[科普中國]-手把手教你玩轉(zhuǎn)3D打印

如果要給2015年最火的卡通形象排個名，估計《超能陸戰(zhàn)隊》里的“大白”絕對可以進前三！然而，不知道你是否還記得，大白是如何從一個“暖男”變成“戰(zhàn)士”的呢？有心的讀者，一定會記得這樣一個鏡頭：機智過人且動手能力超強的“小宏”利用自己聰慧的頭腦，再加上神奇的打印技術(shù)，三下五除二，就給“大白”量身打造出一副炫酷的戰(zhàn)甲！(●—●)

這么炫酷的鎧甲，這么炫酷的技術(shù)，實際上早已不再停留于好萊塢大片中了。3D打印就讓這一切成為可能！而因為3D打印的出現(xiàn)和火熱，一群像“小宏”那樣的人誕生了。他們利用以3D打印為核心技術(shù)的多樣手段，將想法和靈感付諸實踐。他們和電影中小宏的團隊一樣，總是搞稀奇古怪的玩意兒，每天都在創(chuàng)造新事物。他們有一個共同的名字——“創(chuàng)客”。

比如，上海創(chuàng)客中心“新車間”，就幾乎還原了電影中的場景。這些現(xiàn)實中的“小宏”們每天都在做什么呢？為了向讀者展示創(chuàng)客們究竟在做什么有趣的事情，一組圖片揭秘創(chuàng)客們的工作環(huán)境與他們奇特的發(fā)明。大家趕緊一睹為快！

圖1 “新車間”中創(chuàng)客們的工具

圖2 沒錯！這是機器人“瓦力”

圖3 為水中植物提供氧氣的裝置

圖4 做工精細(xì)、高度還原的“老爺式”飛機

這些都是創(chuàng)客們親手打造的哦！看完這些，相信大家早已按捺不住自己的內(nèi)心，摩拳擦掌，躍躍欲試了吧！然而，創(chuàng)客這樣高端的身份，普通讀者恐怕會望而卻步。
別著急！隨著3D打印技術(shù)的日益成熟，秒變“創(chuàng)客”再也不是難事。只要你擁有一臺電腦和一臺普通的家用型3D打印機，即便你并不熟知3D打印原理，或者根本沒有學(xué)習(xí)過3D設(shè)計，也能夠隨心創(chuàng)造！
不相信？那么，這篇文章就將手把手教你成為一名運用3D打印技術(shù)的創(chuàng)客！
隨著生活水平的提高，很多讀者應(yīng)該都對日用品的美觀度和獨特性越來越關(guān)注。然而，市場上千篇一律的產(chǎn)品，應(yīng)該也讓很多讀者感嘆：要是能擁有自己的專屬產(chǎn)品，該多好呢！DIY的確解決了一些問題，然而卻面臨費用高，成本高，且類型單一的問題。那么3D打印就可以成功解決您的困擾！看到這個可愛的杯子了嗎？可愛的小動物造型，和隨心嵌入的字母符號，是不是讓你很心動呢？沒問題，今天，我們就將教你手把手做出一個您自己的專屬茶杯。

我們將使用proe4.0這款強大又簡便的3D建模軟件來制作您自己的專屬茶杯。

準(zhǔn)備好了嗎？

Let’s start！
步驟一：在創(chuàng)建杯子模型前要準(zhǔn)備什么？
1.首先，你需要先下載一下proe4.0并且安裝；
2.打開軟件后，請點左上角的“文件”→“新建”；
3.在選擇要創(chuàng)建的文件類型中，我們選擇“零件”。名稱取名為“cup”（記住一定要是英文和數(shù)字），同時去除“使用缺省模板”前面的勾，最后選擇“確定”；
4.在接下來出現(xiàn)的窗口中，我們選擇“mmns_part_solid”，如下圖。

步驟二：我們要在哪里創(chuàng)建杯子的模型呢？
1.選擇“旋轉(zhuǎn)”工具；
2.在左下角點擊紅色的“位置”，再點擊“定義”；
3.把鼠標(biāo)箭頭移到寫有“front”的平面邊線上，當(dāng)邊線變藍時，點擊一下，發(fā)現(xiàn)邊線變成橘黃色。這時右上角的窗口也出現(xiàn)很多參數(shù)，點擊“草繪”即可，如下圖。

步驟三：為杯子建一個基準(zhǔn)線！
1.首先我們找到“直線”工具，點擊旁邊的“下三角形”，選擇虛線狀的“中心線”工具；
2.在草繪界面的的中心上，點擊一下鼠標(biāo)左鍵，出現(xiàn)中心軸。移動鼠標(biāo)，使中心軸垂直，再點擊左鍵，完成中心軸的繪制。一個田字格完成，非常簡單吧！

步驟四：開始繪制杯子的截面！
1.選擇“直線”工具，繪制一條水平線（若線水平，會出現(xiàn)“H”字樣）；
2.選擇“曲線”工具，選擇水平線終點為曲線起點（若倆點重合，則會出現(xiàn)紅色圓圈）。左斜向下移動鼠標(biāo)，在中間處點擊左鍵，繼續(xù)移動，使曲線終點落在X軸上，點擊中建結(jié)束；
3.選擇“直線”工具，繪制一條水平線和一條垂直線使截面封閉。
步驟五：“旋轉(zhuǎn)”杯子！
1.點擊右側(cè)的“√”，（出現(xiàn)黃色的預(yù)覽圖，按住中鍵可旋轉(zhuǎn)查看），再點擊“√”；
2.點擊“殼”工具（將實體內(nèi)部掏空，只留一個特定壁厚的殼），選擇杯子的頂面（此時頂面變紅），再點擊“√”。我們發(fā)現(xiàn)杯子的主體就畫出來了?？雌饋硭坪蹼x杯子的摸樣還差很遠，不過這是非常重要的一大步呢！

步驟六：繪制“把手”前要怎么設(shè)置？
1.選擇“插入”→“掃描”→“伸出項”（剖面沿指定軌跡掃描運動形成的特征）；
2.在出現(xiàn)的“菜單管理器”中選擇“草繪軌跡”，然后在下一個窗口出現(xiàn)時，選擇“front”平面，再選擇“正向”→“缺省”，看杯子的樣子已經(jīng)出來了！

步驟七：繪制把手的形狀
1.選擇“草繪”→“參照”；
2.選擇杯壁的曲線，然后點擊“確定”；
3.繪制一條曲線，起點終點都落在作為參考的曲線上。

步驟八：繪制把手的截面
1.點擊右側(cè)的“√”，在出現(xiàn)的窗口中選擇“閉合端點”，然后點“完成”，之后我們會發(fā)現(xiàn)畫面旋轉(zhuǎn)，出現(xiàn)一個十字交叉點；
2.找到“圓”工具，點擊右側(cè)的三角形，選擇“橢圓”工具。在交叉點處點擊左鍵，拖動鼠標(biāo)，畫一個合適大小的橢圓。
步驟九：完成把手！
1.選擇“√”，“把手”的預(yù)覽圖出現(xiàn)，再點擊“確定”，這樣把手的繪制就完成了！到這里，一個虛擬的杯子就基本上出爐啦！是不是超有成就感呢？

步驟十：保存數(shù)據(jù)
1.選擇“文件”→“保存副本”；
2.選擇一個地方保存我們做好的文件，格式要選擇為STL；
3.此時我們發(fā)現(xiàn)proe會對我們做好的模型進行處理，在這里我們只要點擊“確定”即可。
到這里我們就完成杯子的建模了，是不是感覺并沒有那么困難呢？你甚至可以根據(jù)自己的創(chuàng)意，繪制不同形狀的杯子截面，這樣就可以制作出姿態(tài)百千的杯子了！但是做到這里，你一定會吐槽，說好的小動物裝飾和獨一無二的字母符號呢？別著急，接下來我們要使用其他的3D模型修改軟件來給我們的杯子添加裝飾，讓杯子變得更加造型鮮明，獨一無二。在這里我們使用autodeskmeshmixer這款輕巧的軟件對我們之前做好的杯子進行修改。

步驟十一：導(dǎo)入模型，讓杯子花哨起來的第一步！
1.選擇“import”，找到我們之前做好的模型，雙擊導(dǎo)入。按住鼠標(biāo)中鍵可以旋轉(zhuǎn)查看。

步驟十二：選擇你喜歡的裝飾物！
1.選擇左側(cè)的“Meshmix”，這里我們發(fā)現(xiàn)很多成型的模型文件，我們選擇小狗的腦袋；
2.按住小狗的腦袋，將其拖到杯子上，點一下左鍵，我們會發(fā)現(xiàn)小狗的腦袋長到杯子上去了，是不是超級萌！

步驟十三：如何讓小動物更加呆萌可愛？
1.我們將杯子移到我們正前方，發(fā)現(xiàn)小狗腦袋里有一個帶箭頭的圓盤；
2.按住圓環(huán)空白部分，再移動鼠標(biāo)，可以改變模型方向；按住“×”，再移動鼠標(biāo)，可以改變模型位置；按住箭頭，再前后移動鼠標(biāo)，可以改變模型大小；
當(dāng)然除了小狗之外，也有很多其他模型可以添加，例如數(shù)字、字母等等。操作方法同上，在這里不多贅言。大家快按照自己的想法創(chuàng)作！

步驟十四：導(dǎo)出模型
1.選擇“export”，文件類型選擇為STL Binary Format，名字我們?nèi)up2.0；
到這里，我們自己設(shè)計的專屬茶杯，就設(shè)計完畢啦！然而，這樣就能夠送到3D打印機中打印嗎？別心急，只剩下最后一步，它就可以新鮮出爐啦！
一般來說，市面上的3D打印機都會有自己專屬的打印軟件。在購買打印機的同時，賣家也會提供打印軟件。打印軟件是用來處理各種各樣的設(shè)計模型的，處理好，才能和打印機成功匹配，按照模型打印出來。這種類似于格式轉(zhuǎn)化的打印軟件，要對打印前的溫度、精度等等進行最后精確化的設(shè)置，以確保打印出來的成品和您精心設(shè)計的作品一模一樣。因此，在這里，我們選擇使用一款國產(chǎn)的家用個人桌面打印機Einstart-s及其配套贈送的軟件3D Start 2.0來教大家如何完成最后一步！

步驟十五：把設(shè)計好的模型導(dǎo)入到3D打印機的打印軟件！
1.打開打印軟件，點擊“打開文件”，將我們之前修改好的模型（cup2.0.stl）導(dǎo)入。我們可以看到模型位于長方體正中央。

步驟十六：改變模型的大小、位置，使它適合打印
1.選擇“縮放”，比例設(shè)置為0.1，再點擊“3軸縮放”，縮小杯子；
2.選擇“旋轉(zhuǎn)”，這里我們選擇“X軸”旋轉(zhuǎn)“90度”，使杯子豎直；
3.選擇“移動”，再選擇“到平臺”。

步驟十七：打印前的最后一步——生成路徑
1.點擊“生成路徑”，在彈出的窗口中直接點擊“保存”，然后再點“開始生成路徑”即可。
【原理解釋：“生成路徑”即像切土豆一樣把模型切成一片一片，之后3D打印便可以將“切片”們一層一層疊加，從而打印出整個模型。而且，“生成路徑”時，打印軟件也會對模型結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定處添加支撐物、對結(jié)構(gòu)分散處添加連接、對空白處添加補充物等等?！?/p>

“生成路徑”完成之后，在“模型文件夾”中，可以找到適合直接打印的模型文件！文件的后綴名為.gsd。接下來就可以打印啦！

不過在打印前還要普及一個小知識。目前控制打印機進行打印的方法有兩種：一種是電腦連接打印，即在打印軟件處理完模型后，通過數(shù)據(jù)線的傳輸，直接將模型傳到打印機開始打??；另一種是“脫機打印”，即把處理好的模型放在SD卡中，讓打印機讀取SD卡再打印。無需數(shù)據(jù)線連接。在這里我們選擇第二種方式?，F(xiàn)在讓我們正式開始打印吧！
步驟十八：最后一步——3D打印
首先將模型拷貝進入SD卡，把電腦上之前我們做好的模型（即cup2.0.gsd）拷貝進去；

2.從讀卡器取出SD卡，插入到3D打印機的SD卡槽；

3.然后啟動打印機，選擇SD打??；

4.并選擇我們做的cup2.0-1.GSD。

可以看到，機器正在加熱。只有加熱到一定的溫度，材料才會融化并且進入噴頭，開始塑造我們想要的模型。大家可以想象成類似于擠牙膏的過程。這里更要普及一個小知識?，F(xiàn)在3D打印使用的材料叫做PLA?？雌饋砻饋矶己芟袼芰系腜LA，又叫做聚乳酸，它是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。因此，它是一種綠色環(huán)保的材料。這樣也就解決了很多讀者最關(guān)心的問題——打印出來的茶杯的實用價值。放心放心，純天然綠色環(huán)保原料，無毒無公害，在您耐心等待之后便可以使用啦！

怎么樣？專屬于您自己的茶杯“打印”好了嗎？捧著自己親手打造的茶杯抿一口熱茶，您也沒想到自己從此也加入創(chuàng)客的行列了吧！其實，只要您有一顆敢于實踐和敢于創(chuàng)造的心，3D打印，你也能行！