UG NX综合建模与3D打印

3D打印技术将虚拟的智能数字化与实际的产品生产衔接在一起。由于与传统的去除材料加工技术不同，因此3D打印又称为增材制造（Additive Manufacturing，AM），是新材料应用与数字化技术紧密结合的先进制造技术。3D数字化建模通过计算机进行设计或获取三维数字化模型，是3D打印的基础。目前主要有基于三维设计软件的直接建模和基于扫描仪的逆向建模两种方式获取三维数字化模型。其中，基于扫描仪的逆向建模适合已有实体的三维数字化，而基于三维设计软件的直接建模既可以根据已有实物的图样或测量尺寸建模，也可以从零开始进行三维模型设计。本书主要介绍UG NX110软件的3D数字化建模的方法和技巧，同样适合UG NX100、UG NX90、UG NX80等低版本及UG NX120高版本软件。
UG NX软件是一款功能强大的三维CAD/CAM/CAE软件系统，其功能涵盖了从产品概念设计、三维模型设计、动态模拟与仿真、工程图输出，到生产加工成产品的全过程，应用范围涉及航空航天、汽车、造船、通用机械等多个领域。本书详细介绍了UG NX软件的草图设计、零件设计、装配设计、曲面设计、注射模设计、逆向设计等部分的操作方法和流程；此外，还介绍了3D打印切片软件Cura的设置方法以及针对有支撑、无支撑、薄壁物体的3D设计与打印要点。本书运用了“互联网 ”技术，在部分知识点附近设置了二维码，读者只需使用智能手机进行扫描，便可在手机上观看相关的多媒体内容，方便读者理解相关知识，进行更深入地学习。
本书建议学时数为54学时，教师也可根据课程标准，对书中的内容进行适当的取舍。
本书由张伟、张海英任主编，巫红燕、董一佳、张奎晓任副主编，参加编写的人员还有吕炜帅、夏伶勤、何莎莎。
由于编者水平有限，书中难免有不足和疏漏之处，恳请广大读者批评指正。
编者

本书以UG NX110软件作为平台，从3D打印工程实践应用出发，介绍了3D数字化建模的方法和技巧，书中内容同样适合UG NX100、UG NX90、UG NX80等低版本及UG NX120高版本软件。本书在内容的安排上采用“由浅入深，循序渐进”的原则，逐步介绍3D打印建模基础、二维草图设计、三维零件设计、装配设计、曲面及曲面体设计、注射模具设计、逆向造型设计、熔融沉积型3D打印建模与打印要点。本书包含多个典型实例，注重实用性和技巧性，操作步骤清晰明确，配合PPT、微课视频等多媒体资源，使教与学更有效率。学生可以从零基础开始，实现3D 数字化建模从入门到精通。
本书可作为高等职业院校机械类专业的教材，也可作为从事机械设计的工程技术人员的参考和培训用书。
为便于教学，本书配有电子课件、微课视频、案例模型，选用本书作为教材的教师可登录wwwcmpeducom网站，注册后免费下载。

前言

二维码索引

第1章

3D打印建模基础

113D打印概述

1113D打印技术的原理

1123D打印技术的特点

1133D打印技术的工艺分类

1143D打印技术的应用现状

1153D打印技术的发展趋势

12UG NX软件概述

121软件工作界面

122软件基本设置

第2章

二维草图设计

21文件操作

211创建用户文件夹

212创建新的文件

213保存当前文件

214打开已有的文件

215关闭当前文件

22草图工作环境

221草图环境的常用术语

222进入与退出草图环境

223草图环境中的设置与菜单功能

23草图的绘制

24草图的编辑

25草图的约束

251草图约束的作用

252“约束”模块

253添加几何约束

254添加尺寸约束

255修改草图约束

26轴类零件草图的绘制

27叉架类零件草图的绘制

28盘盖类零件草图的绘制

拓展训练

第3章

三维零件设计

31基本操作

311布尔操作

312对象操作

313图层操作

32特征创建

321基础特征

322拉伸特征

323旋转特征

324扫掠特征

33特征操作

331倒角

332打孔

333拔模

334抽壳

335螺纹

336凸台

34特征变换

341缩放

342修剪体

343拆分体

344镜像

345阵列

346抽取

35模型测量

351测量距离

352测量角度

353局部半径

36模具零件的建模

37轴的建模

38楔块的建模

39肥皂盒的建模

310电蚊香盒的建模

拓展训练

第4章

装配设计

41装配概述

42装配导航器

43组件的装配约束

44装配的一般过程

441自底向上装配

442自顶向下装配

45部件的阵列

46装配干涉检查

47爆炸图

471新建爆炸图

472编辑爆炸图

473自动爆炸组件

474取消爆炸组件

475删除爆炸图

476创建追踪线

477切换爆炸图

48肘夹的装配

49带垫圈内六角螺栓的装配

410轻度压入夹具的装配

411滑板车的装配

拓展训练

第5章

曲面及曲面体设计

51曲面设计概述

52创建一般曲面

521创建拉伸和旋转曲面

522创建有界平面

523创建扫掠曲面

524创建网格曲面

525曲面特征分析

53曲面的偏置

54曲面的复制

55曲面的修剪

56曲面的延伸

57曲面的缝合

58曲面的实体化

59水壶的设计

510吊环的设计

511节能灯的设计

拓展训练

第6章

注射模设计

61注射模的分类和结构

62MoldWizard模块介绍

63注射模设计过程

64壳体零件成型零部件设计

65手机壳成型零部件设计

66上盖塑件注射模设计

拓展训练

第7章

逆向造型设计

71逆向工程概述

711逆向工程定义

712逆向工程工艺流程

713逆向工程应用领域

714逆向工程的发展方向

72三维扫描仪

721三维扫描仪的种类

722三维扫描仪的基本原理

723三维扫描仪的操作

724点云数据的后处理

73UG产品模型的重构技术

731曲线拟合

732曲面重构

733基于特征的模型恢复技术

74UG逆向造型的方法和技巧

741测点

742连线

743构面

744实体重构

745修补

75反光银碗的逆向造型

76汽车反光镜的逆向造型

拓展训练

第8章

熔融沉积型3D打印建模与打印要点

81Cura软件设置

811Cura软件的基本界面

812Cura软件的高级界面

813Cura软件模型调整窗口详解

82FDM 3D打印及设计注意事项

821打印层厚

822模型的设计壁厚

823支撑45°规则

824模型摆放与表面质量

825线宽

826调整打印方向以承受压力

827正确摆放模型

828间隙

83车载垃圾桶的设计

831无支撑实体——车载垃圾桶盖的设计

832有支撑实体——转接块及轴的设计

833薄壁实体——垃圾桶主体的设计

84无支撑实体——临时停车牌的设计

85薄壁实体——花瓶的设计

拓展训练

参考文献