創(chuàng)客之路之進(jìn)階創(chuàng)客工具篇（二）

之前兩篇?jiǎng)?chuàng)客之路的文章中，我們都講到了ICNC，一種桌面級(jí)的數(shù)字加工工具。今天我們來(lái)綜合的了解到底什么是數(shù)字加工工具，以及如何用數(shù)字加工工具完成我們的創(chuàng)意和想法。

在深入了解數(shù)字加工工具前，我們了解一些常用的術(shù)語(yǔ)詞匯。

CAD：Computer Aided Design，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。通過(guò)CAD軟件我們能夠設(shè)計(jì)和繪制2D或3D的平面圖或立體圖。

CAM：Computer Aided Manufacture，即計(jì)算機(jī)輔助制造。通過(guò)CAM軟件我們能夠?qū)⒌玫降脑O(shè)計(jì)的CAD文件轉(zhuǎn)換為機(jī)床可以識(shí)別的代碼文件（比如GCode）。

CNC：Computerized Numerical Control，數(shù)控機(jī)床控制器。一般CNC就是指數(shù)控機(jī)床，也可以是指數(shù)控機(jī)床的控制器，就是讀取GCode代碼并利用機(jī)器實(shí)現(xiàn)加工的。

數(shù)字加工工具的原理就是在電腦上完成創(chuàng)意想法（使用CAD軟件）然后在對(duì)應(yīng)的軟件里面，將文件轉(zhuǎn)換成數(shù)字加工工具可以識(shí)別的代碼（使用CAM軟件），然后將代碼放進(jìn)數(shù)字加工工具中，讓創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)。

常見(jiàn)的2D CAD軟件有：AutoCAD、illustrator、CorelDRAW、Inkscape這些矢量繪制軟件，其中Inkscape是開(kāi)源的圖形設(shè)計(jì)軟件。另外就是普通的位圖設(shè)計(jì)軟件，最突出的就是Photoshop，當(dāng)然windows自帶的畫(huà)寫(xiě)板也是不錯(cuò)的。

常見(jiàn)的3D CAD軟件有： solidworks、sketchup、3Dmax等。

這些2D、3D的CAD軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容均可以用來(lái)給我們的數(shù)字加工工具使用。而CAM軟件根據(jù)不同的產(chǎn)品，往往有不同的CAM軟件，一般與具體的產(chǎn)品配套使用，大多數(shù)產(chǎn)品一般都有獨(dú)立的CAM軟件。

好，在了解基礎(chǔ)概念后，進(jìn)入今天最重要的主題！

數(shù)字加工工具三劍客：數(shù)控機(jī)床、3D打印機(jī)、激光切割機(jī)。

一、數(shù)控機(jī)床

CNC（Computer Numerical Control）通常情況下指的就是數(shù)控機(jī)床，是指通過(guò)事先編輯的精確指令進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床最早起源于1940年的美國(guó)，并在20世紀(jì)的后50年不斷發(fā)展?，F(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床精度高、加工效率高、能實(shí)現(xiàn)多種造型的加工。

數(shù)控機(jī)床帶來(lái)的影響是巨大的，大至飛機(jī)、導(dǎo)彈，小至精密芯片都離不開(kāi)數(shù)控機(jī)床的幫助，我們可以認(rèn)為沒(méi)有現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的繁榮發(fā)展就沒(méi)有現(xiàn)代璀璨的工業(yè)文明。

數(shù)控機(jī)床可以通過(guò)軸數(shù)來(lái)區(qū)別，平時(shí)最常見(jiàn)的，同時(shí)數(shù)量也最多的數(shù)控機(jī)就是三軸數(shù)控機(jī)床，就是指具有3個(gè)移動(dòng)軸的機(jī)床；普通車(chē)床，就是其中一個(gè)移動(dòng)軸用旋轉(zhuǎn)軸替代；而五軸加工中心則是具有3個(gè)移動(dòng)軸，2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的加工機(jī)床。

車(chē)床與五軸加工中心

在創(chuàng)客實(shí)踐過(guò)程中，我們往往需要考慮到不同的材質(zhì)，來(lái)獲得不同的外觀和加工效果，數(shù)控機(jī)床是使用高速旋轉(zhuǎn)的刀具實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意制作，針對(duì)不同材質(zhì)的加工具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)數(shù)控機(jī)床還能自行雕刻電路板，是創(chuàng)客創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)的一大法寶。

在創(chuàng)客之路上里，高精度的桌面數(shù)控機(jī)床能讓創(chuàng)客之路更具創(chuàng)造力。

Tips1：在創(chuàng)客領(lǐng)域，桌面數(shù)控機(jī)床一定要選用操作簡(jiǎn)單易用的，過(guò)去的數(shù)控機(jī)床大多使用并口接口的電腦來(lái)控制（并口早在21世紀(jì)第一個(gè)十年就淘汰了），操作非常的不方便，另外一定要考慮產(chǎn)品的安全性，敞開(kāi)式的桌面CNC噪音大且安全沒(méi)有保證；

Tips2：在使用桌面CNC的時(shí)候，部分刀具比較鋒利，要注意操作安全；

Tips3：需要電路板應(yīng)急的時(shí)候，不妨試著用CNC雕刻一塊電路板來(lái)驗(yàn)證你的Demo作品吧。

二、3D打印機(jī)

3D打印技術(shù)近些年非常的火熱，我們從3D打印的原理、應(yīng)用和小技巧向大家介紹這類(lèi)產(chǎn)品。

3D打印機(jī)的原理：3D打印是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)增材加工的一種方式。增材的方式有很多，我們以最常見(jiàn)的FDM和SLA來(lái)介紹3D打印技術(shù)。

FDM(Fused Deposition Modeling 熔融沉積)

FDM熔融層積成型技術(shù)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時(shí)三維噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機(jī)器工作臺(tái)下降一個(gè)高度（即分層厚度）再成型下一層，直至形成整個(gè)實(shí)體造型。

SLA(Stereo Lithography Apparatus 光敏樹(shù)脂選擇性固化)

在液槽中充滿液態(tài)光敏樹(shù)脂，其在激光器所發(fā)射的紫外激光束照射下，會(huì)快速固化（SLA用的是紫外激光）。在成型開(kāi)始時(shí)，可升降工作臺(tái)處于液面以下，剛好一個(gè)截面層厚的高度。通過(guò)透鏡聚焦后的激光束，按照機(jī)器指令將截面輪廓沿液面進(jìn)行掃描。掃描區(qū)域的樹(shù)脂快速固化，從而完成一層截面的加工過(guò)程，得到一層塑料薄片。然后，工作臺(tái)下降一層截面層厚的高度，再固化另一層截面。這樣層層疊加構(gòu)成建構(gòu)三維實(shí)體。

3D打印機(jī)的應(yīng)用：一般我們可以用3D打印機(jī)制作任何你想象到的形狀，不管是復(fù)雜的人體牙齒，還是精細(xì)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)。

一般民用級(jí)別的3D打印機(jī)受限于材質(zhì)本身（一般材質(zhì)為PLA、ABS、樹(shù)脂等），無(wú)法制作出金屬質(zhì)感或者木工效果，也無(wú)法在材料的強(qiáng)度上得以提升，另外一般為了產(chǎn)品的精細(xì)的程度，不得不犧牲加工時(shí)間。這讓3D打印給了創(chuàng)客們無(wú)垠的創(chuàng)造星空，卻又同時(shí)讓創(chuàng)造戴上了鐐銬。

Tips：3D打印素材一般為三維模型，可以通過(guò)資源庫(kù)下載、自建模型或者3D掃描的方式獲得。

近些年的發(fā)展讓3D打印社區(qū)非常多，我們可以在各種社區(qū)上下載對(duì)應(yīng)的資源模型。（首推國(guó)外的www.thingiverse.com）

牙齒的模型直接建模是非常困難的，這個(gè)時(shí)候我們會(huì)用到三維掃描儀來(lái)獲得目標(biāo)的模型文件，這降低了復(fù)雜模型的建模門(mén)檻。

三、激光切割機(jī)

激光切割機(jī)的本質(zhì)是一款二軸的數(shù)控機(jī)床，只不過(guò)激光切割機(jī)將數(shù)控機(jī)床上的刀具，替換成了激光刀，通過(guò)高密度的激光刀實(shí)現(xiàn)耗材的雕刻和切割。

激光切割機(jī)沒(méi)有CNC加工耗材廣泛，也不如3D打印能實(shí)現(xiàn)多種立體造型和復(fù)雜曲面。但是激光切割機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)就是使用激光的過(guò)程中不用接觸物體表面，這讓激光能變的非?？?。

另外在數(shù)字加工工具中，因?yàn)榧す馇懈顧C(jī)的素材不涉及到3D文件的設(shè)計(jì)，所以軟件的使用和硬件的操作都更加簡(jiǎn)便，使用門(mén)檻更低，更易被學(xué)生掌握。

Tips：在創(chuàng)客領(lǐng)域，激光切割機(jī)選用帶有攝像頭功能的將能更好的排版耗材，也更方便使用。激光管功率和幅面都不用特別大，只要夠用就行了。

總結(jié)：在了解完三類(lèi)數(shù)字加工工具后，在創(chuàng)客實(shí)踐的大環(huán)境里面，我們希望通過(guò)幾個(gè)維度的比較能給讀者更直觀的體驗(yàn)。

綜上：數(shù)字加工工具三劍客，小編認(rèn)為是創(chuàng)客實(shí)踐過(guò)程中非常重要的利器，只要使用得當(dāng)必然可以讓創(chuàng)客之路走的更加順風(fēng)順?biāo)?/span>

本篇的最后，剖析一個(gè)精品小案例。

3D打印燈和鋼鐵俠燈

3D打印燈的底座使用ICNC雕刻櫸木臺(tái)，用3D打印完成了一個(gè)綠色透光度較高的燈罩，然后頂部的亞克力用iLaser切割。想要3D打印的透明度再高一些就使用更小的填充密度（使用2%的填充密度，有奇效）鋼鐵俠燈的底座使用ICNC雕刻9mm的奧松板制成，鋼鐵俠的圖案則是使用iLaser制作而成。

一個(gè)完整的創(chuàng)客產(chǎn)品除了他們精美的外殼以外，我們希望他們能具有聲光電的效果，也希望它們能夠變的更加智能，能夠更加貼近我們的生活。

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以上便是創(chuàng)客之路之進(jìn)階創(chuàng)客工具篇（二）的介紹希望可以幫助到大家，更多的數(shù)控知識(shí)，請(qǐng)關(guān)注我們。

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