中小學在用123D建模時常用工具的使用

馮冠楠

摘要：3D打印技術幾乎能造出任何形狀的物品，對創(chuàng)新作品的模型能做到所見即所得，是制造業(yè)的一場革命。目前，3D打印技術已在食品加工、汽車制造、機械制造、航空航天、軍事、建筑、醫(yī)學、教育文化等諸領域得到了廣泛應用。

關鍵詞：3D打?。?D建模

中圖分類號：G632文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2018）02-0251-02

目前，中學小學使用3D建模的軟件，大多是Autodesk公司的123D或中望的3Done。但是，3D建模軟件的過程中發(fā)現(xiàn)，很多學生和教師在使用中，有一些地方不是太明白。下面，就用123D建模軟件所使用的工具、方法以及一些技巧做一些介紹一下，希望能給各位一些幫助。

在中小學校中引入3D打印技術，能激發(fā)學生動手操作的興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力。一臺桌面級3D打印機，可以隨時加工制作出小的作品，使學生對所設計的作品能及時的得到，從而提高學習的興趣。實踐證明，將3D打印技術引入中小教學中，給教學帶來了深遠的影響，值得廣大教師關注。

本文就123D使用中的一些基本命令，及常方法進行一些探討，對學習123D能起到一定的幫助。

123D的界面如圖所示，其幾大功能區(qū)代表了不同的功能。

1- 應用菜單：保存文件、輸出STL文件。

2- 建模區(qū)：實際建模制作的區(qū)域。

3- 工具菜單：用于在建模的工具，建模使用的工具指令都匯集在這里。

4- 視角顯示：用于改變觀察所建模型的視角，可以從前、后、左、右及任何方向支觀察所建模型，也可以通過拖動鼠標也變模型的朝向。

5- 顯示菜單：切換模型的顯示方法和顯示狀太。

6- 單位：設定使用單位，及寬高和個人偏好設置等。

下面就常用的一些建模工具及其基本用法做一些介紹

1.基本體工具

鼠標移動到工具菜單處，就會以彈出 "基本體"，它們是一些基本的幾何體建模工具，利用這些工具直接進行建模。建模時，鼠標點想要的幾何體，放到網(wǎng)格面上，在界面的下方，會出現(xiàn)尺寸輸入框，直接輸入尺寸而得到要建的模型。

【技巧1】當按住右鍵并拖動，可以用來在不同的視角觀察模型；當按住滾輪，拖動鼠標，可以平移整個界面，不按鼠標而搓動滾輪，可以放大或縮小整個界面。用鼠標左鍵點擊所建模型（或用按住左鍵框選模型），可選中模型。

【技巧2】對模型的體、面、線操作，當選中"體"時，會出現(xiàn)對"體"操作的工具，如移動，拉伸，縮放等等。選中"面"，即可以對選中的面進行操作，同樣會出現(xiàn)對面操作的工具，如扭曲，拉伸/壓縮以及抽殼等操作；選中"線"，可以對線進行操作，如線的扭曲，倒角等操作。如圖3、4、5所示。

【技巧3】在操作過程，如果不能退出的操作，可以按Esc鍵，退出。

下面對"體、面、線"的操作做一些解釋。

當選中體后，圖2中第一個是移動工具，會有三維方向的箭頭圓圈，箭頭為平移，圓圈為旋轉(zhuǎn)。當把鼠標放某個方向的箭頭或圓圈上，按住鼠標右鍵直接拖動，可移動或旋轉(zhuǎn)模型；也可以輸入數(shù)值或角度值，輸入正值，移動方向與箭頭一致，輸入負值，負則方向相反。

選中圖3中的"面"時，即對面進行扭曲拉伸及抽殼。

當選圖4中的線時，可對邊線進行操作，即對邊進行扭曲，倒角等。

2.二維草圖工具

"草圖"工具條。可以更靈活的三維立體建模。當鼠標移動到相應的工具上時就會出現(xiàn)工具的名稱。

前面四個選中后可以直接畫出二維圖形，或在輸入第一個數(shù)據(jù)，回車，再輸入另一個數(shù)據(jù)，全部輸入完成后，再次回車，或點擊對勾框完成操作，或在空白處點一下。

選中二維圖形面或線，就可以對圖的面、線進行操作，如移動、縮放，拉伸、掃掠、旋轉(zhuǎn)、放樣……等。

中間的四個工具，分別是畫多線段、曲線和弧線的工具，利用這四個工具，再結合圖5的修改編輯工具，可以畫出很復雜的各種圖形。二維圖形還可以作為切割工具使用，后面會說到。

當二維圖形是閉合狀態(tài)時，顏色變深，此時可把它們變成立體模型。

【草圖圓角】點擊此工具，選擇要編輯的草圖，選擇第一個邊，選擇要圓角的第二個邊，點擊確定后，會出現(xiàn)如圖9的圖樣，此時輸入圓角半徑后，點對勾框完成操全，也可以直接拖動圖18中的箭頭，來改變圓有的半徑。

【修剪】【延長】【偏移】：點擊相應工具，點擊要編輯的圖形，點擊要編輯的線段，完成后回車或點擊對勾框，（如果編輯沒有完成可繼續(xù)點擊要修剪的另外的線段），完成操作。

3.構造工具條

【拉伸】選擇二維圖形或?qū)嶓w的面，選擇拉伸，即可對面拉伸，鼠標放在圓圈上，按住鼠標并旋轉(zhuǎn)，不同的旋轉(zhuǎn)方向就會出現(xiàn)如圖7的效果。

【掃掠】先畫一條線（路徑），再畫一個二維閉合圖形，把圖形旋轉(zhuǎn)移動到與路徑一端垂直的方向，點擊掃掠工具，點擊"輪廓"，選中二維閉合圖形，點擊"路徑"，得到一個三維實體，如圖8、9。掃掠可以畫不同截面的沿線實體。

【旋轉(zhuǎn)】點擊二維圖形。點擊"輪廓"，點擊要旋轉(zhuǎn)的面；點擊"軸"，點擊界面上的線，鼠標放在旋轉(zhuǎn)按鈕上拖動，就可得到繞軸旋轉(zhuǎn)的三維實體，回車或在空白點一下，如圖10，11。

【放樣】在網(wǎng)格面用草圖工具繪制一個二維圖形，選中二維圖形，按住Ctrl+C（復制）、再按Ctrl+V（粘貼）， 出現(xiàn)箭頭和圓圈，拖動箭頭或圓圈按鈕，復制出一個二維圖形，點擊空白處，完成復制，其它的幾個圖形重復前面的操作。

選中要改變的線，顏色變成黑色，拖動鼠標改變。

按住Ctrl鍵，以次從下向上順序選中各圓的"面"，選擇放樣工具，如圖16、17、18。

選擇順序不同，將會得到不同的結果。 不同形狀的圖形也可進行放樣。

4.修改工具條

鼠標移動到相應的位置，會出現(xiàn)以下工具。

【拉/壓】選中實體的"面"時，可以對選中的面進行拉伸或壓縮的操作。

【鈕曲】選中實體的線時，鼠標拖動箭頭或小圓圈可以對實體的邊進行鈕曲操作。

【分割面】選擇"分割面"工具，選擇實體的"面"，顏色變深，點擊"分割工具"框，選中下面的圓的邊線，出現(xiàn)紅色，表示已切割，回車，或點擊空白處，完成操作，如圖19、20。此工具只對選中的面進行切割，對別處沒有切割。

【倒圓角】和【倒角】選中實體的線，如圖5，即可操作。

【分割實體】其操作與分割面一樣，不同處是把實體進行了切割。【小技巧】當二維圖形在拉伸或旋轉(zhuǎn)過程中，如果沒有遇到實體，則拉伸或旋轉(zhuǎn)二維圖后變成實體，當在拉伸或旋轉(zhuǎn)時，遇到實體，則出現(xiàn)紅色，即實體被切割，如圖21所示。

【抽殼】：選中實體的"面"，選擇抽殼工具，如圖3。在抽殼操作時，如果選中面，抽殼效果就是選中的面抽殼，但是當選中體時抽殼，外表面看不到抽殼效果，但當把抽殼過的實體切開后，就可看到，體內(nèi)成了空腔了如圖22所示。

5.合并工具條

把多個實體進行"粘貼"，"挖去"或"保留"相交部分。

【合并】把幾個相接觸的實體合并成一個實體。選擇合并工具，以次選中要合并的實體，回車，或在空白處點一下，圖23。

【相減】把實體想要"挖"去的，減掉。選擇相減工具，先選擇要保留的，再選擇要減去的?；剀?，或在空白處點一下。如圖25。

【相交】把兩個實體相交的部分保留

操作方法與相減工具的操作一樣。如圖24。

6.測量工具

選擇測量工具，點擊要測量的兩個要測的位置即可彈出測量結果。

7.文本工具

選中文本工具，在網(wǎng)格面上點擊指定文本位置，彈出提示框后，先選擇字體，文本框中再輸入文本，不然，輸入的漢字，軟件不認。

得到的文本，可以象二維草圖一樣移動、拉伸成實體，與實體的操一樣。也可以解組后，對每一個筆畫進行編輯。

7.吸付工具

點擊吸付工具，分別選中要吸付的面。前一個實體就會被吸付到后一個實體上，吸上以后，完成操作后，在空白處點一下。吸付后，所選中的兩個面中心重合。

移動吸付在一起的實體，要想分開，可以利用解組工具，把兩個實體分解成兩個獨立的個體。

8.顯示菜單

切換模型的顯示方法和顯示狀太，通過這個功能條，可以移動，旋轉(zhuǎn)，等，也可以在圖形顯示太大或太小時，顯示全局，或改變顯示的狀態(tài)。以下是圖28所對應的主要功能，其使用也簡單，可以直接點擊，就會看到效果。

以上大致講了123D 建模軟件一些常用工具的使用方法，希望能對教師和同學習有一些幫助，在實際應用時，同一樣模型可以用好幾個方式進行建模，還要各個工具相互配合，才能達到要求，這就要求不斷的練習，熟練掌握才做出理想的模型。

參考文獻：

[1]陳啟成·3D打印建模Autodesk 123D Desing 詳解與實戰(zhàn)·北京·機械工業(yè)出版社·2015

[2]陳繼民·3Done三維實體設計·北京·中國科學出版社·2016