[科普中国]-手把手教你玩转3D打印

如果要给2015年最火的卡通形象排个名，估计《超能陆战队》里的“大白”绝对可以进前三！然而，不知道你是否还记得，大白是如何从一个“暖男”变成“战士”的呢？有心的读者，一定会记得这样一个镜头：机智过人且动手能力超强的“小宏”利用自己聪慧的头脑，再加上神奇的打印技术，三下五除二，就给“大白”量身打造出一副炫酷的战甲！(●—●)

这么炫酷的铠甲，这么炫酷的技术，实际上早已不再停留于好莱坞大片中了。3D打印就让这一切成为可能！而因为3D打印的出现和火热，一群像“小宏”那样的人诞生了。他们利用以3D打印为核心技术的多样手段，将想法和灵感付诸实践。他们和电影中小宏的团队一样，总是搞稀奇古怪的玩意儿，每天都在创造新事物。他们有一个共同的名字——“创客”。

比如，上海创客中心“新车间”，就几乎还原了电影中的场景。这些现实中的“小宏”们每天都在做什么呢？为了向读者展示创客们究竟在做什么有趣的事情，一组图片揭秘创客们的工作环境与他们奇特的发明。大家赶紧一睹为快！

图1 “新车间”中创客们的工具

图2 没错！这是机器人“瓦力”

图3 为水中植物提供氧气的装置

图4 做工精细、高度还原的“老爷式”飞机

这些都是创客们亲手打造的哦！看完这些，相信大家早已按捺不住自己的内心，摩拳擦掌，跃跃欲试了吧！然而，创客这样高端的身份，普通读者恐怕会望而却步。
别着急！随着3D打印技术的日益成熟，秒变“创客”再也不是难事。只要你拥有一台电脑和一台普通的家用型3D打印机，即便你并不熟知3D打印原理，或者根本没有学习过3D设计，也能够随心创造！
不相信？那么，这篇文章就将手把手教你成为一名运用3D打印技术的创客！
随着生活水平的提高，很多读者应该都对日用品的美观度和独特性越来越关注。然而，市场上千篇一律的产品，应该也让很多读者感叹：要是能拥有自己的专属产品，该多好呢！DIY的确解决了一些问题，然而却面临费用高，成本高，且类型单一的问题。那么3D打印就可以成功解决您的困扰！看到这个可爱的杯子了吗？可爱的小动物造型，和随心嵌入的字母符号，是不是让你很心动呢？没问题，今天，我们就将教你手把手做出一个您自己的专属茶杯。

我们将使用proe4.0这款强大又简便的3D建模软件来制作您自己的专属茶杯。

准备好了吗？

Let’s start！
步骤一：在创建杯子模型前要准备什么？
1.首先，你需要先下载一下proe4.0并且安装；
2.打开软件后，请点左上角的“文件”→“新建”；
3.在选择要创建的文件类型中，我们选择“零件”。名称取名为“cup”（记住一定要是英文和数字），同时去除“使用缺省模板”前面的勾，最后选择“确定”；
4.在接下来出现的窗口中，我们选择“mmns_part_solid”，如下图。

步骤二：我们要在哪里创建杯子的模型呢？
1.选择“旋转”工具；
2.在左下角点击红色的“位置”，再点击“定义”；
3.把鼠标箭头移到写有“front”的平面边线上，当边线变蓝时，点击一下，发现边线变成橘黄色。这时右上角的窗口也出现很多参数，点击“草绘”即可，如下图。

步骤三：为杯子建一个基准线！
1.首先我们找到“直线”工具，点击旁边的“下三角形”，选择虚线状的“中心线”工具；
2.在草绘界面的的中心上，点击一下鼠标左键，出现中心轴。移动鼠标，使中心轴垂直，再点击左键，完成中心轴的绘制。一个田字格完成，非常简单吧！

步骤四：开始绘制杯子的截面！
1.选择“直线”工具，绘制一条水平线（若线水平，会出现“H”字样）；
2.选择“曲线”工具，选择水平线终点为曲线起点（若俩点重合，则会出现红色圆圈）。左斜向下移动鼠标，在中间处点击左键，继续移动，使曲线终点落在X轴上，点击中建结束；
3.选择“直线”工具，绘制一条水平线和一条垂直线使截面封闭。
步骤五：“旋转”杯子！
1.点击右侧的“√”，（出现黄色的预览图，按住中键可旋转查看），再点击“√”；
2.点击“壳”工具（将实体内部掏空，只留一个特定壁厚的壳），选择杯子的顶面（此时顶面变红），再点击“√”。我们发现杯子的主体就画出来了。看起来似乎离杯子的摸样还差很远，不过这是非常重要的一大步呢！

步骤六：绘制“把手”前要怎么设置？
1.选择“插入”→“扫描”→“伸出项”（剖面沿指定轨迹扫描运动形成的特征）；
2.在出现的“菜单管理器”中选择“草绘轨迹”，然后在下一个窗口出现时，选择“front”平面，再选择“正向”→“缺省”，看杯子的样子已经出来了！

步骤七：绘制把手的形状
1.选择“草绘”→“参照”；
2.选择杯壁的曲线，然后点击“确定”；
3.绘制一条曲线，起点终点都落在作为参考的曲线上。

步骤八：绘制把手的截面
1.点击右侧的“√”，在出现的窗口中选择“闭合端点”，然后点“完成”，之后我们会发现画面旋转，出现一个十字交叉点；
2.找到“圆”工具，点击右侧的三角形，选择“椭圆”工具。在交叉点处点击左键，拖动鼠标，画一个合适大小的椭圆。
步骤九：完成把手！
1.选择“√”，“把手”的预览图出现，再点击“确定”，这样把手的绘制就完成了！到这里，一个虚拟的杯子就基本上出炉啦！是不是超有成就感呢？

步骤十：保存数据
1.选择“文件”→“保存副本”；
2.选择一个地方保存我们做好的文件，格式要选择为STL；
3.此时我们发现proe会对我们做好的模型进行处理，在这里我们只要点击“确定”即可。
到这里我们就完成杯子的建模了，是不是感觉并没有那么困难呢？你甚至可以根据自己的创意，绘制不同形状的杯子截面，这样就可以制作出姿态百千的杯子了！但是做到这里，你一定会吐槽，说好的小动物装饰和独一无二的字母符号呢？别着急，接下来我们要使用其他的3D模型修改软件来给我们的杯子添加装饰，让杯子变得更加造型鲜明，独一无二。在这里我们使用autodeskmeshmixer这款轻巧的软件对我们之前做好的杯子进行修改。

步骤十一：导入模型，让杯子花哨起来的第一步！
1.选择“import”，找到我们之前做好的模型，双击导入。按住鼠标中键可以旋转查看。

步骤十二：选择你喜欢的装饰物！
1.选择左侧的“Meshmix”，这里我们发现很多成型的模型文件，我们选择小狗的脑袋；
2.按住小狗的脑袋，将其拖到杯子上，点一下左键，我们会发现小狗的脑袋长到杯子上去了，是不是超级萌！

步骤十三：如何让小动物更加呆萌可爱？
1.我们将杯子移到我们正前方，发现小狗脑袋里有一个带箭头的圆盘；
2.按住圆环空白部分，再移动鼠标，可以改变模型方向；按住“×”，再移动鼠标，可以改变模型位置；按住箭头，再前后移动鼠标，可以改变模型大小；
当然除了小狗之外，也有很多其他模型可以添加，例如数字、字母等等。操作方法同上，在这里不多赘言。大家快按照自己的想法创作！

步骤十四：导出模型
1.选择“export”，文件类型选择为STL Binary Format，名字我们取cup2.0；
到这里，我们自己设计的专属茶杯，就设计完毕啦！然而，这样就能够送到3D打印机中打印吗？别心急，只剩下最后一步，它就可以新鲜出炉啦！
一般来说，市面上的3D打印机都会有自己专属的打印软件。在购买打印机的同时，卖家也会提供打印软件。打印软件是用来处理各种各样的设计模型的，处理好，才能和打印机成功匹配，按照模型打印出来。这种类似于格式转化的打印软件，要对打印前的温度、精度等等进行最后精确化的设置，以确保打印出来的成品和您精心设计的作品一模一样。因此，在这里，我们选择使用一款国产的家用个人桌面打印机Einstart-s及其配套赠送的软件3D Start 2.0来教大家如何完成最后一步！

步骤十五：把设计好的模型导入到3D打印机的打印软件！
1.打开打印软件，点击“打开文件”，将我们之前修改好的模型（cup2.0.stl）导入。我们可以看到模型位于长方体正中央。

步骤十六：改变模型的大小、位置，使它适合打印
1.选择“缩放”，比例设置为0.1，再点击“3轴缩放”，缩小杯子；
2.选择“旋转”，这里我们选择“X轴”旋转“90度”，使杯子竖直；
3.选择“移动”，再选择“到平台”。

步骤十七：打印前的最后一步——生成路径
1.点击“生成路径”，在弹出的窗口中直接点击“保存”，然后再点“开始生成路径”即可。
【原理解释：“生成路径”即像切土豆一样把模型切成一片一片，之后3D打印便可以将“切片”们一层一层叠加，从而打印出整个模型。而且，“生成路径”时，打印软件也会对模型结构不稳定处添加支撑物、对结构分散处添加连接、对空白处添加补充物等等。】

“生成路径”完成之后，在“模型文件夹”中，可以找到适合直接打印的模型文件！文件的后缀名为.gsd。接下来就可以打印啦！

不过在打印前还要普及一个小知识。目前控制打印机进行打印的方法有两种：一种是电脑连接打印，即在打印软件处理完模型后，通过数据线的传输，直接将模型传到打印机开始打印；另一种是“脱机打印”，即把处理好的模型放在SD卡中，让打印机读取SD卡再打印。无需数据线连接。在这里我们选择第二种方式。现在让我们正式开始打印吧！
步骤十八：最后一步——3D打印
首先将模型拷贝进入SD卡，把电脑上之前我们做好的模型（即cup2.0.gsd）拷贝进去；

2.从读卡器取出SD卡，插入到3D打印机的SD卡槽；

3.然后启动打印机，选择SD打印；

4.并选择我们做的cup2.0-1.GSD。

可以看到，机器正在加热。只有加热到一定的温度，材料才会融化并且进入喷头，开始塑造我们想要的模型。大家可以想象成类似于挤牙膏的过程。这里更要普及一个小知识。现在3D打印使用的材料叫做PLA。看起来摸起来都很像塑料的PLA，又叫做聚乳酸，它是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。因此，它是一种绿色环保的材料。这样也就解决了很多读者最关心的问题——打印出来的茶杯的实用价值。放心放心，纯天然绿色环保原料，无毒无公害，在您耐心等待之后便可以使用啦！

怎么样？专属于您自己的茶杯“打印”好了吗？捧着自己亲手打造的茶杯抿一口热茶，您也没想到自己从此也加入创客的行列了吧！其实，只要您有一颗敢于实践和敢于创造的心，3D打印，你也能行！