مدل‌ساز 3D CAD منبع باز برای برنامه‌نویسان

شروع کار با OpenSCAD

OpenSCAD به‌صورت باینری‌های پیش‌ساخته برای لینوکس، macOS و ویندوز از وب‌سایت رسمی خود در دسترس است. برای توسعه‌دهندگان، کد منبع در GitHub میزبانی می‌شود و می‌توانید آن را با استفاده از CMake و اسکریپت‌های ساخت ارائه‌شده از منبع بسازید. مخزن رسمی [GitHub اوپن‌اسکاد](https://github.com/openscad/openscad) شامل دستورالعمل‌های ساخت دقیق برای تمام پلتفرم‌های اصلی است. برای شروع سریع، آخرین نسخه را دانلود کنید، نصب کنید و ویرایشگر را باز کنید تا اولین اسکریپت SCAD خود را بنویسید.

# Ubuntu/Debian
sudo apt install openscad

# macOS (Homebrew)
brew install --cask openscad

# Windows (Chocolatey)
choco install openscad

هندسهٔ جامد سازنده (CSG)

قوت اصلی OpenSCAD در پشتیبانی از هندسه جامد سازنده (CSG) نهفته است که امکان ترکیب primitives سه‌بعدی پایه را با استفاده از عملیات بولی مانند اتحاد، تقاطع و تفاضل فراهم می‌کند. این رویکرد مدل‌سازی دقیق و ایمن در برابر غیرمنیفولد را تضمین می‌کند که برای مهندسی و تولید مناسب است. به عنوان مثال، می‌توانید یک سیلندر با سوراخ ایجاد کنید با کم کردن یک سیلندر کوچکتر از یک سیلندر بزرگتر. عملیات CSG به‌صورت اعلامی در اسکریپت تعریف می‌شوند که پارامترسازی و بازنگری آسان را امکان‌پذیر می‌سازند. این باعث می‌شود OpenSCAD برای طراحی قطعات مکانیکی، محفظه‌ها و نمونه‌های عملکردی که دقت و قابلیت تکرار در آن‌ها حیاتی است، ایده‌آل باشد.

difference() {
    cylinder(h = 20, r = 10);
    cylinder(h = 25, r = 4, center = true);
}

استخراج طرح دو بعدی

OpenSCAD از برون‌رفت خطوط ۲D که از فایل‌های DXF وارد می‌شوند یا مستقیماً در کد SCAD تعریف می‌شوند، پشتیبانی می‌کند. این تکنیک برای ایجاد اشکال سه‌بعدی پیچیده از پروفیل‌های دو‌بعدی، مانند دنده‌ها، براکت‌ها یا محفظه‌های سفارشی، ضروری است. می‌توانید مسیرها را به صورت خطی برون‌رفت کنید یا آن‌ها را حول یک محور (از طریق چرخش) بچرخانید. فرآیند برون‌رفت ترتیب رئوس را رعایت می‌کند و از هر دو چندضلعی‌های ۲D و مسیرهای دارای حفره پشتیبانی می‌کند. ترکیب آن با تبدیلات و ماژول‌ها، امکان تولید پارامتریک قطعاتی مانند لوله‌ها، چارچوب‌ها یا عناصر معماری را فراهم می‌آورد و OpenSCAD را به ابزاری قدرتمند برای طراحی فنی و جریان‌های ساخت تبدیل می‌کند.

linear_extrude(height = 10, center = true, convexity = 10)
  polygon(points = [[0,0], [10,0], [5,10]]);

مدل‌سازی پارامتریک و پیکربندی

OpenSCAD در مدل‌سازی پارامتریک برتری دارد، جایی که ابعاد و شکل‌ها با استفاده از متغیرها و توابع تعریف می‌شوند. این امکان را فراهم می‌کند تا طراحی‌ها به راحتی با تغییر چند پارامتر سفارشی شوند، که آن را برای نمونه‌سازی تکراری و سفارشی‌سازی ایده‌آل می‌سازد. به عنوان مثال، می‌توانید ماژولی تعریف کنید که پارامترهای عرض، ارتفاع و ضخامت را دریافت کند و سپس آن را در چندین طراحی مجدداً استفاده کنید. پارامترها همچنین می‌توانند توسط داده‌های خارجی، مانند مقادیر موجود در فایل CSV یا DXF، هدایت شوند و ادغام با خطوط لوله داده‌ای مبتنی بر پایتون را ممکن سازند. این قابلیت از طراحی مولد پشتیبانی می‌کند، به‌طوری که مدل‌ها به‌صورت خودکار به نیازها یا محدودیت‌های در حال تغییر سازگار می‌شوند.

module box(width, height, thickness) {
    difference() {
        cube([width, height, thickness]);
        translate([thickness, thickness, -1])
            cube([width - 2*thickness, height - 2*thickness, thickness + 2]);
    }
}

box(50, 30, 3);

یکپارچه‌سازی واردات و صادرات داده‌ها

OpenSCAD پشتیبانی قوی برای وارد کردن فایل‌های DXF دو بعدی و صادر کردن مدل‌های سه‌بعدی به فرمت‌های STL، OFF و سایر فرمت‌ها فراهم می‌کند. این امر ادغام با ابزارهای CAD/CAM، چاپگرهای سه‌بعدی و نرم‌افزارهای شبیه‌سازی را آسان می‌سازد. واردات DXF می‌تواند مسیرهای استخراج را شامل شود، در حالی که صادرات از STL باینری و ASCII برای چاپ سه‌بعدی پشتیبانی می‌کند. علاوه بر این، OpenSCAD می‌تواند پارامترهای طراحی را از فایل‌های DXF بخواند و امکان جریان‌های کاری ترکیبی را فراهم می‌کند که در آن هندسه در ابزارهای خارجی تعریف شده اما به‌صورت برنامه‌نویسی اصلاح می‌شود. این قابلیت هم‌کاری، همراه با طبیعت مبتنی بر اسکریپت آن، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا تولید مدل و پردازش دسته‌ای را با استفاده از پایتون یا اسکریپت‌های شل خودکار کنند و فرآیندهای تولید را بهینه‌سازی نمایند.

linear_extrude(height = 5) {
    import(file = "profile.dxf", layer = "outer");
}