znlgis 项目地址： https://github.com/openscad/openscad
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
安装
# 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>
基础语法
// 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");
变换
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：
translate([20, 0, 0])
rotate([0, 90, 0])
cylinder(h = 10, r = 2);
布尔（CSG）
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); }
模块与函数
module hex(d = 10, h = 5) {
cylinder(h = h, r = d/2, $fn = 6);
}
// 阵列模块
module hex_grid(rows, cols, sp = 12) {
for (i = [0:rows-1])
for (j = [0:cols-1])
translate([i*sp, j*sp*sin(60), 0])
hex();
}
hex_grid(rows = 5, cols = 5);
// 函数（返回值）
function sq(x) = x * x;
echo(sq(5)); // → 25
循环与列表
// for 循环
for (i = [0 : 30 : 360])
rotate([0, 0, i]) translate([20, 0, 0]) cube(2);
// 列表推导
points = [for (i = [0 : 0.1 : 6.28]) [10*cos(i*180/PI), 10*sin(i*180/PI)]];
polygon(points);
2D → 3D
// 2D 多边形拉伸
linear_extrude(height = 5, twist = 30, scale = 0.5)
polygon([[0,0],[10,0],[10,10],[0,10]]);
// 旋转扫掠
rotate_extrude($fn = 100)
translate([20, 0, 0]) circle(r = 3);
// 导入 SVG 后拉伸
linear_extrude(height = 4) import("logo.svg");
高级特性
Hull 与 Minkowski
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）
/* [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。
命令行（CI/批处理）
# 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
性能优化
$fn不要全局设过高，需要圆滑的对象再设- Manifold 内核（开发版）：选 Edit → Preferences → Features 启用，比 CGAL 快 10×+
- 避免大量布尔嵌套：使用
hull()或minkowski()后立即缓存为模块 - 复用模块优于复制粘贴
use <lib.scad>引入库不递归求值
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 |
常见问题
| 问题 | 解决 |
|---|---|
| 渲染极慢 | 启用 Manifold 内核；降低 $fn |
| 导出 STL 不闭合 | 检查布尔输入是否流形 |
| 中文文字 | font = "Noto Sans CJK SC" |
import("a.stl") 慢 |
转换为 OFF 或预先 mesh decimation |
| 装配线性挤出失真 | convexity 参数加大 |
典型工作流
工作流一：参数化机械零件设计
- 定义全局变量：
length=50; width=30; height=10; hole_r=2; - 编写基础几何模块：
module base() { cube([length, width, height]); } - 编写特征模块：
module holes() { translate(...) cylinder(h=height+1, r=hole_r); } - 在主模型中用 CSG 组合：
difference() { base(); holes(); } - 添加 Customizer 注释暴露参数：
/* [Dimensions] */ length = 50; // [10:1:200] - 渲染预览（F6），导出 STL（F7）
工作流二：CI 批量导出参数化模型
- 编写参数化
.scad文件，用-D传递参数 - CI 脚本中安装 OpenSCAD 或使用 Docker 镜像
- 遍历参数组合：
openscad -o out_${variant}.stl model.scad -D "length=${L}" -D "width=${W}" - 选项：导出 PNG 预览
openscad -o preview.png --camera=... --imgsize=800,600 model.scad - 将输出 STL/PNG 上传为构建产物
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 CLIopenscad -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×+）；③import("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]。
相关技能
- cadquery — Python 参数化 CAD（BREP 内核，适合工业零件）：../cadquery/SKILL.md
- freecad — 桌面参数化 CAD，含 GUI + Python 脚本：../freecad/SKILL.md
- solvespace — 轻量约束求解器建模，互补性工具：../solvespace/SKILL.md
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/