三维数字化创新设计手册

让梦想带着“3D”翅膀起飞。本书的基本理念是“大处着眼，小处着手”，在内容策划上既会告诉读者“三维数字化创新设计能做什么”，也会按照“从何做起，怎么做”来逐步规划。书稿还呈现形式有很多“不一样”，比如，没有了步骤详尽的文字解说，利用二维码技术展现三维模型——可以动的模型，通过扫码手指滑动旋转模型，清楚地看清模型的各面的相交关系，为多维空间想象打下坚实基础。丰富的、难度层层递进的案例，为读者在3D设计方面抛砖引玉。配有基于3D云技术的讨论社区，读者在案例训练过程中通过手机扫码就可进入讨论社区，在线浏览3D模型数据，在线进行项目案例讨论，指导教师也能够方便地用在线三维模型数据进行现场指导及布置教学任务。平台互动支持和3D大赛平台，是给读者提供过了强有力的学习支持和展现平台。

1.1
典型作品展示 2

运输机数字化设计 2

汽车白车身数字化设计 2

汽车发电机用碳刷架的模具数字化设计 2

副车架逆向设计 3

乐器小鼓数字化展示 3

维特鲁威人数字化3D打印 3

1.2
全国3D大赛优秀作品展示 4

逆行 4

航空母舰——“毛泽东”号 4

“鲨”号多功能摩托车 5

新型花生联合收获机 5

60年万吨高速棒材生产线 6

新型多功能公路铣刨机 6

可动机器人3D打印 7

蓄电池再制造分选线 7

第2章三维数字化创新设计特训 9

2.1
草图绘制专项案例 10

直线专项 10

直线与圆弧专项 10

椭圆专项 11

相切圆弧专项 11

镜像专项 12

阵列专项 12

偏置曲线专项 13

草图定位专项 13

不规则图形专项 14

镜像综合训练 15

相切综合训练 15

可变参数训练 16

2.2
点、线、面专项案例 17

五角星 17

正四面体 17

钻石 18

法平面上建线 18

2.3
坐标系与基准专项案例 19

坐标系 19

移动体 20

2.4
产品基础建模与工程制图专项案例 21

基础建模 21

回转体建模 22

斜面建模 23

加强筋的运用 24

布尔运算 25

侧面挡块 26

合页转动板 28

把手 30

铸钢底盘 32

底板 34

轴承 36

止挡 38

拖车钩加强支架 40

铜罩 42

阀体 44

扇形齿轮 46

长芯导向套 48

缓冲器座 50

吊卡体 52

连杆 54

简单冲压件 56

工字形冲压件 58

几字形冲压件 60

电脑机箱 62

连接板 64

塑料烟灰缸 66

公交车扶手 68

塑料结构件 70

电话机底座 72

导向轴支座 74

2.5
产品曲面造型与结构设计专项案例 76

USA35翼型截面轮廓 76

空间螺旋线 77

汽车外形空间线 78

钢丝弹卡 79

笑脸 80

波浪线 81

阿基米德螺线 82

正弦函数曲线 83

旋钮 84

鼠标 85

螺旋桨叶片 86

钻石 87

星形零件 88

盒体 89

塑料瓶 90

曲面补面——瓜籽 91

曲面补面——椭圆开关 92

曲面补面——五边面 93

渐消面——橄榄球 94

渐消面——螺旋面 95

Hello Kitty 96

Monkey 97

沐浴头 98

相连交叉环 99

莫比乌斯环 100

“3D圈圈”标 101

克莱因瓶 102

三角支撑底座 103

创意水杯 104

摄像头 105

投影仪 106

音响 107

紫砂壶 108

电熨斗 109

MP3 110

香皂盒 111

2.6 产品零部件装配与运动机构仿真专项案例 112

锁扣 112

鹦鹉 113

可倾斜工作台 114

脚轮 115

固定球阀 116

凸轮机构 130

连杆机构 131

机械手臂 132

斯特林水平发动机 133

2.7 产品3D渲染与展示专项案例 134

锁芯 134

珠宝项链坠 135

紫砂壶 136

鼠标 137

手电钻 138

2.8 3D扫描与逆向设计专项案例
139

鹰雕塑逆向的设计流程（数据采集使用光栅照相扫描仪） 139

鼠标逆向设计流程（数据采集使用手持激光扫描仪） 140

接板 141

轴座 142

艺术瓶 143

风扇 144

爱因斯坦人像 145

人偶 146

鼠标 147

2.9 数字创意与3D打印专项案例 148

创意花瓶 148

创意手机支架 149

人物头像与玩偶 150

异形齿轮 151

3D立体拼插模型——鹦鹉老爷车 152

第3章如何获得3D数字化能力认证 153

3D四六级特点 154

3D四六级在线考试系统 154

3D四六级在线考试系统主要功能 155

第4章如何参加全国3D大赛、展现自我 159

大赛赛程 161

参赛对象 161

大赛报名方式 161 

多年来，我们都渴望三维数字化创新设计能像传统二维机械制图一样，配备高标准的案例集和训练手册。在今天这样一个3D数字化的时代，不仅学校的师生、全国3D大赛的参赛选手、热爱创新的创客，而且许多从事工业产品设计、研发、管理人员，也需要系统地、全方位地认知3D 数字化，掌握新的数字化创新设计技术。然而，这方面的需求一直得不到满足，因为编写这样的案例集、训练手册的工作量实在巨大，涉及案例的精选、数字化的制作、云技术的集成等。幸运的是，在全国3D大赛评审专家委员会、北京航空航天大学出版社和许多高校、企业的共同努力和配合下，数字工坊及作者历时两年时间完成了本书的编写工作，将这种期望变为现实。数字工坊是一个3D数字化技术创新应用服务平台，同时也是全国3D大赛数字技术创新项目、优秀创业团队的孵化基地。数字工坊秉承数据传递价值，数据实现价值理念，是国内首家以3D模型数据为核心的数字技术服务商。

本书通过全面梳理三维数字化设计理念、技术、方法，精选了100余个行业典型应用案例，有效地融合了机械、产品等专业的传统理论知识，带领本书的实践者从零基础开始，step by step，全面理解、掌握数字化创新设计。

读者通过本手册介绍的实践训练，可达到3D六级水平（即可以综合运用三维数字化技术独立完成专业任务、项目），这将为其在现代工业体系中从业或创新创业提供技术保障及可持续竞争力。

本书为谁而写：

如果您是学子、创客，正想把自己的idea设计并制造出来，或者您未来计划从事工业产品、机械、机电等相关设计与制造工作，那么这本书就是为您准备的。本书将一步步带您掌握数字化设计、逆向设计、3D打印及创新设计。

如果您是传统机电、CAD、机械制图等相关专业的教师，本书中的经典案例将帮助您更好地组织课程内容，让课程更生动、更富有参与性。因此，本书可以作为传统机电、CAD、机械制图等相关专业的配套实践训练手册。

如果您是创新大赛团队、创新实践团队的组织教师，本书中的项目式案例将能极好地启发团队的创新思维，帮助团队成员按计划自主学习并完成创新设计作品。

本书特点：

本书的基本理念是“大处着眼，小处着手”。在内容策划上既会告诉读者“三维数字化创新设计能做什么”，也会按照“从何做起，怎么做”来逐步规划。

本书编写是以项目案例为导向的，内容精心挑选，包含大量行业实际的项目案例。这些项目案例强调设计思路、设计方法与设计步骤，而不局限于软件操作。

书中有“闪电哥”——三维数字化设计达人——帮助初次接触三维数字化设计的读者逐步建立工程师、设计师的职业思维模式。

本书配有一个基于3D云技术的讨论社区。学习者在案例训练过程中，只需用手机扫码就可进入讨论社区，在线浏览3D模型数据，在线进行项目案例讨论。指导教师也能够方便地用在线三维模型数据进行现场指导及布置教学任务。

本书设有3D数字化能力认证、全国3D大赛及职业规划两章，让每一位“数字工匠”有更广阔的发挥舞台。