3D打印建模工具指南
有时候找不到现成的模型，或者现成的模型总差一点，就得自己动手建。尤其是在做一些日用品、结构件的时候，对尺寸和配合都有要求，随便拉个 STL 往往不太靠谱，这时候就绕不开 CAD。下面这些内容，基本就是我在实际用 3D 打印建模时，对几种常见工具的取舍和一点真实体验。 ## 1 工具选型 ### 1.1 3D CAD 工具对比（聚焦 3D 打印建模）
| 工具 | 定位 | 优点 | 限制 | 上手难度 |
|---|---|---|---|---|
| FreeCAD | 开源参数化 CAD | 精确约束、尺寸可控、完全本地 | 交互偏传统、复杂模型稳定性一般 | 中等（概念清晰，但需要适应流程） |
| Fusion 360 | 工业级 CAD / CAM | 功能全面、工程能力强、生态成熟 | 订阅制、部分功能依赖云 | 中偏高（功能密度大，学习曲线长） |
| Shapr3D | 触控优先 CAD | 交互直观、建模流畅、出形快 | 高级功能需订阅、工程深度有限 | 低（几乎即学即用） |
| Onshape | 云端协作 CAD | 协同强、版本管理完善 | 强依赖网络、订阅成本高 | 中（理念清楚，但概念偏工程） |
| Blender | 自由造型工具 | 曲面与造型能力极强、插件丰富 | 非工程 CAD、尺寸控制弱 | 高（功能庞杂，非 CAD 思维） |
1.2 建构原理
- FreeCAD / Fusion 360 / Onshape / Shapr3D
以 草图 + 约束 → 拉伸 / 剪切 / 布尔 为主，核心是 精确几何，适合对尺寸、配合要求较高的功能件。 这类工具最适合做要装配、要装配位置精准的 3D 打印件。 - Blender / ZBrush / Rhino（仅建模部分） 更偏 自由造型 / 曲面，不擅长参数化尺寸控制。适合雕塑式外壳、艺术造型，但不太适合严肃的尺寸工程零件。
1.3 平台和生态
| 工具 | 平台 | 云服务 | 插件/扩展 |
|---|---|---|---|
| FreeCAD | Win/Lin/Mac | 否 | 社区插件丰富 |
| Fusion 360 | Win/Mac | 部分云功能 | Autodesk 生态 |
| Shapr3D | iPad/Win/Mac | 云同步 | 官方扩展较限 |
| Onshape | 浏览器 | 是 | App Store 插件 |
| Blender | Win/Lin/Mac | 否 | 海量插件 |
最后我选择了 FreeCAD，理由其实也很实际：它足够简单，能把参数化建模这套核心思路说明白，而且是完全免费的。本地用、不订阅，对只是偶尔自己画点零件的人来说，心理负担也小得多。
2 FreeCAD 的基本用法（简要说明）
下面介绍一下 FreeCAD 以及类似 CAD 工具的基本概念和使用方法。 ### 2.1 建模思路
FreeCAD 以 Body 作为单个物件的基本单位，一个 Body 对应一个完整零件。
常见的建模流程是：
- 在某个基准平面上创建 Sketch，绘制二维轮廓
- 通过 Pad 将草图拉伸为实体
- 通过 Pocket 从已有实体中剪除部分结构（例如挖空、去芯）
模型通常由多次加料和减料操作逐步构成。
其中一个比较重要的概念是 约束 constrain。在 Sketch 中不仅要画出形状，还需要通过尺寸和几何约束明确其大小和位置关系，使草图处于完全约束状态。这一点对尺寸敏感的壳体或零件尤为重要。
2.2 下载和安装
https://github.com/FreeCAD/FreeCAD/
在 Release 中可下载 Windows、Mac、Linux 的安装包或源码。在 Linux 下，最方便的是直接安装 AppImage，注意下载 x86 架构的版本，不要下载成 ARM 的。
2.3 FreeCAD的界面与常用功能
FreeCAD 的界面元素较多（不同版本略有区别），但常用区域主要集中在以下几处：
- 左上：模型树，用于选择 Body、Sketch 以及各类特征。
- 左下：属性面板，显示并编辑当前选中对象的尺寸、位置和参数。
- 中间：建模视图，用于观察和编辑模型。
- 右上：视图控制，切换视角以及模型缩放。
- 右下：状态信息区，显示操作提示和系统信息，一般不需要频繁关注。
工具栏中常用的包括：
- 第一行：控制视图
- 第二行：新建 Body、新建 Sketch
- 最下面一行：Pad（拉伸）与 Pocket（剪切），常见的布尔运算、阵列以及导角等工具
通常不需要一次掌握全部功能，用到时再查即可。
2.4 其他补充
- 视图操作以 中键平移、滚轮缩放 为主
- 建模时建议从简单结构开始，逐步增加复杂度
- 出现问题时，优先检查 Sketch 中的约束是否合理
- 可通过插件管理器安装常用插件（如螺丝、螺母、齿轮等），用于结构验证和快速建模
3 实用体验
FreeCAD 的操作偏传统 CAD 风格，不像 Photoshop 或 Blender 那么直观，界面有点“复古”。它的模型每一步都依赖前一步，中途改前面的步骤容易出错，复杂模型尤其容易重做，也不太方便随意插新步骤。解决办法是把复杂模型拆成模块或装配体，这样改动一个部分不会影响整体。
不过它也有好处：免费、文件小、界面简洁、上手成本低。而且参数化建模的思路和 SolidWorks、Fusion360 差不多，学会它对掌握其他 CAD 软件也很有帮助。
4 AI与CAD
之前有朋友和我聊，问大模型能不能直接生成 CAD。我之前也不太懂 CAD，这两天真正用下来，觉得还真不太行。
大模型也许可以生成一个操作 CAD 软件的工作流，比如建模思路、步骤顺序，人再根据实际情况微调；或者同人提出细步的需求，AI辅助生成相关操作都是可行的；但要直接生成可用的 CAD 成品，可能有问题：一方面，很多三维结构本身就很难用语言精确描述；另一方面，CAD 对精度要求极高，差 0.2mm 都装不上。这和 Rodin+Blender 生成玩具不一样，玩具只要“看着差不多”就行，但工程件不行。所以那种“一句话 → STL → 打印 → 装上刚刚好”的体验，至少在这一两年内，恐怕还实现不了。
写程序也是同理，写个简单的小 demo，现在用 AI，不会编程的人也能写。但如果是给银行证券写个涉及真金白银交易的工具，谁敢真让 AI 主导？