3D 打印机建模完全指南 — 从 Fusion 360、切片软件到打印

1. Sketch(2D 草图)
   ├── Rectangle、Circle、Line
   ├── Dimension(尺寸约束)
   └── Constraint(水平、垂直、对称)

2. 转换为 3D
   ├── Extrude(拉伸)：把 2D 赋予 3D 高度
   ├── Revolve(旋转)：让 2D 绕轴旋转
   ├── Loft(放样)：连接两个轮廓之间
   └── Sweep(扫掠)：沿路径移动轮廓

3. 修改
   ├── Fillet(圆角)：把边角磨圆
   ├── Chamfer(倒角)：削平边角
   ├── Shell(抽壳)：把内部掏空
   ├── Mirror(镜像)：向对称一侧复制
   └── Pattern(阵列)：环形/直线重复

4. 导出
   └── STL 或 3MF(供切片软件使用)

Fusion 360 步骤：
1. 新建草图(XY 平面)
2. Rectangle：70mm × 55mm(Arduino Uno 尺寸 + 余量)
3. Extrude：高度 25mm
4. Shell：壁厚 2mm(顶面开放)
5. 草图(内壁)：USB 接口孔(12mm × 11mm)
6. Extrude Cut：贯穿 USB 孔
7. 草图(底面)：4 个安装孔(M3，Ø3.2mm)
8. Extrude Cut：贯穿孔位
9. Fillet：外部边角 3mm
10. 盖子：新建 Body → 草图 72mm × 57mm → Extrude 2mm
    → 内部凸起 1.5mm(卡扣式)
11. Export → STL(High Resolution)

设计规则(以 FDM 为基准)：
├── 最小壁厚：1.2mm(喷嘴 0.4mm × 3 条线)
├── 最小孔径：2mm
├── 卡合公差：+0.2~0.3mm(紧配合：+0.1mm)
├── 螺丝孔：-0.2mm(M3 = 按 Ø2.8mm 建模)
├── 悬空角度：45° 以下(无需支撑)
├── 桥接：最长 50mm(无需支撑)
├── 最小细节：0.4mm(喷嘴直径)
├── 文字凸起：最小 0.6mm
├── 卡扣：钩子 1mm + 间隙 0.3mm
└── 45° 规则：倾斜超过 45° → 需要支撑

// 最适合开发者! 用代码生成 3D 模型

// Arduino 外壳(参数化)
board_w = 68.6;  // Arduino Uno 尺寸
board_h = 53.3;
board_d = 15;    // 元件高度

wall = 2;        // 壁厚
clearance = 0.5; // 卡合公差

// 主体
difference() {
    // 外部箱体
    rounded_box(
        board_w + wall*2 + clearance*2,
        board_h + wall*2 + clearance*2,
        board_d + wall,
        r = 3
    );
    // 内部空间
    translate([wall, wall, wall])
        cube([board_w + clearance*2, board_h + clearance*2, board_d + 1]);
    // USB 接口孔
    translate([-1, wall + 10, wall + 3])
        cube([wall + 2, 12, 11]);
    // 电源接口孔
    translate([-1, wall + 30, wall + 2])
        cube([wall + 2, 10, 12]);
}

// M3 安装孔
mount_positions = [[14, 2.5], [15.3, 50.7], [66.1, 7.6], [66.1, 35.6]];
for (pos = mount_positions) {
    translate([pos[0] + wall + clearance, pos[1] + wall + clearance, 0])
        cylinder(d = 3.2, h = wall, $fn = 20);
}

// 模块: 圆角箱体
module rounded_box(w, h, d, r) {
    hull() {
        for (x = [r, w-r], y = [r, h-r])
            translate([x, y, 0]) cylinder(r = r, h = d, $fn = 30);
    }
}

// 用 CLI 生成 STL:
// openscad -o case.stl case.scad

OpenSCAD 核心语法：
├── cube([x,y,z])         — 长方体
├── cylinder(d, h)        — 圆柱体
├── sphere(r)             — 球体
├── translate([x,y,z])    — 平移
├── rotate([x,y,z])       — 旋转
├── scale([x,y,z])        — 缩放
├── difference()          — A - B(相减)
├── union()               — A + B(合并)
├── intersection()        — A ∩ B(相交)
├── hull()                — 凸包
├── linear_extrude(h)     — 2D → 3D 拉伸
└── rotate_extrude()      — 2D → 3D 旋转

Cura / PrusaSlicer 通用设置：

层高：
├── 0.12mm：高品质(慢，适合手办)
├── 0.20mm：标准(常规零件)
├── 0.28mm：超高速(原型、测试)
└── 规则：喷嘴直径的 25~75%(0.4mm 喷嘴 → 0.1~0.3mm)

壁厚/顶底厚度：
├── 壁线数：3~4(1.2~1.6mm)
├── 顶/底层数：4~5(0.8~1.0mm)
└── 需要强度时增加壁数

填充：
├── 10~15%：装饰用(强度弱)
├── 20~30%：常规零件(标准)
├── 40~60%：机械零件(强度高)
├── 100%：实心(最强，最慢)
└── 图案：Grid(标准)、Gyroid(强度/柔韧性)、Lightning(快速)

支撑：
├── 悬空角度：45°(默认)
├── 支撑密度：10~15%(默认)
├── 支撑 Z 间距：0.2mm(便于去除)
└── 树形支撑：适合复杂模型

速度：
├── 外壁：30~50mm/s(品质)
├── 内壁：60~80mm/s
├── 填充：80~150mm/s(速度)
├── 空驶：150~250mm/s
└── Bambu Lab：300mm/s 以上(加速度 20000mm/s²)

温度：
├── PLA：喷嘴 200°C，热床 60°C
├── PETG：喷嘴 235°C，热床 80°C
├── ABS：喷嘴 245°C，热床 100°C(必须使用封闭箱!)
└── 首层：+5°C，速度 50%(提升附着力)

; 3D 打印机的指令 = G-code
G28           ; 回原点(Home)
G29           ; 自动调平
M104 S200     ; 设置喷嘴温度为 200°C
M140 S60      ; 设置热床温度为 60°C
M109 S200     ; 等待喷嘴温度到达设定值
M190 S60      ; 等待热床温度到达设定值

G1 X50 Y50 F3000  ; 移动到 X50 Y50(3000mm/min)
G1 Z0.2 F300      ; Z 0.2mm(首层高度)
G1 X100 E10 F1500 ; 移动到 X100 的同时挤出 10mm
G1 Y100 E20       ; 移动到 Y100 的同时追加挤出

M106 S128     ; 风扇 50%(0~255)
M84           ; 关闭电机
M104 S0       ; 关闭喷嘴加热

问题 → 原因 → 解决方法：

首层不粘：
  → 热床调平 / 喷嘴过高
  → 降低 Z 偏移、提高热床温度、使用辅助胶

拉丝(Stringing)：
  → 回抽不足
  → 回抽距离提高到 6mm 以上、速度提高到 40mm/s 以上、降低温度

层裂(分层)：
  → 层间粘合不良
  → 提高温度、降低风扇速度、使用封闭箱

象脚(Elephant Foot)：
  → 首层挤压过度
  → 提高 Z 偏移、首层流量调至 90%

堵头(Clogging)：
  → 热蠕变 / 杂质
  → 冷拉清理、更换喷嘴、检查 PTFE 管