3D打印历险记 第一部分：Fusion，你的CAD！

引言

我妻子（事实上，我昨天就下单了）圣诞节要给我买一台3D打印机！太棒了！

你可能已经猜到了，这是我自己的主意——几十年了，她总是让我自己想些喜欢的东西，然后买下。这样就没有惊喜了，但是…我能得到我想要的品牌和型号，这很有帮助。所以今年，我将得到一台3D打印机：具体来说是Anycubic I3 Mega-S，选择它是因为它评价很好，价格在预算内，而且打印体积大，还可以处理各种可挤出的材料。

背景

我从来没有3D打印过任何东西。我不想仅仅打印别人的设计，那没有意义——我可以在eBay上买到零件，然后继续我的生活。所以，我需要学会如何绘制3D物体，这样我就可以打印我想要的、别人没有的物品。给我的慢炖锅配一个新盖子会很好（虽然尺寸比打印机能处理的要大四倍，但我过去从不会因为小细节而退缩，为什么现在要开始呢？）

但是…这引出了一个问题。多年来我处理过许多技术图纸，甚至建议过修改它们，讨论过这些修改，并且它们都被实施了。我理解其中2D和3D之间的关系是如何运作的。但我从来没有画过任何东西。天哪，我连流程图都很少画，而且不经常画。

所以，我首先需要弄清楚如何绘制3D物体。

用杰里米·克拉克森的话说，“能有多难？”

首先：选择一个软件，最好是免费的

这很复杂，因为有很多免费的软件。我选择了Autodesk Fusion 360，主要是因为它被ThisOldTony使用，他是一位做了很多优秀金属加工视频的YouTuber——如果他用它来运行路由器、铣床和所有其他设备都很好，那么对我来说也一定够用。而且它对业余爱好者是免费的。搞定。

所以我开始看Autodesk的教程视频。

我的天哪！

我真希望我没看过。它们是针对软件的旧版本，所以你找不到他们说的命令、菜单、选项或任何东西，而且屏幕是如此模糊（怎么会？），以至于我看完每两个视频都会头痛欲裂。与每个视频配套的下载文件没有打包成一个ZIP文件，你必须在开始视频之前下载每一个——这会打断你的思路。而且，天哪，它太复杂了。

问题的一半在于它们没有解释基础知识：它们假设你拥有我没有的3D绘图经验。没关系，我继续前进。

我画了一张非常棒的现有的慢炖锅技术图纸，上面有尺寸等等，并决定我想把它打印在几张A4纸上，这样我就可以把硬拷贝放在原件上检查我的尺寸。简直不可能…我尝试了我能想到的一切方法来获得一张一比一比例的2D打印，结果惨不忍睹。

所以我想：也许我太急于求成了？也许我应该先在一个更简单的程序上花些时间，然后等我准备好了再转向“全套服务”？

选择另一个软件

3D网站强烈推荐TinkerCAD，所以我试了一下。结果发现它也是AutoDesk出品的，并且可以毫无问题地登录，我不得不说它易于使用得多——甚至它的教程也真的有效！

但是…它是“积木”式的。它是“组装”形状，然后切割掉其他形状。总之，它就是《我的世界》。

这就是问题所在：你面临两个极端：“婴儿学步”和“完全控制”，中间什么都没有。就像只有Scratch/Blockly或汇编语言（带有一个只列出操作码的Microsoft手册）；中间没有任何东西——没有C，没有C#，没有C++。甚至连VB都没有！

我不太情愿地放弃了“积木”解决方案，并暂时停止了。我花了一周时间在这上面，却一无所获。

然后…我走运了

我“沉睡的大脑”是个烦人的东西，我怀疑它比我聪明得多。在这种情况下，它在凌晨三点告诉我，我全弄错了：Fusion不是关于画东西——它是关于**制作东西**，这是一个非常不同的概念。

它还建议了一些尝试的方法。

我不知道这是否是最快、最高效，甚至是否是“正确”的方法，但它有效。而且**我不在乎，因为它有效**！

不要把**草图**看作**图纸**——它们不是。它们是可以在其上添加或减去3D组件的表面。理解这一点，一切就开始变得有意义了：我在30分钟内取得的进步比前一周还要多。这篇文章的其余部分是我在大量试错后玩Fusion 3D的结果。

你需要做的是改变你思考它的方式。

Fusion 360基础

Fusion是一个“协作”软件，它将所有内容都存储在云端——我通常会讨厌这一点，但它确实意味着我可以在任何有WiFi的地方从我的台式机或Surface访问相同的图纸，所以我可以忍受。而且，它还会存储每个版本，以及注释等，所以它不是一个糟糕的云想法——不像大多数。

前往Autodesk网站并安装它：https://www.autodesk.co.uk/products/fusion-360/overview

然后记住这个快捷键列表

• Q=拉伸（Press Pull）
• Ctrl+Z=撤销
• F=圆角（Fillet）
• 鼠标中键=平移（Pan）
• SHIFT+鼠标中键=自由环绕视图（Free Orbit view）

还有很多，但这些会让你更快地读完本文档。

我们来试试

创建一个新的设计，然后右键单击其名称。

选择“**添加组件**”（Add component）并将其重命名为“**盒子**”（Box）

选择**盒子**，然后从“创建”（CREATE）下拉菜单中选择“**创建草图**”（Create Sketch）。

选择XY平面。

按Enter键。显示将切换到2D视图。

使用“**中心矩形**”（Center Rectangle）创建一个盒子：100x50即可。（你可以在“创建”（CREATE）菜单中找到它，“矩形”（Rectangle）选择器）。选择工具后，单击原点作为矩形的基点并将其拉伸一段。此时，你可以手动将其拉伸到所需大小，或者输入绝对尺寸。我使用公制单位，所以我选择100毫米宽，50毫米长。在调整大小时，你可以在尺寸框中输入数字，然后按TAB键切换到第二个值。

通过单击来选择盒子的面，然后从“修改”（MODIFY）菜单中使用“**拉伸**”（Press Pull）将其拉伸：40毫米即可。你也可以使用“**挤出**”（Extrude）工具，但“**拉伸**”（Press Pull）也可用于孔。无论哪种方式，结果都是一样的。

单击“**主页**”（Home）在平面立方体中获取3D视图（将鼠标悬停在立方体上，它会出现在右上角）。如果看起来很奇怪，请转到平面立方体，悬停，然后打开左下角的下拉菜单——它会提供显示选项，选择“**透视（带正交面）**”（Perspective with Ortho faces），这样它看起来就会正常。当我找出如何将其设为默认值时，我会告诉你的…

我们有了一个块！目前没什么用，但是——让我们把它变成一个空心块。

选择顶部面，并在其上创建草图。

单击“**偏移**”（Offset）按钮，然后单击矩形的边缘进行选择——它会变成蓝色，并出现红色边框和一个数字框。输入“-4”，红色边框将向内移动4毫米——按**Enter**键。

选择新面，再次使用“**拉伸**”（Press Pull），但这次将“**方向**”（Direction）更改为“**到对象**”（To object）。使用“**主页**”（Home）切换回3D，并使用自由环绕（Free Orbit）进行旋转。选择底部面，并指定一个“-4”的偏移。

按**ENTER**键创建孔。

在我们继续之前…

让我们谈谈我们做了什么。我们制作了一个带有实心墙壁和实心底部的盒子，每个厚度为4毫米。如果愿意，我们可以3D打印它——但这会很无聊，对别人也没什么用，所以如果你想打印，请便，我等你。

但我们做得更多。当我们使用“到对象”（To object）并提供偏移值时，我们创建了一个**参数化**对象（我从ThisOldTony那里得到了这个名字，所以我知道它是正确的）。这很重要，因为它会影响我们可以用它做什么。也就是说，我们已经设置了墙壁和底部的厚度不会改变，即使盒子的大小改变了。所以，如果盒子应该变成200毫米x20毫米，我们可以改变它，**而墙壁厚度将保持4毫米**。

让我们试试：在屏幕左侧的设计结构中，打开“盒子”（Box）分支，以及它下面的“草图”（Sketches）。右键单击**草图1**（Sketch1）并选择“**编辑草图**”（Edit Sketch）——你将回到2D视图。双击“**50.00**”尺寸并将其设置为“**20mm**”。将“**100.00**”更改为“**200mm**”，然后单击功能区上的“**完成草图**”（FINISH SKETCH）。

你立刻可以看到，尽管宽度和长度发生了变化，但墙壁的厚度仍然相同。这就是参数化为我们带来的好处：它允许尺寸相对于图纸的其余部分进行调整，因此可以根据需要进行缩放或不缩放。

但这看起来有点麻烦，所以我们撤销它：按CTRL+Z四次。如果你注意底部的状态栏，你会看到它撤销了每个操作，并显示了你可以重做的内容。

回到绘图

现在，让我们整理一下角落——先是内部。

转到主页视图，使用“**自由环绕**”（Free Orbit），这样你就可以看到所有四个内部边缘。

在“实体”（SOLID）菜单中，选择“**圆角**”（Fillet），然后按住SHIFT键并单击四个内部边缘——内部侧面之间的连接处。每次添加一个，都会出现一个箭头，应指向模型内部。

输入“3”并按**ENTER**键——你应该看到圆角内部。

为了好玩，再次单击圆角，并选择底部内部。再次输入3，然后按**ENTER**键使这些边缘也变圆。

现在是外部：使用圆角和自由环绕选择所有四个外部边缘，这次输入“6”。

让我们看看我们做了什么。在“**检查**”（Inspect）菜单下，有一个“**截面分析**”（Section analysis）——选择它，然后单击盒子的前面。你会得到一个蓝色箭头，可以用鼠标拖动它来显示组件的切片。很酷，不是吗？

完成后按**ESC**键。

现在它是一个盒子了，但是…如果我们做一个盖子，我们就可以把它们拧在一起。首先：我们有足够的空间安装螺丝吗？至少，我会考虑M4螺丝（我有很多库存与这个决定无关，哦不）。所以我们需要知道有安装螺孔的空间。旋转盒子，这样你就可以看到顶部（或者只需单击平面立方体中的“**TOP**”，它就会对齐）。在“**检查**”（INSPECT）下，你会找到“**测量**”（Measure）——让我们看看角落有多厚——单击外侧的圆角边缘，然后按住shift键单击匹配的内部边缘。

4.071毫米？糟了。这对M4来说有点薄。

我们可以做几件事：我们可以加厚所有墙壁，但这会增加整个零件的重量——并且在打印时消耗更多的塑料。

或者…我们可以给角落添加材料来安装螺丝。这对我来说听起来更好！而且出奇地容易。

我们必须做的第一件事是撤销圆角——可能有一种方法可以避免这样做，但我还没找到——所以使用**CTRL+Z**直到所有角落都变方。抱歉。然后选择底部内部并为其添加草图。

使用“**两点矩形**”（2 Point Rectangle）工具（在“创建”（CREATE）菜单上）从角落连接处开始绘制矩形，并手动指定X和Y分别为4毫米。按**ENTER**，然后对所有四个角落重复此操作。

使用“**拉伸**”（Press Pull）并选择所有四个“**块**”（blocks），然后选择“**到对象**”（To Object）并使用“**主页**”（Home）返回3D模式。选择墙壁的顶部，然后这些块就会生长：**ENTER**。

现在，重新应用我们之前做的圆角——只是这次更多——以获得圆角特征。我先做了外侧的，因为它们最容易，然后是内部的四个新角落，然后是内部的八个角落。

快速测量一下，我得到了6.272毫米，这为M4螺丝提供了足够的间隙。

现在，你可以使用“孔”（Hole）来完成这个，但它有很多选项，我暂时不想尝试——事情进展顺利——所以让我们用简单的方法来做。选择墙壁的顶部，并创建一个草图。使用“**中心直径圆**”（Center Diameter Circle）工具在每个角落绘制一个圆，并将其尺寸设置为4毫米。使用拉伸（Press Pull），将所有圆拉伸成距离底部面4毫米的孔。

从“创建”（CREATE）菜单中选择“**螺纹**”（Thread），然后选择其中一个孔。选择“**ISO公制螺纹，4.00毫米，M4x0.7**”，然后按**ENTER**。对其他三个重复此操作。

是的，我知道——ABS或PLA中的M4螺纹不会持续多久——但这只是一个例子，好吗？

糟糕！我忘了底部的圆角！很简单……选择“**圆角**”（Fillet），单击底部内表面，设置“**3.00mm**”并按**ENTER**。完成。

为了好玩，让我们渲染一下：单击“**工作空间**”（workspace）按钮——它当前显示“**设计**”（Design）——然后选择“**渲染**”（Render）。Fusion会绘制一个闪亮的版本供你旋转…

我们需要一个盖子，但这可以等——或者你可以自己尝试制作，如果参考我们在这里的各个阶段，应该不会太难。

保存你的工作！

我们学到了什么？

首先也是最重要的：Fusion就是关于草图（它们的名字起得很糟糕）——你创建它们来改变一个平面（X、Y或Z）或一个面——这是对前一个草图进行操作的结果。

你可以使用拉伸（Press Pull）通过草图来添加“**3D感**”（3Dness）或从组件中移除材料。

你可以用圆角来使角落变圆。

它并没有看起来那么复杂——至少对于做基本操作来说！

第二部分

[编辑]

嗯…它并没有包含那些——而是实际的打印内容：3D打印历险记 第二部分：3D模型复仇记

[/编辑]

第三部分

它将涵盖什么？当然是“**继续冒险！**”同样，我不太确定冒险会是什么，因为就目前而言，你对它的了解和我一样多。

离圣诞节还有好久……哈哈！

历史

• 2019-09-17：原始版本