Atviro kodo 3D CAD modeliuotojas programuotojams

Pradžia su OpenSCAD

OpenSCAD yra prieinamas kaip iš anksto sukurtos binarinės versijos Linux, macOS ir Windows sistemoms iš oficialios svetainės. Skirta kūrėjams, šaltinio kodas talpinamas GitHub, ir galite jį sukompiliuoti iš šaltinio naudodami CMake ir pateiktus kūrimo scenarijus. Oficialioje [openscad GitHub](https://github.com/openscad/openscad) saugykloje pateikiamos išsamios kūrimo instrukcijos visoms pagrindinėms platformoms. Norėdami greitai pradėti, atsisiųskite naujausią versiją, įdiekite ją ir atidarykite redaktorių, kad parašytumėte savo pirmąjį SCAD scenarijų.

# Ubuntu/Debian
sudo apt install openscad

# macOS (Homebrew)
brew install --cask openscad

# Windows (Chocolatey)
choco install openscad

Konstrukcinė kietoji geometrija (CSG)

OpenSCAD pagrindinis stiprumas slypi jo palaikyme konstruktyvios kietosios geometrijos (CSG), kuri leidžia sujungti pagrindinius 3D primityvus naudojant loginės operacijas, tokias kaip sujungimas, sankirta ir skirtumas. Šis požiūris užtikrina tikslų, ne‑manifold‑saugų modeliavimo procesą, tinkantį inžinerijai ir gamybai. Pavyzdžiui, galite sukurti cilindrą su skylute, atimant mažesnį cilindrą iš didesnio. CSG operacijos yra deklaratyviai apibrėžtos skripte, leidžiančios lengvai parametrizuoti ir peržiūrėti. Tai daro OpenSCAD idealų mechaninių dalių, korpusų ir funkcinių prototipų projektavimui, kur tikslumas ir pakartojamumas yra kritiški.

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

2D kontūro ekstrusija

OpenSCAD palaiko 2D kontūrų iškėlimą, importuotų iš DXF failų arba tiesiogiai apibrėžtų SCAD kode. Ši technika yra būtina kuriant sudėtingas 3D formas iš 2D profilių, tokių kaip krumpliaračiai, laikikliai ar individualūs korpusai. Galite iškelti kelius linijiniu būdu arba sukti juos aplink ašį (per sukimą). Iškėlimo procesas gerbia viršūnių tvarką ir palaiko tiek 2D daugiakampius, tiek kelius su skylėmis. Derinant su transformacijomis ir moduliais, tai leidžia parametrinį dalių, tokių kaip vamzdžiai, rėmai ar architektūriniai elementai, generavimą, padarant OpenSCAD galingu įrankiu techniniam projektavimui ir gamybos procesams.

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

Parametrinis modeliavimas ir konfigūracija

OpenSCAD puikiai tinka parametriniam modeliui, kuriame matmenys ir formos apibrėžiamos naudojant kintamuosius ir funkcijas. Tai leidžia dizainus lengvai pritaikyti keičiant kelis parametrus, todėl tai idealiai tinka iteraciniam prototipavimui ir pritaikymui. Pavyzdžiui, galite apibrėžti modulį, kuris priima parametrus plotui, aukščiui ir storumui, ir vėliau jį naudoti keliuose dizainuose. Parametrai taip pat gali būti valdomi išoriniais duomenimis, pavyzdžiui, reikšmėmis iš CSV arba DXF failų, leidžiančiais integraciją su Python pagrindu veikiančiais duomenų srautais. Ši galimybė palaiko generatyvų dizainą, kai modeliai automatiškai prisitaiko prie besikeičiančių reikalavimų ar apribojimų.

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);

Duomenų importo ir eksporto integracija

OpenSCAD suteikia patikimą palaikymą importuojant 2D DXF failus ir eksportuojant 3D modelius į STL, OFF ir kitus formatus. Tai palengvina integraciją su CAD/CAM įrankiais, 3D spausdintuvais ir simuliacijos programine įranga. DXF importai gali apimti kontūrus ekstrusijai, o eksportai palaiko binarinį ir ASCII STL 3D spausdinimui. Be to, OpenSCAD gali skaityti dizaino parametrus iš DXF failų, leidžiant hibridinius darbo srautus, kuriuose geometrija apibrėžiama išoriniuose įrankiuose, bet tobulinama programiškai. Ši tarpusavio suderinamumas, kartu su scenarijais pagrįsta prigimtimi, leidžia kūrėjams automatizuoti modelio generavimą ir paketų apdorojimą naudojant Python arba apvalkalo skriptus, supaprastinant gamybos procesus.

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