openscad · diff
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name: openscad
description: "Use when creating 3D models programmatically via CSG (Constructive Solid Geometry) scripting — parametric parts, customizable designs for 3D printing. OpenSCAD: script-based 3D CAD using a declarative language rather than GUI modeling."
tags:
- 3d
- parametric
- csg
- scripting
- stl
- openscad
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> **项目地址：** <https://github.com/openscad/openscad>
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> **官网：** <https://openscad.org/>
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> **官方文档：** <https://openscad.org/documentation.html>
>
> **Cheatsheet：** <https://openscad.org/cheatsheet/>
>
> **许可证：** GPL-2.0+
## 概述
OpenSCAD 与传统 GUI CAD 的区别：
- **代码即模型**：所有几何由 .scad 脚本生成
- **CSG 内核**：基于 CGAL（精确）或新版 Manifold（更快）
- **三大基础**：原语 + 变换 + 布尔
- **强参数化**：变量、模块、函数、循环、列表推导
- **导入导出**：STL、OFF、DXF、SVG、AMF、3MF；可导入 STL 做处理
- **批处理**：CLI `openscad -o out.stl model.scad`
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## 安装
```bash
# Linux
sudo apt install openscad
# macOS
brew install --cask openscad
# Windows: 安装包
# 开发版（更快的 Manifold 内核）：<https://openscad.org/downloads.html#snapshots>
```
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## 基础语法
```scad
// 变量
length = 50;
width = 30;
height = 10;
// 立方体
cube([length, width, height], center = false);
// 球
sphere(r = 5, $fn = 64); // $fn 控制圆滑度
// 圆柱
cylinder(h = 20, r1 = 5, r2 = 10, center = true, $fn = 32);
// 文字
text("Hello", size = 8, font = "DejaVu Sans:style=Bold");
```
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## 变换
```scad
translate([10, 0, 0]) cube(5);
rotate([0, 0, 45]) cube(5);
scale([2, 1, 1]) cube(5);
mirror([1, 0, 0]) cube(5);
```
链式：
```scad
translate([20, 0, 0])
rotate([0, 90, 0])
cylinder(h = 10, r = 2);
```
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## 布尔（CSG）
```scad
union() { cube(10); translate([8,0,0]) cube(10); }
difference() { cube(10); translate([5,5,-1]) cylinder(h=12, r=2); }
intersection() { cube(10); translate([5,5,5]) sphere(7); }
```
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## 模块与函数
```scad
module hex(d = 10, h = 5) {
cylinder(h = h, r = d/2, $fn = 6);
}
// 阵列模块
module hex_grid(rows, cols, sp = 12) {
for (i = [0:rows-1])
for (j = [0:cols-1])
translate([i*sp, j*sp*sin(60), 0])
hex();
}
hex_grid(rows = 5, cols = 5);
// 函数（返回值）
function sq(x) = x * x;
echo(sq(5)); // → 25
```
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## 循环与列表
```scad
// for 循环
for (i = [0 : 30 : 360])
rotate([0, 0, i]) translate([20, 0, 0]) cube(2);
// 列表推导
points = [for (i = [0 : 0.1 : 6.28]) [10*cos(i*180/PI), 10*sin(i*180/PI)]];
polygon(points);
```
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## 2D → 3D
```scad
// 2D 多边形拉伸
linear_extrude(height = 5, twist = 30, scale = 0.5)
polygon([[0,0],[10,0],[10,10],[0,10]]);
// 旋转扫掠
rotate_extrude($fn = 100)
translate([20, 0, 0]) circle(r = 3);
// 导入 SVG 后拉伸
linear_extrude(height = 4) import("logo.svg");
```
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## 高级特性
### Hull 与 Minkowski
```scad
hull() {
translate([0,0,0]) sphere(2);
translate([20,0,0]) sphere(2);
}
minkowski() {
cube(10);
sphere(2); // 倒圆角效果
}
```
### Customizer（参数面板）
```scad
/* [Box] */
length = 50; // [10:1:200]
width = 30; // [10:1:200]
/* [Hidden] */
$fn = 64;
```
注释格式让 GUI 自动生成参数滑块。
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## 命令行（CI/批处理）
```bash
# 渲染 STL
openscad -o out.stl part.scad
# 传参覆盖
openscad -D 'length=80' -D 'width=40' -o out.stl part.scad
# 导出 PNG 预览
openscad -o preview.png --camera=0,0,0,55,0,25,150 --imgsize=800,600 part.scad
```
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## 性能优化
1. `$fn` 不要全局设过高，需要圆滑的对象再设
2. **Manifold 内核**（开发版）：选 Edit → Preferences → Features 启用，比 CGAL 快 10×+
3. **避免大量布尔嵌套**：使用 `hull()` 或 `minkowski()` 后立即缓存为模块
4. **复用模块**优于复制粘贴
5. **`use <lib.scad>`** 引入库不递归求值
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## 常用库
| 库 | 用途 |
|----|------|
| BOSL2 | 强大的几何工具集（齿轮/螺纹/金属件） |
| MCAD | 早期通用机械库 |
| NopSCADlib | 大量真实零部件（电机/轴承/PCB） |
| dotSCAD | 工程函数 / 多边形工具 |
| BezierScad | 贝塞尔曲线扫掠 |
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- $h$faq`
+ ## 常见问题
| 问题 | 解决 |
|------|------|
| 渲染极慢 | 启用 Manifold 内核；降低 `$fn` |
| 导出 STL 不闭合 | 检查布尔输入是否流形 |
| 中文文字 | `font = "Noto Sans CJK SC"` |
| `import("a.stl")` 慢 | 转换为 OFF 或预先 mesh decimation |
| 装配线性挤出失真 | `convexity` 参数加大 |
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## 典型工作流
### 工作流一：参数化机械零件设计
1. 定义全局变量：`length=50; width=30; height=10; hole_r=2;`
2. 编写基础几何模块：`module base() { cube([length, width, height]); }`
3. 编写特征模块：`module holes() { translate(...) cylinder(h=height+1, r=hole_r); }`
4. 在主模型中用 CSG 组合：`difference() { base(); holes(); }`
5. 添加 Customizer 注释暴露参数：`/* [Dimensions] */ length = 50; // [10:1:200]`
6. 渲染预览（F6），导出 STL（F7）
### 工作流二：CI 批量导出参数化模型
1. 编写参数化 `.scad` 文件，用 `-D` 传递参数
2. CI 脚本中安装 OpenSCAD 或使用 Docker 镜像
3. 遍历参数组合：`openscad -o out_${variant}.stl model.scad -D "length=${L}" -D "width=${W}"`
4. 选项：导出 PNG 预览 `openscad -o preview.png --camera=... --imgsize=800,600 model.scad`
5. 将输出 STL/PNG 上传为构建产物
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## AI 使用建议
- **推荐工作流模式**：AI 助手应将 OpenSCAD 模型组织为「全局参数 → 模块定义 → 主模型组合」的结构，利用 `module` 封装可复用组件。参数化面板用 `/* [ParamGroup] */` 注释格式暴露变量给 GUI Customizer。批处理使用 CLI `openscad -o out.stl model.scad -D 'param=value'`。
- **关键注意事项**：① `$fn` 不要全局设过高，仅对需要圆滑的对象单独设置；② 开发版启用 Manifold 内核（比 CGAL 快 10×+）；③ `import("a.stl")` 场景避免频繁重导入，应缓存为模块；④ 中文字体使用 `font = "Noto Sans CJK SC"`。
- **常用代码模式**：基础体：`cube([l,w,h])` / `cylinder(h, r, $fn=N)` / `sphere(r, $fn=N)`。布尔：`difference() { ... }`。变换：`translate([x,y,z]) rotate([ax,ay,az])`。参数暴露：`/* [Section] */ variable = default; // [min:step:max]`。
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## 相关技能
- **cadquery** — Python 参数化 CAD（BREP 内核，适合工业零件）：[../cadquery/SKILL.md](../cadquery/SKILL.md)
- **freecad** — 桌面参数化 CAD，含 GUI + Python 脚本：[../freecad/SKILL.md](../freecad/SKILL.md)
- **solvespace** — 轻量约束求解器建模，互补性工具：[../solvespace/SKILL.md](../solvespace/SKILL.md)
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## 参考资源
- 文档：<https://openscad.org/documentation.html>
- Cheatsheet：<https://openscad.org/cheatsheet/>
- 用户手册（Wikibook）：<https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual>
- 中文教程（znlgis）：<https://znlgis.github.io/cad/tutorial/openscad/>