123D Design建模教程：第一章 初識3D打印
一、3D打印原理
3d是three-dimensional的縮寫，就是三維圖形。
一維就是直線，比如時間。
二維就是平面，比如字。
我們平時用的打印機，就是打印二維的，所以，打印頭左右移動（一維），然后，進紙器前后移動（二維），就打出平面的字來了。
如果我們打完一個字后，再將打印頭升起一點，再重復(fù)打一次，字就有了厚度，就是三維的了，這就是3D。
沒有，字糊了！你騙我。
對不起，忘記告訴你，3D打印機與傳統(tǒng)打印機最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。常用的原料有ABS樹脂， PLA（再生塑料, 聚乳酸，英文名稱Polylactic acid），PLA是使用可再生的植物資源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。PLA具有良好的生物可降解性，最終生成二氧化碳和水，是公認(rèn)的環(huán)境友好材料。
當(dāng)然，金屬、普通塑料、食物、水泥等等等，都可以做“墨水”。
這些材料是固體的，在打印頭中加熱變成液體，擠出，在空氣中迅速冷卻，又變成固體，所以是有厚度的。
現(xiàn)實生活中就有3D打印，比如在生日蛋糕上用巧克力寫字，比如易熔槍，玻璃膠槍，唯一不同的，它們是由人腦而不是電腦控制的。
二、3D打印簡史
1984年，Charles Hull在一家公司工作時產(chǎn)生 3D 打印的想法的。這家公司用紫外線使桌面涂料快速固化，他想，何不直接用這些材料來制造立體的東西？于是他將這種用瞬間固化的液體“打印”物體的技術(shù)取名 stereolithography（光固化），直到創(chuàng)立自己的公司 3D Systems 后，他才稱這種技術(shù)為“3D 打印”。
1988年，Scott Crump發(fā)明了另外一種3D打印技術(shù)——熱熔解積壓成形(FDM)，利用蠟、ABS、PC、尼龍等熱塑性材料來制作物體�！ �
1989年，C．R．Dechard博士發(fā)明了選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)，利用高強度激光將尼龍、蠟、ABS、金屬和陶瓷等材料粉來烤結(jié)成形。
1993年，麻省理工大學(xué)教授EmanuaI Sachs創(chuàng)造了三維打印技術(shù)(3DP)，將金屬、陶瓷的粉末通過粘接劑粘在一起成形。
1995年，麻省理工大學(xué)的畢業(yè)生Jim Bredt和TimAnderson把約束溶劑擠壓到粉末床實現(xiàn)3D打印。
1996年，3D Systems、Stratasys、Z Corporation分別推出了自己的產(chǎn)品，第一次使用了“3D打印機”的稱謂。
2005年，Z Croooration推出了世界上第一臺高精度彩色3D打印機一SpeCTRum 2510， 同一年，英國巴恩大學(xué)的Adrian Bowyer發(fā)起了開源（意謂著任何人都可以使用該技術(shù)而不用交費）3D打印機項目RepRap，目標(biāo)是通過3D打印機本身，能夠制造出另一臺3D打印機。
2008年，第—個基于RepRap的30打印機發(fā)布，代號為“Darwin”，它能夠打印自身50%元件，體積僅—個箱子大小。
2010年11月，第一臺用巨型3D打印機打印出整個身軀的轎車出現(xiàn)。
2011年8月，世界上第一架3D打印飛機由英國南安營敦大學(xué)的工程師創(chuàng)建完成。 9月，維也納科技大學(xué)開發(fā)了更小、更輕、更便宜的3D打印機，這個超小3D打印機重1.5kg。
2012年3月，維也納大學(xué)的研究人員宣布利用二光子平板印刷技術(shù)突破了3D打印的最小極限，展示了一輛長度不到0.3mm的賽車模型。7月，比利時的international Univers CollegeLeuven的一個研究組測試了一輛幾乎完全由3D打印的小型賽車，其車速達到了140千米／小時。 12月，美國分布式防御組織成功測試了3D打印的槍支彈夾。
三、3D打印有什么用
那么，3D打印到底有什么用呢？
我們都知道，日常生活中用到的物品，千種萬種，但是，它們無非兩種來源：手工制作，工業(yè)化生產(chǎn)。
手工制作一次只能做一件，效率低，且不可復(fù)制，每一件都是獨一無二的，比如字畫，所以價格貴。比如你媽給你織的毛衣，里面有溫度。
工業(yè)化生產(chǎn)，那就多了去了，便宜。便宜是因為工業(yè)化生產(chǎn)有模具，咔嚓一下就做一個，但是，模具的成本相當(dāng)高，少則幾萬，多則幾百萬，只適合大規(guī)模生產(chǎn)。
有同學(xué)提問了，那還要3D打印做什么？
是的，你都會寫字，還要打印機做什么？現(xiàn)在，出現(xiàn)了第三種：介乎兩者之間的3D打印。
3D打印的好處是：你只管設(shè)計，它負責(zé)實現(xiàn)。爽了吧。而且，有些東西，你可能只要一個，不要開模具。應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛：
個性化：我要打個禮品送給女朋友。
工業(yè)設(shè)計：快速成形，不用開模。
醫(yī)療：我要打個耳朵。
食品：我要打個漢堡。
住房：我買不起房，我要打個房子。
教學(xué)：我要打個教具。
我要打件衣服，我要打個飛機，我要打零件，我要打個雕塑作品，我要打個玩具，我要打把槍（犯法），我要打個人（不許打人�。�
3D打印非常適合個性化�？傆幸惶�，你的衣食住行，都是你打出來的�？�。
四、3D打印要用什么軟件
我們都知道，要用電腦打字，要學(xué)會word，wps等等。同樣，要用3D打印機打印作品，也要會相關(guān)的軟件創(chuàng)作作品。
這個相關(guān)的軟件，就是三維繪圖軟件。大名鼎鼎的有：Pro/E、 UG、 solidworks、 3Dmax 、Auto CAD，Rhino(犀牛)、Maya， Lightwave。還有好多，這些軟件相當(dāng)強大，日常生活用品都是它們做出來的，還有你看的動畫片也是它們做出來的。
遺憾的是，這些軟件，學(xué)起來太難，很不好上手，因為多出一維。我們有時上街還迷路呢，還是平面的，多一維是完全不同的世界。當(dāng)年學(xué)立體幾何很多女生就頭痛，更可惡的是，數(shù)學(xué)老師只會在黑板上（二維）畫立體圖。聽說我們的宇宙是十維的，沒法想象。
這么說，普通人就沒法用3D打印機了？
也不是，辦法總比困難多。
這世界上就有那么多奇怪的人，總能把復(fù)雜的東西簡單化。
有個牛人，做了個叫SketchUp 的三維軟件，中文名叫草圖大師，可以很方便地創(chuàng)作三維圖象。還不要錢，后來被google發(fā)現(xiàn)了，趕緊收購，要錢。不過，在中國的網(wǎng)上還能找到早期版本，有興趣的話學(xué)學(xué)看。
著名的Autodesk公司，為了讓普通人能快速掌握3D建模，順天應(yīng)時，開發(fā)了一款簡易3D軟件，叫123D Design，可以說就是簡化的AutoCAD。雖說簡化，可不簡單，基本能滿足我們的要求。而且還有一個系列：123D Catch(圖片轉(zhuǎn)3D，例如做3D人像）,123D Make（3D轉(zhuǎn)立體拼圖），123D Circuits(電路設(shè)計），123D Sculpt+……等等，都免費。特別是123D Sculpt+，有平板和手機的應(yīng)用，就是說，用手機也能捏出3D來。我們就是要學(xué)習(xí)這兩款軟件。
還有個更牛的人，發(fā)明了一個小巧的三維軟件，叫sculptris，大約泥人張的意思。
打開軟件，就會有個泥球，然后呢，你就用手（當(dāng)然是鼠標(biāo)）去捏，拉拉扯扯，就能做出一個立體的圖形，然后，就導(dǎo)出，然后就打印，就這么簡單。這個，我們也要學(xué)習(xí)。
還有一個手機應(yīng)用，叫Let's create 也叫pottery(陶藝），是模擬制陶的，有個圓臺在轉(zhuǎn)動，上面放了泥胚，用手拖出瓶瓶罐罐。還可以上色，畫圖案，也可以打印，但只能由商家來打，你要付錢。不能自己打，這一點不好。
投稿單位：珠海鉑科捷科技有限公司
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