译者前言

版权声明

这本小书作成时，FreeCAD 还在 0.17 版。这里讲的是比较基础的经验，其实对软件版本不太敏感。 虽然它已经是旧书，但它不是开放版权的，里面的内容不能随意修改，也不能用以生成新的材料。海外的中文使用者仍然需要在 KOBO 平台用 15 美金购买。中国大陆的读者可以在紫松鼠公司的网站下载 pdf 文件，也可以在 bookdown.org 读在线版。

关于作者

Brad Collette 在论坛上的名字是 Sliptonic。他 2010 年就参加了 FreeCAD 项目，是 CAM 功能 PATH 工作台的主程序员之一。在2013年他与朋友合著过第一本商业发行的 FreeCAD 图书 FreeCAD [How-to] Solid Modeling with the Power of Python。

目标对象

本书面向广义上的工匠，不限于机械和建筑等特定行业，不限于工程师和设计师等特定职业。哪怕是中小学生，只要你有一个想法，需要三维模型，以便做后续的分析和输出，那就可以借助 FreeCAD 这个工具。

本书名称虽然有发明者，但是不讲发明的思考过程，只是给发明者介绍一个有用的工具箱。本书虽然教 FreeCAD，但是并非套路实例，也不是大全指南，这里只介绍对发明者有用的功能，让他们先知其有，再自行探索。

总之，本书就像是一本特种菜谱，专门给新厨师讲解中式面点做法。之后则是“师父领进门，修行在个人”了。

篇章结构

本书正文有十五章，分为三部分。附录部分另有四章。

第一部分是概念，介绍三维建模的基本概念和建模经验。

三维工具长什么样，有没有表达式和引用，传统 2D 绘图怎么用，传统 3D 建模怎么用，属性建模怎么用？作者没有简单回答这些问题，而是基于经验教训，给出各种方法的适用对象，还有最佳实践技巧。即使是老工程师，如果不了解 FreeCAD，读了这一部分也会有所收获。

第二部分是技巧，通过复现经典发明来展示建模技巧。

阿基米德螺线，爱迪生的灯泡，蝙蝠侠的飞盘，贝尔的金属探测仪，特斯拉的轮机，它们是经典的发明。发明本身不是本书重点。在复制其模型的时候，发现和了解多种建模技巧，才是演示这些例子的目的。比如，用哪些参数生成螺线，怎样通过表达式调用表格数据，怎样导入照片描摹形状，如何处理有对称性的模型，怎样把部件之间的位置尺寸关联起来，怎样用一个草图驱动整个模型的主要尺寸？操练这一部分的例子，你会遇到挫折，也会豁然开朗，这就是熟练掌握 CAD 的过程，到最后你就有信心完成自己的模型了。

第三部分是应用，展示在三维模型基础上的应用层面可以有什么作为。

用于加工的话，可以画工程图，标注详细尺寸作为加工图纸；还可以生成指令或模型，给数控机床和 3D 打印机直接加工；用于分析和展示的话，可以做工程运算，用有限元方法做应变、受热、流体和电磁分析；也可以给材质贴纹理，打光后生成渲染图。另有一章讲 FreeCAD 内置的 Python 控制台，探索其它可能。

附录部分谈两方面的特性。一个方面是实体模型和线框模型各自的利弊，强调为 3D 打印导出文件时要用线框模型。另一个方面谈如何向 FreeCAD 导入三维和二维文件，讲解几种主要公开标准格式的利弊。

第一部分的概念是基础，第二部分的技巧是行路，第三部分的应用是落脚。发明者与工具箱的磨合，要走这样的旅程。

译者初衷

我想用一个月左右的时间，把 Sliptonic 的这本书翻译成中文版。初衷有三：

首先，饮水思源，涌泉相报。说实话，读了 Sliptonic 的书，我才开始用 FreeCAD。这本书的框架和小技巧都很好，但是 Sliptonic 的英语有点别扭，第三部分的例子从工程师眼中看来有点薄弱。我想通过翻译项目中的沟通，再版时我们也许有所改善。

其次，熟悉 FreeCAD 的维基和论坛。我最近翻译了一些 FreeCAD 的维基页面，但是总觉得在外围打转，也不知道哪里是重点。Sliptonic 的书提供了一个很好的路线图，将来我可以给出有关链接，把相应的 wiki 内容也翻译为中文。

最后，借用这个框架做推广培训。我想到师兄所在的大学去做一两场线下活动，给那里的学生们介绍这款开源的 CAD 工具，也许可以积累些课程材料。

FreeCAD 版本

FreeCAD 还在发展演化中，因此文档一旦写下来，就落后于软件的版本了。这本书目前基于 FreeCAD 的 0.17 版，所有的例子都用它测试过。

译者用以下的 FreeCAD 版本环境重做了书中的例子。

  • OS: Mac OS X
  • Word size of OS: 64-bit
  • Word size of FreeCAD: 64-bit
  • Version: 0.17.13541 (Git)
  • Build type: Release
  • Branch: releases/FreeCAD-0-17
  • Hash: 9948ee4f1570df9216862a79705afb367b2c6ffb
  • Python version: 2.7.14
  • Qt version: 5.10.1
  • Coin version: 4.0.0a
  • OCC version: 7.2.0
  • Locale: English/UnitedStates (en_US)

书中各章有项目示例，可以从这里下载完成后的文件。