3D打印入門：如何選擇適合您的3D建模軟件？

魔猴君  知識(shí)堂   102天前

當(dāng)您剛開始3D打印或想要突破極限時(shí)，掌握3D打印機(jī)、了解如何選擇材料以及了解如何調(diào)整切片軟件的一些重要參數(shù)至關(guān)重要。一旦您掌握了這些基本步驟并想要打印自己的作品，嘗試使用3D建模軟件創(chuàng)建自己的3D模型就會(huì)變得很有趣。

選擇正確的3D建模或CAD軟件是確保項(xiàng)目成功的關(guān)鍵步驟，無論是3D建模、動(dòng)畫還是模擬。市場上有多種選擇，可能很難知道哪種軟件最能滿足您的特定需求。了解選擇CAD軟件時(shí)要考慮的關(guān)鍵因素，以確保它滿足您的需求。

了解您的需求

在開始比較不同的可用CAD軟件之前，必須明確定義您的需求。首先將您的研究集中在您的行業(yè)周圍。不同的行業(yè)有特定的CAD要求。例如，建筑、機(jī)械工程、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和3D動(dòng)畫都有非常獨(dú)特的需求。

您正在進(jìn)行的項(xiàng)目類型將決定您是否需要2D、3D建模、動(dòng)畫或模擬。每種類型的項(xiàng)目可能需要特定的功能。因此，提前考慮這一點(diǎn)很重要。

根據(jù)您的項(xiàng)目，您將需要?jiǎng)?chuàng)建和操作或多或少的大型、詳細(xì)和復(fù)雜的模型。3D建模軟件處理簡單或復(fù)雜模型的能力各不相同。選擇能夠處理項(xiàng)目復(fù)雜性的軟件非常重要。

圖片2：CAD軟件允許您以數(shù)字方式創(chuàng)建或復(fù)制對(duì)象

最后，根據(jù)您的預(yù)算，某些CAD軟件可能不適合。評(píng)估相關(guān)成本，無論是訂閱許可證、永久許可證還是功能有限的免費(fèi)版本。

3D建模及相關(guān)軟件的類型

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)或3D建模匯集了許多不同的領(lǐng)域、應(yīng)用程序和建模類型。從工程到動(dòng)畫再到模擬，了解每種軟件提供的建模類型以確定最適合您需求的建模類型非常重要。

工程

工程3D建模主要用于精密機(jī)械零件和裝配體的設(shè)計(jì)。某些軟件上可用的庫和零件庫以及點(diǎn)擊等功能對(duì)于工程用例非常有用。此外，一些CAD軟件集成了計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)工具，使您可以更輕松地從建模轉(zhuǎn)向制造。

以下是一些最流行的工程CAD軟件：SolidWorks、Siemens NX、CATIA、Fusion 360、Inventor、Creo和Solid Edge。

建筑學(xué)

在建筑領(lǐng)域，3D建模對(duì)于建筑設(shè)計(jì)、空間規(guī)劃和結(jié)構(gòu)可視化至關(guān)重要。建筑CAD軟件通常包含用于創(chuàng)建詳細(xì)施工計(jì)劃、逼真渲染和自然光模擬的工具。

流行的建筑軟件包括：AutoCAD、Revit、ArchiCAD、SketchUp和Vectorworks。

圖片3：建筑信息模型(BIM)是一種流行的3D建模以及建筑物和建筑作品創(chuàng)建方法（照片來源：Vectorworks）

動(dòng)畫和特效

動(dòng)畫和特效的3D建模側(cè)重于創(chuàng)建動(dòng)畫角色、環(huán)境和對(duì)象。這些軟件提供動(dòng)畫、紋理、渲染和運(yùn)動(dòng)模擬的高級(jí)功能。

該領(lǐng)域常用的軟件有：Maya、Blender、Houdini、3ds Max和Cinema 4D。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的3D建模涉及為消費(fèi)品創(chuàng)建詳細(xì)且美觀的模型。該領(lǐng)域的軟件可以在制造前創(chuàng)建虛擬原型、評(píng)估人體工程學(xué)并優(yōu)化設(shè)計(jì)。

常用的產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件包括：Rhino、Fusion 360、SolidWorks、Alias。

模擬與優(yōu)化

仿真和優(yōu)化軟件可以在各種條件下測試和改進(jìn)3D模型的性能。它們用于分析機(jī)械約束、流體動(dòng)力學(xué)和拓?fù)鋬?yōu)化等方面。

該類別中的領(lǐng)先軟件包括：Ansys、Simulia(Abaqus)、Altair Inspire和COMSOL Multiphysics。

圖片4：通過仿真可以分析和預(yù)測3D模型的性能（照片來源：Grabcad）

有機(jī)造型和雕刻

3D有機(jī)建模和雕刻專注于創(chuàng)建復(fù)雜、詳細(xì)的形狀，通常用于數(shù)字藝術(shù)和視頻游戲。這些軟件提供了用于雕刻、紋理和創(chuàng)建精細(xì)細(xì)節(jié)的強(qiáng)大工具。

流行的有機(jī)建模和雕刻軟件有：ZBrush、Mudbox、3D Coat和Blender。

拓?fù)鋬?yōu)化和生成設(shè)計(jì)

拓?fù)鋬?yōu)化和生成設(shè)計(jì)是先進(jìn)的技術(shù)，可創(chuàng)建在重量、材料和性能方面優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。拓?fù)鋬?yōu)化減少了材料的使用量，同時(shí)保持強(qiáng)度和功能，而衍生式設(shè)計(jì)則探索多種設(shè)計(jì)變體以找到最佳解決方案。

這些領(lǐng)域的專業(yè)軟件包括：nTopology、Altair Inspire、Fusion 360、SolidWorks（及其仿真模塊）和Simulia。

選擇3D建模軟件的附加標(biāo)準(zhǔn)

選擇CAD軟件時(shí)，除了基本功能和行業(yè)的特定需求之外，還需考慮幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這一點(diǎn)很重要。以下是做出明智選擇時(shí)需要考慮的要點(diǎn)。

操作系統(tǒng)兼容性

確保您正在考慮的CAD軟件與您的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)兼容，無論是Windows、Mac還是Linux。這種兼容性保證了軟件在您的硬件上的無故障安裝和最佳運(yùn)行。還要檢查與工作流程中常用的其他軟件的兼容性。

使用方便

易用性對(duì)于快速有效的軟件采用至關(guān)重要。

用戶界面：軟件具有直觀且符合人體工程學(xué)的界面，使學(xué)習(xí)和使用變得容易。尋找提供清晰導(dǎo)航和可訪問工具的軟件。

文檔和技術(shù)支持：檢查指南、教程和響應(yīng)技術(shù)支持的可用性。如果出現(xiàn)問題或疑問，良好的文檔和易于獲得的技術(shù)支持可以發(fā)揮很大作用。

特征

3D建模軟件提供的功能差異很大。

2D和3D建模：尋找能夠提供強(qiáng)大工具的軟件，用于創(chuàng)建精確的2D和3D模型。

模擬和分析：一些軟件提供模擬功能來在現(xiàn)實(shí)條件下測試模型。這可能包括應(yīng)力模擬、流體動(dòng)力學(xué)或熱分析。

協(xié)作和版本控制：對(duì)于團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，實(shí)時(shí)協(xié)作和版本控制是必不可少的功能。它們?cè)试S您與多個(gè)用戶高效地合作并跟蹤對(duì)項(xiàng)目所做的更改。

圖片6：某些3D建模軟件中包含的模擬功能允許執(zhí)行多種不同的分析（照片來源：Fetchcfd）

性能和硬件要求

軟件的性能及其硬件要求是不應(yīng)忽視的方面。

最低和建議要求：檢查最佳運(yùn)行軟件所需的硬件規(guī)格。確保您的硬件滿足這些要求以避免速度變慢。

針對(duì)特定任務(wù)的優(yōu)化：某些軟件針對(duì)渲染或模擬等特定任務(wù)進(jìn)行了更好的優(yōu)化。選擇在您感興趣的領(lǐng)域表現(xiàn)良好的軟件。

成本

CAD軟件的成本差異很大。

開源軟件對(duì)比專有軟件：開源軟件可能是免費(fèi)的，但功能較弱，而專有軟件通常提供更高級(jí)的功能。

許可模式：比較按月/按年訂閱和永久許可的成本。評(píng)估從長遠(yuǎn)來看什么對(duì)您最有利可圖。一個(gè)真實(shí)的例子：Fusion 360提供年度訂閱，而SolidWorks提供永久許可證并收取年度維護(hù)費(fèi)。

圖片7：3D動(dòng)畫軟件用于制作動(dòng)畫電影（照片來源：Autodesk）

可擴(kuò)展性和更新

軟件根據(jù)您的需求不斷發(fā)展的能力是一個(gè)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。

能夠根據(jù)用戶需求進(jìn)行擴(kuò)展：選擇能夠根據(jù)您不斷增長的需求進(jìn)行擴(kuò)展的軟件。它必須能夠隨著時(shí)間的推移集成新功能。

更新頻率和支持：定期更新體現(xiàn)了軟件的活力、安全性和可靠性。開發(fā)人員的良好支持對(duì)于快速有效地解決問題也至關(guān)重要。

CAD軟件復(fù)雜程度

3D建模軟件的復(fù)雜性和易用性各不相同。以下是根據(jù)軟件的復(fù)雜程度（從入門到專業(yè)知識(shí)）對(duì)軟件進(jìn)行的分類。

適合初學(xué)者的軟件

面向初學(xué)者的CAD軟件提供直觀的界面和基本功能，非常適合3D建模新手。

Tinkercad：免費(fèi)且基于網(wǎng)絡(luò)的Tinkercad非常適合3D建模初學(xué)者。它提供了一個(gè)簡單的界面和易于使用的工具來創(chuàng)建基本模板。

SketchUp Free：SketchUp的免費(fèi)版本，該軟件因其易用性和快速創(chuàng)建簡單3D模型的能力而受到贊賞。

中級(jí)軟件

中級(jí)軟件提供更高級(jí)的功能，適合具有一定3D建模經(jīng)驗(yàn)的人員。

Fusion 360：Autodesk的這款軟件功能強(qiáng)大且用途廣泛，具有用于3D建模、模擬和制造的工具。業(yè)余愛好者和專業(yè)人士都使用它。

Blender：開源且免費(fèi)，Blender是一款非常全面的軟件，提供建模、動(dòng)畫、渲染等工具。它受到3D藝術(shù)家和視頻游戲開發(fā)人員的贊賞。

專家軟件

專家軟件具有先進(jìn)的功能，可供專業(yè)人員用于復(fù)雜且要求較高的項(xiàng)目。

CATIA：由達(dá)索系統(tǒng)開發(fā)，CATIA用于航空航天和汽車等要求苛刻的行業(yè)。它提供先進(jìn)的建模、仿真和制造功能。

Maya：動(dòng)畫和特效行業(yè)的參考軟件，Maya提供用于建模、動(dòng)畫和渲染的復(fù)雜工具。

圖片8:3D雕塑讓創(chuàng)建有機(jī)模型變得更加容易（照片來源：nomadsculpt）

選擇正確的CAD軟件取決于許多因素，包括您的具體需求、預(yù)算和技能水平。花時(shí)間測試不同的軟件（許多付費(fèi)軟件提供有限的免費(fèi)版本或試用期）、閱讀評(píng)論并咨詢論壇以做出明智的選擇。

通過考慮本指南中詳述的標(biāo)準(zhǔn)并評(píng)估可用的不同選項(xiàng)，您將能夠更好地選擇最適合您的特定需求和技能水平的CAD軟件。為了幫助您開始研究，這里列出了當(dāng)前市場上可用的CAD軟件的非詳盡列表，涵蓋了廣泛的領(lǐng)域和應(yīng)用程序：nTopology、Tinkercad、Blender、Fusion 360、Rhinoceros(Rhino 8)、AutoCAD、Houdini、Revit、Maya、FreeCAD、ZWSoft、Creo、Solid Edge、4D Additive、SketchUp、SelfCAD、CATIA、OpenSCAD、Onshape、Siemens NX、SolidWorks、認(rèn)知設(shè)計(jì)系統(tǒng)、Inventor、TurboCAD、Bricsys、3D Coat、ZBrush、Mudbox、3ds Max、Ansys、Grasshopper、Altair Inspire、Simulia、Altair DesignAI。