3D-печать с помощью SketchUp

Маркус Ритланд

3D-печать  
с помощью SketchUp

3D Printing  
with SketchUp

Real-world case studies to help you 
design models in SketchUp for 3D printing 
on anything ranging from the smallest 
desktop machines to the largest industrial 
3D printers

Marcus Ritland

BIRMINGHAM – MUMBAI

3D-печать  
с помощью SketchUp

Рассмотрение реальных ситуаций, которые 
помогут вам разрабатывать в SketchUp модели 
для 3D-печати на любых 3D-принтерах – 
от самых маленьких настольных до самых 
больших промышленных

Маркус Ритланд

Перевод с английского Петелина А. Ю.

Москва, 2020

УДК    004.92:004.42SketchUp
ББК    32.973.26-018.2
Р55

Р55     Ритланд Маркус

3D-печать с помощью SketchUp / пер. с англ. А. Ю. Петелина – М.: 
ДМК Пресс, 2020. – 136 с.: ил.

          ISBN 978-5-97060-741-1

Данная книга представляет собой руководство по подготовке 
моделей для 3D-печати в популярной программе SketchUp. Наряду 
с теорией (принципы 3D-печати и моделирования) читатель получит ряд практических навыков, позволяющий распечатывать трехмерные объекты для самых разных целей.
Автор рассматривает наиболее важные концепции дизайна моделей, предназначенных для 3D-печати: от толщины стенок и моделирования твердых тел до использования доступных моделей и 
их адаптации под нужды пользователя. Иллюстрации дают наглядное представление о процессе работы с 3D-моделями.
Издание адресовано тем, кто уже имеет базовые навыки работы в программе SketchUp и вкратце ознакомлен с приемами 
3D-моделирования.

Authorized Russian translation of the English edition of 3D Printing with 
SketchUp, ISBN 978-1-78328-457-3. Copyright ©Packt Publishing 2014. First 
published in the English language under the title '3D Printing with SketchUp'. 
This translation is published and sold by permission of Published by Packt Publishing Ltd., which owns or controls all rights to publish and sell the same.

Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами 
без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за 
возможные ошибки, связанные с использованием книги.

ISBN 978-1-78328-457-3 (англ.)                 Copyright © Packt Publishing, 2014.
ISBN 978-5-97060-741-1 (рус.)                  © Оформление, перевод на русский язык, 
 
           издание, ДМК Пресс, 2020

Оглавление

Об авторе .........................................................................................................8
О рецензентах .................................................................................................9
Предисловие от издательства ....................................................................10
Предисловие ..................................................................................................11

Что включает в себя эта книга ..................................................................................................12
Что потребуется для работы с этой книгой ..........................................................................13
Кому адресована эта книга .........................................................................................................13
Соглашения ........................................................................................................................................13
Отзывы читателей ...........................................................................................................................14
Поддержка читателей ...................................................................................................................14
Загрузка цветных изображений из этой книги ..................................................................14
Исправление замеченных опечаток .......................................................................................14
Нарушение авторских прав ........................................................................................................15
Вопросы ..............................................................................................................................................15

Концепции, которые должен знать каждый дизайнер 3D-печати .......16

Коротко о предпосылках 3D-печати ............................................................................17

Процесс 3D-печати ........................................................................................................................17

Что лучше – собственный принтер или использование сервиса печати? ... 19
Максимальное использование возможностей 3D-печати ................................. 21

Дизайн прототипов и готовых изделий .................................................................................22

Избегайте подводных камней 3D-печати ................................................................. 22
Выбор программы 3D-моделирования ...................................................................... 24
Резюме ..................................................................................................................................... 24

Настройки SketchUp для 3D-печати ..........................................................26

Загрузка и инсталляция SketchUp ................................................................................ 26

Интерфейс SketchUp .....................................................................................................................27

Настройки шаблона для быстрого моделирования и устранения  
проблем .................................................................................................................................. 29

Использование компонента 3D Printer Build Volume (Объема построения 
3D-принтера) ....................................................................................................................................31
Единицы измерений модели .....................................................................................................32
Сохранение шаблона по умолчанию ......................................................................................32
Использование разных стилей..................................................................................................33

Настройка панелей инструментов ............................................................................... 33

Минимизация диалоговых окон ...............................................................................................34

Установка и использование расширений ................................................................. 35

Установка дополнительных расширений ..............................................................................37

Быстрое упражнение ..........................................................................................................37

 Оглавление

Импорт файлов .STL .......................................................................................................................39

Резюме ..................................................................................................................................... 41

Из 2D-рисунка в 3D-модель ........................................................................42

Начинаем с 2D-эскиза ...................................................................................................... 42
Дизайн с учетом удобства печати ................................................................................ 42
Моделирование в SketchUp по эскизу ....................................................................... 43

Сохранение пошаговой истории разработки модели .....................................................46
Экспорт и печать модели .............................................................................................................48
Импорт векторной графики ........................................................................................................48
Изменение масштаба отдельной части .................................................................................49
Подсказка-бонус: правило выноса объемов под углом 45° для нитевых 
принтеров ..........................................................................................................................................50
Индивидуальная доработка дизайна .....................................................................................51

Резюме ..................................................................................................................................... 52

Понимание разрешения модели ................................................................53

Толщина стенок .................................................................................................................... 54
Моделирование вазы ........................................................................................................ 55

Построение профиля .....................................................................................................................56
Избегаем исчезновения поверхностей масштабированием модели .......................57
Создание толщин стенок ..............................................................................................................58
Понимание отсутствия «настоящих» кривых ......................................................................60
Магия работы инструмента Follow Me (Следуй за мной) ...............................................61
Объединение solid-объектов инструментом Outer Shell (Внешняя оболочка) .....63

Резюме ..................................................................................................................................... 68

Использование готовых моделей ..............................................................69

Использование компонентов SketchUp для экономии времени .................... 70

Сохранение модели в качестве компонента .......................................................................70

Онлайн-хранилища 3D-моделей .................................................................................. 72
Тематический пример  – модификация ключа для GoPro ................................. 73
Резюме ..................................................................................................................................... 78

Дизайн подставки под телефон .................................................................79

Переход в третье измерение .....................................................................................................80
Детализация модели, чтобы сделать её более интересной ..........................................81
Использование инструмента 3D Text .....................................................................................82
Отзеркаливание симметричных моделей ............................................................................83
Объединение групп инструментом Outer Shell ..................................................................83
Вырезание проема под шнур ....................................................................................................84
Правильная ориентация поверхностей .................................................................................87
Экспорт модели для печати ........................................................................................................88

Тестирование напечатанной модели .......................................................................... 88

Разработка улучшенного дизайна ...........................................................................................89
Копирование и масштабирование групп для создания сложных форм ..................90
Завершение и печать новой модели ......................................................................................91

Оглавление  7

Тестирование второй итерации ................................................................................................91

Резюме ..................................................................................................................................... 92

Импорт рельефа и печать в цвете .............................................................93

Работа с рельефами Google Earth ................................................................................ 93
Печать моделей в цвете ....................................................................................................97

Текстуры в сравнении с простыми цветами ........................................................................98
Работа с простыми цветами в SketchUp................................................................................99
Работа с текстурами в SketchUp ............................................................................................100
Экспорт модели для цветной печати ...................................................................................100

Резюме ...................................................................................................................................101

Моделирование архитектуры для 3D-печати ...................................... 102

Использование SketchUp для 3D-печати в сравнении  
с рендерингом ....................................................................................................................103
Тематическое исследование – 3D-печать модели, созданной  
для рендеринга ..................................................................................................................103

Проверка исходной модели ....................................................................................................104
Планирование модели ...............................................................................................................106
Использование групп и слоев для организации модели ............................................ 107
Построение стен стандартных толщин ...............................................................................108
Редактирование стеновых панелей для добавления деталей ..................................112
Ориентация частей для печати .............................................................................................. 117
Печать модели и бонусный комментарий .........................................................................119

Подготовка модели для полноцветной печати ....................................................122
Ориентация частей для печати ...................................................................................125
Печать на i.materialise .....................................................................................................125
Печать на Shapeways .......................................................................................................126
Полноцветная распечатка кабины.............................................................................126
Резюме ...................................................................................................................................128

Ресурсы для успешной 3D-печати .......................................................... 129

Поиск и устранение ошибок ........................................................................................129
Расширения SketchUp .....................................................................................................131

Где найти расширения ...............................................................................................................131
Расширения, упомянутые в книге .........................................................................................132
Больше полезных расширений ..............................................................................................133

Обучение SketchUp ..........................................................................................................133
Сопутствующие программы для 3D-печати ...........................................................133
Хранилища 3D-моделей .................................................................................................134
Услуги 3D-печати ...............................................................................................................134

Сервисы печати с торговой площадкой .............................................................................134
Услуги краудсорсинговых сервисов печати ......................................................................135

Свяжитесь со мной............................................................................................................135

Об авторе

Маркус Ритланд (Marcus Ritland) работает дизайнером и консультантом по 3D-печати в своем малом бизнесе «Denali 3D Design». 
С 2008 года использует SketchUp для архитектурной визуализации, 
а также обучает других работе в этой программе настолько успешно, что был выбран как «Top SketchUcator» на форуме SketchUcation. 
После освоения 3D-печати он включил ее в свой бизнес, продавая 
продукты 3D-печати в интернете и помогая другим владельцам 
малого бизнеса использовать эту технологию.

Он также проводит классы обучения SketchUp и конференции 
по 3D-печати. В настоящее время занимается совершенствованием знаний по вопросам дизайна для 3D-печати. Когда он не преобразует виртуальную модель в реальную форму, то его можно найти 
занимающимся фотографией и наслаждающимся природой.

О рецензентах

Брэдли Рубин (Bradley Rubin) начал использовать 3D-печать, получив степень бакалавра архитектуры степени в Сиракузском университете. Он работал как в цифровом, так и в реальном кинопроизводстве над такими фильмами, как This is 40, The Internship, The 
Muppets, Real Steel, The Hunger Games. В том числе он работал над 
несколькими фильмами в качестве консультанта по графическому 
дизайну и как иллюстратор и 3D-моделлер. Брэд провел три года 
в Бостоне, работая архитектором, а также добровольно занимаясь 
там вопросами архитектуры для детей и жителей города.

Крис Томпсон (Chris Thompson) начал свою карьеру в 3D-печати 
в Hive76 hackerpsace, где напечатал свой первый объект, смоделированный в SketchUp и напечатанный на Cupcake CNC. Он усовершентвовал свои навыки, создав RepRap и проводя семинары по 
3D-печати для новых пользователей. До этого он работал техническим руководителем студии NextFab в Филадельфии и экспертом 
в области цифрового производства. Он также успешно работает с 
meatcards.com. Его предыдущие должности дали ему опыт работы 
с лазерным гравировальным оборудованием, прекрасные навыки 
ручной работы и владение инструментами цифрового дизайна. 

Я хотел бы поблагодарить Валерию (Valeria), без которой 
ничего бы не состоялось.

Самсон Тью (Samson Tiew) является соучредителем The make 
lab – онлайн-сервиса цифрового производства, обслуживающего 
австралийский рынок. Придя из архитектуры, он определил нишу 
на рынке, направленную на то, чтобы сделать цифровое производство более доступным для отдельных пользователей. В дизайне и 
производстве он очень заинтересован экспериментальными и 
практическими идеями в этих областях.
The make lab – это платформа для дизайнеров и энтузиастов 
для изготовления и производства индивидуальных продуктов. 
Несмот ря на то что сервис специализируется на лазерной резке, 
персонал лаборатории поддерживает и другие цифровые технологии, такие как оборудование с ЧПУ и 3D-печать.

Предисловие от издательства

Отзывы и пожелания

Мы всегда рады отзывам наших читателей. Расскажите нам, что 
вы думаете об этой книге – что понравилось или, может быть, не 
понравилось. Отзывы важны для нас, чтобы выпускать книги, которые будут для вас максимально полезны.
Вы можете написать отзыв прямо на нашем сайте www.dmkpress.
com, зайдя на страницу книги, и оставить комментарий в разделе 
«Отзывы и рецензии». Также можно послать письмо главному редактору по адресу dmkpress@gmail.com, при этом напишите название книги в теме письма.
Если есть тема, в которой вы квалифицированы, и вы заинтересованы в написании новой книги, заполните форму на нашем 
сайте по адресу http://dmkpress.com/authors/publish_book/ или напишите в издательство по ад ресу dmkpress@gmail.com.

Список опечаток

Хотя мы приняли все возможные меры для того, чтобы удостовериться в качестве наших текстов, ошибки все равно случаются. Если 
вы найдете ошибку в одной из наших книг – возможно, ошибку в 
тексте или в коде, – мы будем очень благодарны, если вы сообщите 
нам о ней. Сделав это, вы избавите других читателей от расстройств 
и поможете нам улучшить последующие версии этой книги.
Если вы найдете какие-либо ошибки в коде, пожалуйста, сообщите о них главному редактору по адресу dmkpress@gmail.com, и 
мы исправим это в следую щих тиражах.

Нарушение авторских прав

Пиратство в интернете по-прежнему остается насущной проблемой. Издательства «ДМК Пресс» и Packt очень серьезно относятся к вопросам защиты авторских прав и лицензирования. Если вы 
столкнетесь в интернете с незаконно выполненной копией любой 
нашей книги, пожалуйста, сообщите нам адрес копии или вебсайта, чтобы мы могли применить санкции.
Пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу электронной почты 

dmkpress@gmail.com со ссылкой на подозрительные материалы.
Мы высоко ценим любую помощь по защите наших авторов, помогающую предоставлять вам качественные материалы.

Предисловие

Мое путешествие в увлекательный мир 3D-печати началось в 
2010 году, когда я принял участие в конкурсе дизайна для 3D-печати. 
Хотя я не стал победителем конкурса, зато обнаружил целый мир 
доступного каждому производства, где можно создавать практически любой дизайн с использованием технологии, которая когдато была доступна только крупным производителям.
Новая идея о том, что 3D-принтеры могут создавать не только 
прототипы, но и  конечные продукты, породила несколько предприятий, работающих по разовым заказам, что стимулировало 
спрос на трехмерную печатную продукцию и резко снизило цены 
на нее. Другим важным фактором в распространении 3D-печати 
явилось истечение сроков действия некоторых патентов, что способствовало новым разработкам дешевых 3D-принтеров.
Со временем я обнаружил, что навыки трехмерного моделирования для многих сложны в освоении, но достигнутое мастерство 
хорошо вознаграждается. Я также нашел, что почти невозможно 
получить техническую помощь в создании печатных моделей в 
SketchUp, так что сам занялся решением данной проблемы. По мере освоения этих задач я помогал в онлайн-сообществах другим 
пользователям, которые используют SketchUp для разработки своих моделей для печати, а в результате и мои навыки улучшились.
На этом раннем этапе развития массовой 3D-печати я вижу явную потребность в качественном обучении тому, как полностью 
применять потенциал принтеров. При этом наличие навыков 
3D-моделирования нетипично среди начинающих пользователей 
3D-принтеров, что часто создает им трудности с возможностями, 
доступными через печатные онлайн-сервисы.
Я искренне надеюсь, что это руководство избавит вас от многих 
трудностей, которые я испытал по ходу освоения дизайна моделей 
для печати. Трехмерный печатный плафон светильника на обложке этой книги был моим первым авторским дизайном специально 
для 3D-печати. Напечатанный по лазерной технологии запечения 
нейлона, плафон создает уникальный световой узор. Он был полностью разработан в SketchUp, и его сложная геометрия – отличный пример того, что доступно в 3D-печати.

 Предисловие

Что включает в себя эта книга

Глава 1 «Концепции, которые должен знать каждый 3D-дизайнер» 
является введением в различные процессы 3D-печати, каждый из 
которых имеет свои плюсы и минусы. Вы узнаете, где найти спецификации материалов для печати и выбрать нужный по своим потребностям.
Глава 2 «Настройки SketchUp для 3D-печати» рассказывает, как 
установить SketchUp и настроить Template (Шаблон), который 
позволяет эффективно моделировать для 3D-печати. И когда 
Extensions (Расширения) применены, вы создаете свой первый 
файл для 3D-печати.
Глава 3 «Из 2D-чертежа в 3D-модель» показывает, как импортировать изображение для начала моделирования и как точно отмасштабировать модель. Вы также узнаете об импорте векторных 
иллюстраций для начала работы над 3D-моделью.
Глава 4 «Понимание Model Resolution (Разрешения модели)» рассматривает сегментацию кривых в SketchUp и то, как сделать их 
в модели плавными. Вы узнаете о толщине стенки и способе сведения к минимуму расхода материала для печати. Наконец, вы 
узнаете, как использовать инструмент Outer Shell (Оболочка) для 
объединения отдельных простых деталей в единую модель.
Глава 5 «Использование готовых моделей» представляет онлайнхранилища 3D-моделей и объясняет, как максимально продуктивно использовать их для экономии времени. Вы узнаете также, как 
адаптировать существующие модели к своим потребностям.
Глава 6 «Дизайн подставки под телефон» представляет некоторые современные методы моделирования и объясняет, как сэкономить время построением только одной половины модели. Вы 
увидите, как работает методика постепенного уточнения до окончательного дизайна.
Глава 7 «Импорт рельефа и печать в цвете» показывает, как импортировать 3D-ландшафт из Google Earth (Google Планета Земля) и сделать такую модель Solid (Сплошной) для печати. Вы узнаете об однородных цветах и текстурах в SketchUp и о том, как это 
влияет на пакетирование модели для принтера.
Глава 8 «Моделирование архитектуры для 3D-печати» показывает, 
как использовать существующие архитектурные модели в качестве шаблонов для создания модели, пригодной для 3D-печати. Вы 

Предисловие  13

также узнаете, как разбивать модель на части для минимизации 
структур поддержки на настольном FFF-принтере.
Приложение «Ресурсы для успешной 3D-печати» содержит помощь по устранению ошибок и ссылки на другие ресурсы, которые 
помогут в создании 3D-моделей.

Что потребуется для работы с этой книгой

Нужно иметь установленный редактор SketchUp Pro или 
SketchUp Make и выполнять  условия лицензионного соглашения 
при использовании в коммерчес ких целях.  
Вам также необходимы, по крайней мере, базовые знания инструментов SketchUp. Если вы новичок в SketchUp, рекомендую 
книгу SketchUp for Dummies, Aidan Chopra, John Wiley & Sons или серию видеоуроков на www.go-2-school.com.

Кому адресована эта книга

Она адресована пользователям SketchUp, которым требуется 
физически реальное сохранение своих моделей. Это может понадобиться любителям в качестве хобби, разработчикам для тестирования прототипов изделий и всем, желающим изучить процессы 
3D-печати. 

Соглашения

В этой книге вы найдете несколько разных стилей текста, обозначающих различные виды информации. Вот несколько примеров.
Тексты кодов, имена таблиц баз данных, имена папок, имена 
файлов, расширения файлов, имена путей в файловой системе, 
URL-адреса, пользовательский ввод и Twitter-дескрипторы показаны следующим образом: «3D-модель экспортируется в формат, который может читать программа нарезки, обычно Stereolithography 
.STL».
Новые термины и важные слова выделяются полужирным 
шрифтом. Например, это слова, которые вы видите в меню или в 
диалоговых окнах, и они выделяются в тексте следующим образом: «Вы можете также легко сгладить импортированные модели, выбирая их группы и перемещая слайдер в диалоговом окне 
Soften Edges (Сглаживание ребер)».