3D One三维实体设计

3D One三维实体设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

陈继民 著
图书标签:
  • 3D建模
  • 三维设计
  • 实体设计
  • 工业设计
  • 设计软件
  • CAD
  • 数字建模
  • 产品设计
  • 可视化
  • 工程图纸
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出版社: 中国科学技术出版社
ISBN:9787504670472
版次:1
商品编码:11919195
包装:平装
开本:16开
出版时间:2016-03-01
用纸:胶版纸
页数:112
字数:160000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

  零基础学习3为实体设计的入门教材

内容简介

  随着计算机辅助设计技术的不断发展,三维实体设计因为交互性强、操作性好、精度高、易于修改、便于交流等优点,已经广泛的应用与各个领域。为了提高公众对三维实体设计的认识,推动计算机辅助设计技术在社会和中小学基础教育领域的进展,培养学生的设计思维、动手能力和创新精神,我们编写了《3D One三维实体设计》。这本书适合三维设计的初学者、学生、教师、创客、DIY爱好者等使用。

作者简介

  陈继民,教授,博士生导师。北京工业大学激光工程研究院,北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心主任。中国光学学会激光加工专业委员会委员,中国机械工程学会特种加工专业委员会理事。《激光与光电学进展》杂志编委,国际光学学会SPIE会员。1986年,1989年华中科技大学机械工程系分别获学士学位和硕士学位,2000年1-6月在德国Ravensburg从事合作研究,2001年北京工业大学光学工程专业获博士学位。2011年-2012年在美国纽约州立大学布法罗分校SUNY at Buffalo做访问学者。作为项目负责人承担并完成了包括国家自然科学基金、北京市自然科学基金以及北京科委、北京市教委项目在内的多项课题,发表论文130余篇,其中SCI、EI、ISTP检索论文40余篇。申报专利18项(10项获得授权),获得软件著作10项,获第16届全国发明展金奖1项。研究领域包括:激光三维加工、激光快速制造、快速成型等。

内页插图

目录

第一章 初识三维设计 1
第一节 三维设计简介 2
学习目标 2
一、二维设计作品展示 2
二、三维设计作品展示 2
三、3D One 的界面介绍 3
四、3D One 的主要功能 3
第二节 积木 4
学习目标 4
一、积木的制作 4
二、小拓展 9
第三节 汉诺塔 10
学习目标 10
一、汉诺塔底座设计 10
二、汉诺塔环 12
三、汉诺塔 13
四、小拓展 14
第四节 课桌椅 15
学习目标 15
一、桌子 15
二、椅子 19
三、小拓展 22
第二章 一展小身手 23
第一节 台灯的设计 24
学习目标 24
一、设计过程 24
二、小拓展 29
第二节 笔筒 30
学习目标 30
一、设计过程 30
二、小拓展 36
第三节 花瓶 37
学习目标 37
一、设计过程 37
二、小拓展 39
第四节 茶杯 40
学习目标 40
一、设计过程 40
二、小拓展 43
第三章 小小设计师 44
第一节 绘制电脑 45
学习目标 45
一、设计过程 45
二、小拓展 51
第二节 iPhone 52
学习目标 52
一、设计过程 52
二、小拓展 59
第三节 相框 60
一、设计过程 60
第四节 自行车 63
学习目标 63
一、设计过程 63
二、小拓展 78
第四章 设计新家园 79
第一节 儿童娱乐园 旋转木马 80
学习目标 80
一、设计过程 80
二、小拓展 89
第二节 我家我做主 90
学习目标 90
一、设计过程 90
二、小拓展 98
第三节 未来家园 98
学习目标 98
一、设计过程 98
二、小拓展 100
第四节 梦想与现实 101
学习目标 101
一、使用3D打印机打印的过程 101
二、小拓展 104
附录 108
《3D One三维实体设计》内容概述 本书旨在为广大机械设计、产品开发、制造工程等领域的专业人士以及对三维实体建模感兴趣的学习者提供一本全面、系统、实用的技术指南。我们将深入浅出地讲解三维实体设计软件的各项核心功能与高级技巧,帮助读者掌握从概念构思到最终模型创建的完整流程,显著提升设计效率与作品质量。 第一篇:基础入门与核心概念 本篇将为初学者搭建坚实的基础,引导读者快速熟悉三维实体设计的工作环境和基本操作。 第一章:三维实体设计概览 1.1 什么是三维实体设计? 详细阐述三维实体模型的定义、特征以及与线框模型、曲面模型的区别。 介绍三维实体设计在现代工程、制造、创意产业中的重要作用和应用范畴,例如产品原型设计、模具开发、建筑可视化、数字内容创作等。 强调实体建模的精确性、易于尺寸驱动修改的优势,以及其在后续仿真分析、CAM编程等环节中的不可替代性。 1.2 常用三维实体设计软件简介 简要介绍市场上主流的三维实体设计软件(例如 SolidWorks, CATIA, Creo, Inventor, Fusion 360, AutoCAD 三维等),分析其各自的特点、适用领域和行业定位。 重点说明本书将基于何种主流软件或软件家族的通用理念进行讲解,确保内容的普遍适用性。 1.3 软件界面与基础操作 图文并茂地展示软件的工作界面,详细解析菜单栏、工具栏、特征管理器、图形窗口、状态栏等关键区域的功能。 讲解鼠标、键盘的常用快捷键和操作技巧,如视图旋转、平移、缩放、选择、撤销、重做等。 介绍单位系统、坐标系、草图平面等基本设置,为后续建模打下基础。 第二章:草图绘制——设计的基石 2.1 草图基础 详细讲解草图绘制的基本原理:二维草图是构建三维实体的基础,所有三维特征都源于草图的轮廓。 介绍如何进入草图绘制环境,选择草图平面,并理解基准平面在草图创建中的作用。 2.2 草图绘制工具详解 点: 点的创建方式,与几何元素的关系。 直线: 直线的绘制方法(点点绘制、角度绘制、平行/垂直约束等),参数化控制。 圆/圆弧: 圆和圆弧的多种绘制模式,切线、圆心、半径等控制。 矩形/多边形: 中心矩形、顶点矩形、内切/外切多边形等绘制技巧。 样条曲线: 自由曲线的绘制,控制点、节点、切线控制,以及样条曲线的平滑性与精确性。 圆角/倒角: 对草图几何进行修饰,圆角半径、倒角大小的设定。 修剪/延伸/分割: 各种草图几何体的精确编辑工具,如何高效地清理和组合草图。 镜像/复制/阵列: 利用对称性和重复性快速生成草图元素,节约绘制时间。 2.3 草图约束——保证设计的精确性与可控性 几何约束: 详细讲解各种几何约束的作用,如水平、垂直、平行、垂直、共线、重合、相等、对称、固定等,以及它们如何定义几何形状的相对位置和尺寸。 尺寸标注: 讲解参数化尺寸的添加、编辑和驱动作用。理解驱动尺寸与驱动几何之间的关系,以及如何通过修改尺寸来改变草图形状。 过定义与欠定义草图: 分析产生过定义和欠定义的原因,以及如何避免这些问题,确保草图的健壮性。 草图的完全定义: 强调将草图完全定义的重要性,以及它对后续三维特征生成的影响。 2.4 草图实例练习 提供若干典型草图绘制的案例,涵盖简单的二维轮廓到复杂的组合图形,引导读者通过实践掌握草图绘制的各种工具和约束技巧。 第二篇:三维建模核心技术 本篇将深入讲解三维实体建模的各种基础和高级特征创建方法,这是本书的核心内容。 第三章:基础实体特征——构建三维形态 3.1 拉伸(Extrude) 详细讲解拉伸的原理:基于二维草图轮廓,沿直线方向或特定路径挤出实体。 拉伸类型:单向拉伸、双向拉伸、对称拉伸。 拉伸深度设置:指定到某个平面、实体、距离,或完全通过。 拔模角度:如何在拉伸过程中加入锥度,适用于注塑件等。 应用实例:创建长方体、圆柱体、板材等基本零件。 3.2 旋转(Revolve) 讲解旋转的原理:绕一条轴线旋转二维轮廓以生成实体。 轴线的选择:草图中的轴线、模型中的边线、创建的轴线。 旋转角度:360度、指定角度、双向旋转。 应用实例:创建轴类零件、碗碟、齿轮等回转体零件。 3.3 扫描(Sweep) 讲解扫描的原理:沿着一条路径(Profile)移动一个截面轮廓(Path)以生成实体。 路径与轮廓的要求:相互垂直、不相交等。 扫描类型:标准扫描、带扭曲扫描、带锥度的扫描。 应用实例:创建管件、扶手、弹簧、复杂异形曲面零件。 3.4 放样(Loft) 讲解放样的原理:通过连接两个或多个不同形状的截面轮廓来生成实体。 截面轮廓的顺序和相对位置。 导向曲线:如何通过导向曲线控制放样实体的形状过渡。 应用实例:创建瓶盖、船体、汽车车身等复杂过渡曲面零件。 3.5 实体操作:求和、相减、相交 详细讲解布尔运算在实体建模中的应用:将多个实体组合(求和)、挖空(相减)或提取共同部分(相交)。 应用实例:组合零件、创建复杂的内部结构、修改已有的实体。 第四章:高级实体特征——精细化建模 4.1 圆角(Fillet) 详细讲解圆角的功能和类型:恒定半径圆角、变半径圆角、面圆角、圆角链。 圆角半径的设定与曲率连续性。 圆角在模型中的应用:去除尖角、增强视觉效果、提高应力集中点的强度。 4.2 倒角(Chamfer) 讲解倒角的类型:恒定距离倒角、带角度的倒角、变距离倒角。 倒角在模型中的应用:方便装配、安全倒角、装饰性倒角。 4.3 抽壳(Shell) 讲解抽壳的功能:移除实体内部某一面,并指定壁厚,生成空心实体。 抽壳选项:移除特定面、非对称壁厚。 应用实例:创建塑料件外壳、容器、模具腔体。 4.4 筋板(Rib) 讲解筋板的创建方法:在两个相隔的面之间添加一个薄壁结构,增加零件的强度和刚度。 筋板的草图绘制要求和参数设置。 应用实例:增加塑料件的支撑结构,加强薄壁零件。 4.5 阵列(Pattern) 线性阵列: 沿直线方向复制特征或实体。 圆周阵列: 沿圆周路径复制特征或实体。 曲线驱动阵列: 沿指定的曲线路径复制。 填充阵列: 在指定区域内填充模型。 变体阵列: 在复制过程中改变尺寸、角度或实体。 应用实例:创建带孔的平板、齿轮、规律分布的结构件。 4.6 镜像(Mirror) 讲解镜像功能:沿一个平面复制特征或实体,生成对称模型。 镜像参照平面与镜像特征的选择。 应用实例:创建对称零件,如支架、机架等。 第五章:装配设计——多部件协同 5.1 装配的基本概念 介绍装配模型与零件模型的区别。 装配的意义:模拟产品整体结构,进行干涉检查,实现模块化设计。 5.2 零部件的插入与定位 如何插入预先创建好的零件模型到装配环境中。 配合(Mates/Constraints): 详细讲解各种配合类型,如重合、平行、垂直、同心、距离、角度、点点配合等,以及它们如何定义零部件之间的相对位置和约束关系。 理解配合的自由度概念。 5.3 子装配(Sub-assembly) 讲解如何创建子装配,将一组关联零部件进行整体管理,简化大型装配体的结构。 5.4 干涉检查与碰撞检测 演示如何利用软件提供的工具检查装配体中零部件之间的干涉和碰撞。 分析干涉结果,指导修改设计。 5.5 爆炸图与分解视图 介绍如何生成产品的爆炸图,清晰展示零部件的装配顺序和空间关系。 应用实例:制作装配说明书,辅助维修和培训。 5.6 运动仿真初步 简要介绍装配体中的运动仿真功能,演示如何通过调整配合的参数来模拟零部件的运动。 第三篇:设计优化与工程应用 本篇将聚焦于如何利用三维实体设计工具进行设计优化,并介绍其在工程实践中的具体应用。 第六章:工程图与图纸输出 6.1 从三维模型生成工程图 介绍如何将三维模型自动转换为二维工程图。 标准视图的创建:主视图、俯视图、左视图、剖视图、局部放大图等。 视图比例、线型、线宽的设置。 6.2 尺寸标注与公差标注 在工程图中标注尺寸,确保零件的可制造性。 介绍形位公差(GD&T)的基本概念,以及如何在工程图中标注,确保零件的装配精度和功能。 6.3 技术要求与明细栏 添加材料、热处理、表面处理等技术要求。 生成明细栏,列出零部件名称、数量、材质等信息。 6.4 图纸的打印与导出 讲解如何设置图纸格式,并进行打印输出。 导出为常见的二维图纸格式,如PDF、DWG/DXF。 第七章:高级建模技巧与设计思路 7.1 参数化设计理念 深入探讨参数化设计如何通过变量、公式和关系驱动模型变化。 如何建立有效的参数化模型,实现设计的灵活性和可维护性。 7.2 特征的修改与管理 介绍如何通过编辑特征参数、重新定位草图、修改几何约束来修改已创建的模型。 特征的隐藏、删除、重命名,以及特征树的梳理。 7.3 曲线与曲面的融合建模(选讲) 简要介绍如何结合使用实体建模工具和曲面建模工具,创建更复杂、更精细的异形零件。 曲面导入实体、实体拔模曲面等。 7.4 表驱动设计(Design Table/DriveWorks等) 讲解如何利用表格或外部应用程序驱动模型参数,实现系列化产品的快速设计。 应用实例:标准件库、根据不同配置生成变型产品。 7.5 设计优化与仿真分析接口 介绍三维实体模型如何用于后续的有限元分析(FEA)、计算流体动力学(CFD)等仿真。 模型优化:如何根据仿真结果调整设计,改进零件的性能。 CAM编程接口:模型如何用于数控加工的路径规划。 第八章:实践应用案例与项目演练 8.1 典型零件设计案例 通过详细的步骤演示,讲解不同类型零件的完整设计流程,例如: 机械连接件(如法兰、支架) 运动机构零件(如齿轮、连杆) 外壳类零件(如电子产品外壳) 注塑件与模具设计初步 8.2 小型装配体项目 引导读者完成一个小型装配体的设计,从零件设计到装配,再到工程图输出,全面体验设计流程。 8.3 设计过程中的常见问题与解决方法 总结在建模过程中可能遇到的各种疑难杂症,并提供实用的解决方案。 附录 常用快捷键列表 专业术语解释 参考资料推荐 本书内容丰富,图文并茂,力求通过理论与实践相结合的方式,帮助读者快速掌握三维实体设计技能,并在实际工作中得心应手。无论您是初涉三维设计领域的新手,还是希望提升专业技能的设计师,本书都将是您宝贵的学习伙伴。

用户评价

评分

要说这本书最吸引我的地方,绝对是它那种“授人以渔”的教学理念!我之前接触过的很多三维设计类书籍,要么是机械地讲解软件的某个功能,要么就是提供一套固定的模型制作流程,学完之后你虽然能做出那个模型,但离开了教程,自己可能就束手无策了。这本书完全不一样。它不是告诉你“怎么做”,而是告诉你“为什么这么做”,以及“在什么情况下可以这样做”。作者非常善于点拨,他会通过一些典型的设计场景,比如如何为一个家用电器设计一个符合人体工程学的手柄,或者如何为一个玩具汽车设计一套可拆卸的底盘。在讲解过程中,他不会直接给出最终答案,而是引导你思考:我们需要考虑哪些因素?有哪些可能的解决方案?每种方案的优缺点是什么?然后,他再逐步揭示如何运用书中的工具和技术来 实现 这些思考的结果。这种方式,让我感觉自己不仅仅是在学习一个软件的使用,更是在学习一种解决问题的思维模式。书中对“设计意图”的强调也让我印象深刻。它教会我,在建模的过程中,要时刻想着自己设计的目的是什么,要服务于哪些用户,要达到什么样的效果。这种从宏观到微观的思考过程,让我的设计不再是简单的堆砌,而是充满了目的性和逻辑性。读完这本书,我感觉自己已经掌握了三维实体设计中的核心逻辑,并且能够自信地将这些知识应用到各种各样的设计挑战中。

评分

我必须承认,一开始我拿到这本书的时候,并没有抱太大的期望。我是一个对3D建模有着浓厚兴趣的爱好者,尝试过不少软件和教程,但总觉得差了点什么。很多教程要么过于基础,学了之后发现自己根本做不出像样的东西;要么就直接是高阶技巧,看得我云里雾里的。然而,这本书,真的给了我一个巨大的惊喜!它的结构安排非常巧妙,我能感觉到作者在编写这本书时,是站在读者的角度思考的。他没有上来就抛出一堆晦涩的专业术语,而是从最基本的概念入手,用非常清晰的语言解释了三维实体设计的核心要素。我印象最深刻的是,书中对于“约束”和“关系”的讲解。我之前一直对这些概念感到困惑,总觉得模型很难精确控制。但这本书用非常生动的比喻,比如把约束比作“规则”,把关系比作“连接”,让我一下子就明白了它们的重要性以及如何运用。而且,书中还提供了大量的实操练习,这些练习不仅难度适中,而且都很有针对性。我跟着练习,一步步地学习如何创建、编辑、组合各种三维实体,感觉自己的操作技能得到了极大的提升。最重要的是,它教会了我一种“思考”的方式,一种用三维的逻辑去分析和解决问题的能力。我不再是简单地“画”出图形,而是真正理解了图形背后的含义和关联。现在,我能自信地去尝试更复杂的项目了,感觉自己的设计能力得到了质的飞跃!

评分

天呐,我最近真的挖到宝了!我一直对那些复杂的工业设计、机械零件跃跃欲试,但苦于一直找不到一本能真正带我入门的书。市面上很多教程要么太理论,要么太零散,学了之后感觉自己还是云里雾里的。直到我翻开了这本,简直像打开了一扇新世界的大门!书的开篇就以一种非常直观的方式,带我认识了三维设计的魅力,你知道那种感觉吗?就是突然间,你脑海中的一个想法,能够以立体的方式呈现在屏幕上,而且不是那种粗糙的建模,是带着真实感和细节的。作者的讲解非常有条理,从最基础的概念讲起,比如什么是实体建模,它和曲面建模有什么区别,为什么在某些场景下实体建模更受欢迎。然后,他会循序渐进地介绍各种工具的使用,但绝不是枯燥的参数堆砌,而是通过实际的项目案例,让你在操作中学习。我记得有一个章节,是关于如何设计一个精密齿轮的,作者一步步演示了如何通过草图、拉伸、倒角、阵列等一系列操作,最终完成一个看起来非常专业、非常逼真的齿轮模型。过程中,他还会解释每一个步骤背后的原理,比如为什么这样设置参数能保证齿轮的精度,或者在什么情况下需要考虑材料的应力。这种“知其然,更知其所以然”的学习方式,让我受益匪浅,不再是机械地模仿,而是真正理解了设计的逻辑。而且,书中提供的案例非常贴近实际应用,让我觉得学到的知识是有用的,是可以立即应用到我的项目中的。我简直迫不及待地想用这本书里的技巧去挑战我的下一个设计项目了!

评分

说实话,我之前对三维实体设计一直有一种“可远观而不可亵玩”的感觉,总觉得它是一个非常专业、技术门槛很高的领域,需要天赋和大量的实践才能入门。但是,这本《3D One三维实体设计》彻底颠覆了我的认知!作者的讲解风格非常独特,他就像一个经验丰富的老朋友,娓娓道来,把那些复杂的概念讲得清晰易懂,又充满趣味。我特别喜欢书中对“细节”的处理。它不仅仅教你怎么画出基本形状,更重要的是如何通过各种“细节”让你的模型变得逼真、有生命力。比如,在讲解如何制作一个金属零件时,他会告诉你如何通过倒角来模拟真实的加工痕迹,如何通过纹理来表现金属的光泽感,甚至如何通过细微的变形来暗示材料的受力。这些细节的处理,让我感觉自己的设计一下就“活”过来了,不再是生硬的几何体。而且,书中还穿插了一些关于“设计美学”的思考,让我意识到,三维设计不仅仅是技术活,更是一门艺术。它教会我如何在满足功能需求的同时,兼顾造型的协调性和视觉的吸引力。读这本书,我感觉自己不仅仅是在学习一款软件,更是在培养一种“设计师的眼光”。我开始更加注重产品的外观,更加理解用户的使用习惯,并且能够用更具创意的方式去表达我的设计理念。这本书给我带来的,是一种全方位的提升,我真的非常感激作者的分享!

评分

这本书绝对是我近年来阅读过的最令人惊喜的技术类读物之一!说实话,在开始阅读之前,我对三维实体设计这个领域并没有太深的了解,只是觉得它听起来很酷,但又觉得门槛很高。没想到,这本书用一种极其引人入胜的方式,打破了我所有的顾虑。作者的写作风格非常生动有趣,他没有采用那种一本正经的教科书式语言,而是用一种更加平易近人、甚至带点幽默感的方式,向读者介绍这个专业领域。我尤其喜欢书中通过“故事”来讲解概念的方法。例如,在介绍“参数化设计”时,他并没有枯燥地列出公式和定义,而是通过一个假想的场景——设计一个可以根据不同身高调整的椅子——来展示参数化设计的强大之处。他一步步引导读者思考,如果用户身高变化,椅子的哪些部分需要随之调整,然后如何用参数来控制这些变化。这种方式,让我瞬间就理解了参数化设计的核心思想,并且能够立刻联想到其他可以应用参数化设计的场景。书中还穿插了一些“小贴士”和“进阶技巧”,这些内容虽然不是讲解的核心,但却非常实用,能够帮助我避免一些常见的错误,或者在设计中事半功倍。我甚至觉得,这本书不仅仅是关于三维设计的技术指南,更像是一个激发创意、培养设计思维的启蒙导师。读完之后,我感觉自己看待事物的方式都发生了变化,开始更注重细节,更善于从整体上去思考问题,并尝试用三维的方式去构思和表达。

评分

可以

评分

还行,图文并茂,基本和操作应该是够了

评分

我觉得这本书还行。3D one不是一个很复杂的软件。我对他的要求也不是很高。用起来还好。

评分

教学用,还不错,简单实用

评分

质量很好,性价比高。

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很满意

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很满意

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还可以,在研究中!

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还行,图文并茂,基本和操作应该是够了

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