中小学在用123D建模时常用工具的使用

冯冠楠

摘要：3D打印技术几乎能造出任何形状的物品，对创新作品的模型能做到所见即所得，是制造业的一场革命。目前，3D打印技术已在食品加工、汽车制造、机械制造、航空航天、军事、建筑、医学、教育文化等诸领域得到了广泛应用。

关键词：3D打印；3D建模

中图分类号：G632文献标识码：B文章编号：1672-1578（2018）02-0251-02

目前，中学小学使用3D建模的软件，大多是Autodesk公司的123D或中望的3Done。但是，3D建模軟件的过程中发现，很多学生和教师在使用中，有一些地方不是太明白。下面，就用123D建模软件所使用的工具、方法以及一些技巧做一些介绍一下，希望能给各位一些帮助。

在中小学校中引入3D打印技术，能激发学生动手操作的兴趣，培养其创新思维能力。一台桌面级3D打印机，可以随时加工制作出小的作品，使学生对所设计的作品能及时的得到，从而提高学习的兴趣。实践证明，将3D打印技术引入中小教学中，给教学带来了深远的影响，值得广大教师关注。

本文就123D使用中的一些基本命令，及常方法进行一些探讨，对学习123D能起到一定的帮助。

123D的界面如图所示，其几大功能区代表了不同的功能。

1- 应用菜单：保存文件、输出STL文件。

2- 建模区：实际建模制作的区域。

3- 工具菜单：用于在建模的工具，建模使用的工具指令都汇集在这里。

4- 视角显示：用于改变观察所建模型的视角，可以从前、后、左、右及任何方向支观察所建模型，也可以通过拖动鼠标也变模型的朝向。

5- 显示菜单：切换模型的显示方法和显示状太。

6- 单位：设定使用单位，及宽高和个人偏好设置等。

下面就常用的一些建模工具及其基本用法做一些介绍

1.基本体工具

鼠标移动到工具菜单处，就会以弹出 "基本体"，它们是一些基本的几何体建模工具，利用这些工具直接进行建模。建模时，鼠标点想要的几何体，放到网格面上，在界面的下方，会出现尺寸输入框，直接输入尺寸而得到要建的模型。

【技巧1】当按住右键并拖动，可以用来在不同的视角观察模型；当按住滚轮，拖动鼠标，可以平移整个界面，不按鼠标而搓动滚轮，可以放大或缩小整个界面。用鼠标左键点击所建模型（或用按住左键框选模型），可选中模型。

【技巧2】对模型的体、面、线操作，当选中"体"时，会出现对"体"操作的工具，如移动，拉伸，缩放等等。选中"面"，即可以对选中的面进行操作，同样会出现对面操作的工具，如扭曲，拉伸/压缩以及抽壳等操作；选中"线"，可以对线进行操作，如线的扭曲，倒角等操作。如图3、4、5所示。

【技巧3】在操作过程，如果不能退出的操作，可以按Esc键，退出。

下面对"体、面、线"的操作做一些解释。

当选中体后，图2中第一个是移动工具，会有三维方向的箭头圆圈，箭头为平移，圆圈为旋转。当把鼠标放某个方向的箭头或圆圈上，按住鼠标右键直接拖动，可移动或旋转模型；也可以输入数值或角度值，输入正值，移动方向与箭头一致，输入负值，负则方向相反。

选中图3中的"面"时，即对面进行扭曲拉伸及抽壳。

当选图4中的线时，可对边线进行操作，即对边进行扭曲，倒角等。

2.二维草图工具

"草图"工具条。可以更灵活的三维立体建模。当鼠标移动到相应的工具上时就会出现工具的名称。

前面四个选中后可以直接画出二维图形，或在输入第一个数据，回车，再输入另一个数据，全部输入完成后，再次回车，或点击对勾框完成操作，或在空白处点一下。

选中二维图形面或线，就可以对图的面、线进行操作，如移动、缩放，拉伸、扫掠、旋转、放样……等。

中间的四个工具，分别是画多线段、曲线和弧线的工具，利用这四个工具，再结合图5的修改编辑工具，可以画出很复杂的各种图形。二维图形还可以作为切割工具使用，后面会说到。

当二维图形是闭合状态时，颜色变深，此时可把它们变成立体模型。

【草图圆角】点击此工具，选择要编辑的草图，选择第一个边，选择要圆角的第二个边，点击确定后，会出现如图9的图样，此时输入圆角半径后，点对勾框完成操全，也可以直接拖动图18中的箭头，来改变圆有的半径。

【修剪】【延长】【偏移】：点击相应工具，点击要编辑的图形，点击要编辑的线段，完成后回车或点击对勾框，（如果编辑没有完成可继续点击要修剪的另外的线段），完成操作。

3.构造工具条

【拉伸】选择二维图形或实体的面，选择拉伸，即可对面拉伸，鼠标放在圆圈上，按住鼠标并旋转，不同的旋转方向就会出现如图7的效果。

【扫掠】先画一条线（路径），再画一个二维闭合图形，把图形旋转移动到与路径一端垂直的方向，点击扫掠工具，点击"轮廓"，选中二维闭合图形，点击"路径"，得到一个三维实体，如图8、9。扫掠可以画不同截面的沿线实体。

【旋转】点击二维图形。点击"轮廓"，点击要旋转的面；点击"轴"，点击界面上的线，鼠标放在旋转按钮上拖动，就可得到绕轴旋转的三维实体，回车或在空白点一下，如图10，11。

【放样】在网格面用草图工具绘制一个二维图形，选中二维图形，按住Ctrl+C（复制）、再按Ctrl+V（粘贴）， 出现箭头和圆圈，拖动箭头或圆圈按钮，复制出一个二维图形，点击空白处，完成复制，其它的几个图形重复前面的操作。

选中要改变的线，颜色变成黑色，拖动鼠标改变。

按住Ctrl键，以次从下向上顺序选中各圆的"面"，选择放样工具，如图16、17、18。

选择顺序不同，将会得到不同的结果。 不同形状的图形也可进行放样。

4.修改工具条

鼠标移动到相应的位置，会出现以下工具。

【拉/压】选中实体的"面"时，可以对选中的面进行拉伸或压缩的操作。

【钮曲】选中实体的线时，鼠标拖动箭头或小圆圈可以对实体的边进行钮曲操作。

【分割面】选择"分割面"工具，选择实体的"面"，颜色变深，点击"分割工具"框，选中下面的圆的边线，出现红色，表示已切割，回车，或点击空白处，完成操作，如图19、20。此工具只对选中的面进行切割，对别处没有切割。

【倒圆角】和【倒角】选中实体的线，如图5，即可操作。

【分割实体】其操作与分割面一样，不同处是把实体进行了切割。【小技巧】当二维图形在拉伸或旋转过程中，如果没有遇到实体，则拉伸或旋转二维图后变成实体，当在拉伸或旋转时，遇到实体，则出现红色，即实体被切割，如图21所示。

【抽壳】：选中实体的"面"，选择抽壳工具，如图3。在抽壳操作时，如果选中面，抽壳效果就是选中的面抽壳，但是当选中体时抽壳，外表面看不到抽壳效果，但当把抽壳过的实体切开后，就可看到，体内成了空腔了如图22所示。

5.合并工具条

把多个实体进行"粘贴"，"挖去"或"保留"相交部分。

【合并】把几个相接触的实体合并成一个实体。选择合并工具，以次选中要合并的实体，回车，或在空白处点一下，图23。

【相减】把实体想要"挖"去的，减掉。选择相减工具，先选择要保留的，再选择要减去的。回车，或在空白处点一下。如图25。

【相交】把两个实体相交的部分保留

操作方法与相减工具的操作一样。如图24。

6.测量工具

选择测量工具，点击要测量的两个要测的位置即可弹出测量结果。

7.文本工具

选中文本工具，在网格面上点击指定文本位置，弹出提示框后，先选择字体，文本框中再输入文本，不然，输入的汉字，软件不认。

得到的文本，可以象二维草图一样移动、拉伸成实体，与实体的操一样。也可以解组后，对每一个笔画进行编辑。

7.吸付工具

点击吸付工具，分别选中要吸付的面。前一个实体就会被吸付到后一个实体上，吸上以后，完成操作后，在空白处点一下。吸付后，所选中的两个面中心重合。

移动吸付在一起的实体，要想分开，可以利用解组工具，把两个实体分解成两个独立的个体。

8.显示菜单

切换模型的显示方法和显示状太，通过这个功能条，可以移动，旋转，等，也可以在圖形显示太大或太小时，显示全局，或改变显示的状态。以下是图28所对应的主要功能，其使用也简单，可以直接点击，就会看到效果。

以上大致讲了123D 建模软件一些常用工具的使用方法，希望能对教师和同学习有一些帮助，在实际应用时，同一样模型可以用好几个方式进行建模，还要各个工具相互配合，才能达到要求，这就要求不断的练习，熟练掌握才做出理想的模型。

参考文献：

[1]陈启成·3D打印建模Autodesk 123D Desing 详解与实战·北京·机械工业出版社·2015

[2]陈继民·3Done三维实体设计·北京·中国科学出版社·2016