 混搭制造和套件拼装49

2.3.5 探索艺术和有机雕刻技术56

2.3.6 使用3D扫描来修改已存在的物体58

2.3.7 摄影测量59

2.3.8 激光雷达扫描59

2.3.9 记住：形状复杂度是任意的64

2.4 使用免费的3D建模软件开始设计67

2.5 本书所使用的3D软件概述68

2.5.1 Autodesk Tinkercad68

2.5.2 OpenSCAD69

2.5.3 Microsoft 3D Builder70

2.5.4 FreeCAD71

2.5.5 Autodesk 123D Design72

2.5.6 Pixologic Sculptris73

2.5.7 Autodesk Meshmixer74

2.5.8 Blender75

2.6 3D打印所需的额外技能76

2.7 小结76

第3章 开始设计一个盒子77

3.1 需要用到的工具78

3.2 使用基本构建物体开始：立方体、球体和圆柱体78

3.3 在Tinkercad中设计简单的盒子79

3.3.1 Tinkercad入门80

3.3.2 如何使用Tinkercad83

3.4 在Tinkercad中创建盒子83

3.4.1 拖放一个立方体到工作平面83

3.4.2 缩放立方体到正确尺寸85

3.4.3 复制立方体来创建挖空的盒子85

3.4.4 在Tinkercad中复制对象86

3.4.5 缩小并对齐立方体86

3.4.6 通过复制较大的立方体创建盖子88

3.4.7 缩小较大的立方体89

3.4.8 利用颜色编码来帮助选择／识别模型中部件的解释89

3.4.9 在盖子上创建一个凸台91

3.4.10 使用Tinkercad的孔操作，执行布尔差分运算92

3.4.11 为盖子添加一个把手93

3.5 在OpenSCAD中设计简单的盒子95

3.5.1 OpenSCAD入门96

3.5.2 如何使用OpenSCAD97

3.6 在OpenSCAD中构建盒子97

3.7 小结100

第4章 为3D打印盒子做好准备101

4.1 3D打印制作流程103

4.2 使用3D打印机的四条途径103

4.3 确保3D模型准备就绪，可供3D打印104

4.4 确保3D打印成功的最终设计因素106

4.4.1 因素1：将使用什么类型的3D打印工艺？106

4.4.2 因素2：最终输出尺寸108

4.4.3 因素3：部件在打印床上摆放的朝向109

4.4.4 因素4：支撑结构110

4.4.5 因素5：耗材类型112

4.5 测试、探索和试验113

4.6 使用软件工具来验证3D模型的可打印性能114

4.7 在Meshmixer中为3D打印盒子做好准备114

4.7.1 Meshmixer中视图导航115

4.7.2 使用Meshmixer准备用于3D打印的Box.stl文件116

4.7.3 使用Select（选择）工具，正确重定向盒子中的部件118

4.7.4 使用Move（移动）工具，把盖子移动到构建平台的基面120

4.7.5 输出到打印机121

4.7.6 调整.stl文件的大小122

4.7.7 修复模型122

4.7.8 添加支撑结构123

4.7.9 发送到打印机、输出或发送到服务机构125

4.8 在Cura中为3D打印盒子做好准备125

4.8.1 在Cura中打开Box.stl127

4.8.2 在Cura中创建支撑129

4.8.3 在Cura中更改尺寸和朝向129

4.8.4 在Cura中生成G代码131

4.9 在MatterControl中为3D打印盒子做好准备131

4.9.1 载入Box.stl文件到MatterControl132

4.9.2 在MatterControl中重设尺寸和安排模型133

4.9.3 生成支撑133

4.9.4 在MatterControl中生成G代码133

4.9.5 从MatterControl中连接一台3D打印机直接打印134

4.10 在Slic3r中为3D打印盒子做好准备134

4.10.1 添加Box.stl文件到Slic3r135

4.10.2 使用Slic3r在打印床上缩放和排列文件135

4.10.3 创建支撑材料136

4.10.4 在Slic3r中生成G代码136

4.11 使用Netfabb修正网格错误136

4.11.1 载入盒子文件到Netfabb中137

4.11.2 使用Neffabb修正网格错误137

4.11.3 为你的3D打印机配置Netfabb138

4.12 小结139

第5章 简单形状的创新应用140

5.1 从基本形状开始141

5.1.1 字母、数字、符号和附加形状141

5.1.2 附加形状153

5.1.3 孔类形状154

5.2 形状生成器154

5.2.1 文本生成器155

5.2.2 Voronoi形状生成器156

5.2.3 图像浮雕生成器158

5.2.4 拉伸生成器159

5.2.5 环形生成器160

5.3 创建自己的形状生成器161

5.3.1 收藏夹162

5.3.2 Tinkerplay162

5.4 导入自己的形状162

5.5 记住：简单的形状是你的朋友163

5.6 应用Tinkercad庞大形状库的灵感164

5.7 更多的想法171

5.8 小结173

第6章 3D打印的设计策略174

6.1 成功3D打印的设计准则175

6.1.1 部件的层高176

6.1.2 打印朝向177

6.1.3 悬空和倾斜的几何体（45°法则）179

6.1.4 重复的悬空180

6.1.5 部件的壁厚182

6.1.6 相连的部件183

6.1.7 精细的细节184

6.1.8 导斜角184

6.1.9 凹槽和通孔187

6.1.10 重力作用下的桥形和弧形188

6.1.11 尖顶188

6.1.12 为得到最佳结果，把物体分割为多个部件并创建装配体189

6.1.13 平滑VS．硬边部件193

6.1.14 空心部件194

6.2 小结195

第7章 实体建模技术基础196

7.1 实体建模的优点196

7.2 探索123D Design的实体建模技术198

7.3 应用123D Design199

7.3.1 视图导航201

7.3.2 在123D Design中创建几何体201

7.3.3 在123D Design中草绘轮廓201

7.3.4 构建菜单：拉伸、放样、扫描和旋转208

7.3.5 抽壳工具211

7.4 应用123D Design设计的项目212

7.4.1 创建一个桌面整理架212

7.4.2 创建一个相框221

7.4.3 创建一个漏斗225

7.4.4 制作一个回形针书签228

7.4.5 创建迷你支架230

7.5 小结235

第8章 有机建模技术236

8.1 应用Sculptris学习有机建模技术237

8.1.1 Sculptris：入门238

8.1.2 在Sculptris中自由设计238

8.1.3 细节的精度等级239

8.1.4 Sculptris雕刻工具的分类介绍243

8.2 在Meshmixer中组合部件274

8.3 小结288

第9章 定制化技术290

9.1 添加一些变化291

9.2 联合应用硬边和有机建模技术296

9.3 小结309

第10章 3D扫描技术310

10.1 入门310

10.2 如何使用123D Catch311

10.3 小结317

第11章 中级实体建模技术318

11.1 在123D Design中设计铰接式机械物体319

11.2 FreeCAD中的实体建模325

11.2.1 FreeCAD：入门325

11.2.2 如何使用FreeCAD325

11.2.3 FreeCAD中的视图导航327

11.3 小结330

第12章 高级技术：应用Blender331

12.1 使用Blender探索新思路332

12.2 Blender入门332

12.2.1 如何使用Blender332

12.2.2 Blender的界面333

12.2.3 Blender中的视图导航334

12.2.4 使用Blender创建可3D打印的框架多面体340

12.3 小结352

第13章 与3D打印服务机构合作353

13.1 3D打印服务机构是做什么的？353

13.1.1 独立服务机构354

13.1.2 在线服务机构355

13.2 当提交文件时需检查的清单355

13.3 通用最佳实践356

13.3.1 了解你的服务机构356

13.3.2 文件格式356

13.3.3 优化文件大小356

13.3.4 使网格模型水密357

13.4 小结359