Бесплатные программы для 3D-моделирования под 3D-печать: что выбрать

Коротко: для 3D-печати хватает бесплатных программ. Для простых деталей и первого знакомства — Tinkercad в браузере. Для точных механических деталей — FreeCAD (полностью бесплатный) или Fusion по личной лицензии (некоммерческая, с ограничениями), а также Onshape в браузере (бесплатно с публичными документами). Для фигурок и органических форм — Blender. Для параметрических моделей кодом — OpenSCAD. Ниже — разница между CAD и полигональным моделированием, обзор каждой программы, ограничения бесплатных версий, требования к компьютеру, пример и с чего начать.

Два подхода: CAD и полигоны

Программы для 3D-моделирования делятся на два больших лагеря. CAD (системы автоматизированного проектирования) строят модель из эскизов с точными размерами и операций: выдавить, вырезать, скруглить. Изменили размер в эскизе — вся модель пересчиталась. Это идеально для корпусов, кронштейнов, шестерёнок и всего, что должно куда-то подходить. Полигональные программы работают с сеткой из треугольников, как с глиной: можно лепить, тянуть, сглаживать. Это путь для фигурок, персонажей, животных и всего «живого». Для 3D-печати оба подхода дают одинаковый результат — файл STL или 3MF.

Сравнение

Для простых деталей

Tinkercad

Бесплатный, в браузере, на русском, от Autodesk. Модели собираются из кубов, цилиндров и текста; отверстия — «вычитанием» одной формы из другой. Первая деталь — за 15 минут: табличка с надписью, простой держатель, заглушка. Ограничение — сложные скругления и точные параметры здесь делать неудобно. Tinkercad для начинающих.

SketchUp Free

Браузерная версия для архитектуры и мебели. Удобно рисовать по стенам и плоскостям. Для печати нужно следить за замкнутостью модели — SketchUp легко создаёт «дырявые» поверхности; для механики неудобен. SketchUp для 3D-печати.

Для точных деталей (CAD)

FreeCAD

Полностью бесплатный, открытый, работает офлайн на Windows, macOS и Linux, без ограничений для коммерции. С выходом версии 1.0 программа стала заметно стабильнее и удобнее. Порог входа выше, чем у Fusion, но это единственный полноценный параметрический CAD без каких-либо лицензионных ограничений. FreeCAD для начинающих.

Fusion

Удобный параметрический CAD с массой уроков, в том числе на русском. Личная лицензия бесплатна для некоммерческих проектов, с ограничениями функций и количества редактируемых документов. Если планируете продавать модели или печать — нужна платная лицензия. Fusion для 3D-печати.

Onshape

Профессиональный CAD в браузере, работает даже на слабом ПК и планшете, проекты хранятся в облаке. В бесплатном плане документы публичные — любой может их найти и скопировать. Для личных проектов это обычно не проблема. Onshape.

КОМПАС-3D

Отечественный CAD: учебная версия для студентов, недорогая Home для дома. Удобен тем, кто учит черчение по ГОСТ. КОМПАС-3D для 3D-печати.

Для моделей кодом

OpenSCAD — модель описывается текстом с переменными: «куб 50 на 30 на 20, минус цилиндр диаметром 8». Идеально для коробок, органайзеров, держателей под любые размеры: поменяли переменную — получили новую модель. Многие генераторы моделей на Printables и MakerWorld работают на OpenSCAD. OpenSCAD, параметрические модели.

Для фигурок и органики

• Blender — бесплатный «комбайн»: моделирование, скульптинг, подготовка к печати (дополнение 3D Print Toolbox проверяет толщину стенок и ошибки сетки). Порог входа высокий, но уроков огромное количество. Blender для 3D-печати.
• Nomad Sculpt — не бесплатный, но недорогой; скульптинг на планшете стилусом. Скульптинг.

Для подготовки и ремонта

• Слайсеры (Orca, Bambu Studio, PrusaSlicer, Cura) — разрез, простые формы, текст, ремонт. Слайсеры.
• Meshmixer — ремонт и правки сеток. Meshmixer.

Мобильные и онлайн-варианты

Моделировать можно не только на компьютере. На планшете с iPad или Android удобно лепить в Nomad Sculpt или работать в браузерном Onshape. Простые модели собираются в Tinkercad на любом устройстве с браузером. Есть и онлайн-генераторы: на MakerWorld и Printables многие модели можно настроить прямо на сайте — ввести размеры коробки, текст таблички или количество ячеек органайзера — и скачать готовый STL без всякого моделирования. Для типовых задач это часто быстрее, чем открывать CAD. MakerWorld, Printables.

Нейросети вместо моделирования

Появились сервисы, которые делают 3D-модель по фото или текстовому описанию. Для фигурок, сувениров и декора результат бывает неплохим, особенно после доработки в Blender или Meshmixer. Для деталей с точными размерами нейросети пока не подходят — там нужен CAD. 3D-модель по тексту, 3D-модель по фото.

Форматы файлов

• STL — универсальный формат для печати: только геометрия, без цвета и единиц измерения.
• 3MF — современный формат: хранит цвета, единицы, несколько моделей и настройки слайсера. Его используют Bambu Studio, Orca и PrusaSlicer.
• STEP — формат CAD: хранит точную геометрию, его можно редактировать в другой CAD-программе. Обменивайтесь STEP, если модель будут дорабатывать.
• OBJ — сетка с текстурами и цветом, частый формат для сканов и моделей из Blender.

Из CAD сохраняйте рабочий файл программы и STEP, а для печати экспортируйте STL или 3MF. Тогда модель всегда можно будет изменить. STL-файл, STL в STEP.

Платные программы: когда нужны

Бесплатных программ хватает почти для всего, что печатают дома. Платные нужны в трёх случаях: коммерческая работа на Fusion (нужна платная лицензия), профессиональное проектирование в команде с чертежами по стандартам (SolidWorks, КОМПАС-3D, Inventor) и профессиональный скульптинг персонажей и коллекционных фигурок (ZBrush). Для студентов большинство профессиональных CAD доступны бесплатно по учебной лицензии — это хороший способ освоить отраслевой стандарт. SolidWorks для 3D-печати.

Требования к компьютеру

Tinkercad и Onshape работают в браузере и подходят даже для старого ноутбука. FreeCAD и Fusion комфортно работают на компьютере с 8 ГБ оперативной памяти и любой современной видеокартой; для больших сборок лучше 16 ГБ. Blender для скульптинга мелких деталей требовательнее: 16 ГБ памяти и дискретная видеокарта заметно ускоряют работу. Для OpenSCAD ресурсы почти не важны, кроме очень сложных моделей.

С чего начать

Совет: сначала сделайте 2–3 простые детали в Tinkercad, затем переходите в Fusion или FreeCAD, когда понадобятся точные размеры, скругления и параметры. Правила моделей для печати — проектирование под 3D-печать, как сделать 3D-модель для печати.

Как учиться быстрее

• Повторяйте за уроком, затем сделайте своё. Посмотрели урок по держателю — сразу смоделируйте держатель для своей вещи.
• Печатайте то, что смоделировали. Реальная деталь сразу покажет ошибки в размерах и зазорах — это лучший учитель.
• Изучите основные операции. В CAD — эскиз, ограничения размеров, выдавливание, вырез, скругление, фаска, массив. Этого хватает для 80 % бытовых деталей.
• Разбирайте чужие модели. Многие авторы выкладывают исходники в STEP или файлах Fusion и FreeCAD — посмотрите, как они построены.
• Сохраняйте версии. Перед большими изменениями сохраняйте копию — вернуться к рабочему варианту будет просто.

Если учиться некогда, а деталь нужна — модель можно заказать по чертежу, фото или образцу. 3D-моделирование на заказ.

Пример: держатель под размер

Нужен держатель для фена на стену ванной. Шаг 1: замер — диаметр ручки фена 42 мм, расстояние между дюбелями 60 мм. Шаг 2: в FreeCAD эскиз кольца с внутренним диаметром 44 мм (зазор 1 мм на сторону), толщиной стенки 4 мм и пластиной с двумя отверстиями под саморезы, выдавливание на 15 мм, скругления кромок 1 мм. Шаг 3: экспорт в STL, печать из PETG. Через неделю выяснилось, что фен купили новый, с ручкой 48 мм, — изменили один размер в эскизе, модель пересчиталась за секунду, перепечатали. В Tinkercad то же самое пришлось бы собирать заново. Что напечатать для ванной.

Типичные ошибки новичков

• Начинать сразу с Blender для механических деталей. Точные размеры там делать неудобно — для этого есть CAD.
• Моделировать без зазоров. Деталь, которая должна надеваться на трубу, делайте на 0,2–0,5 мм больше. Допуски.
• Тонкие стенки меньше 0,8 мм — для FDM-принтера с соплом 0,4 мм это предел.
• Незамкнутые модели из SketchUp и Blender — проверяйте перед печатью.
• Учиться без цели. Быстрее всего осваивают программу на реальной задаче: нужен держатель — моделируем держатель.

Видео по теме

• Программы для 3D-моделирования под FDM-печать — канал 3DIY.
• Как сделать 3D-модель для печати: уроки FreeCAD — канал ID-Craft.
• Как выбрать софт под 3D-печать — канал Skyworker’s 3D guides.
• Топ-6 программ для 3D-проектирования — канал «Сергей Техно Шоу».

Без моделирования

Часто нужная модель уже есть — где скачать 3D-модели, или её можно сделать по фото — 3D-модель по фото. А сложную модель — заказать.

Частые вопросы

Какая бесплатная программа лучше для 3D-печати?

Для начала — Tinkercad, для точных деталей — FreeCAD или Fusion по личной лицензии, для фигурок — Blender.

Есть ли полностью бесплатный CAD без ограничений?

Да, FreeCAD — бесплатный и открытый, в том числе для коммерции.

Можно ли моделировать на слабом компьютере?

Да, Tinkercad и Onshape работают в браузере.

В какой программе делать фигурки?

В Blender (бесплатно) или Nomad Sculpt на планшете.

Можно ли продавать модели, сделанные в бесплатной программе?

Зависит от лицензии программы: FreeCAD, Blender, OpenSCAD — да, Fusion Personal — нет.

Что выбрать новичку без опыта?

Tinkercad: простой, на русском, работает в браузере, есть встроенные уроки.

Сколько времени нужно, чтобы научиться?

Простые детали в Tinkercad — с первого вечера. Уверенная работа во FreeCAD или Fusion — несколько недель практики на реальных задачах. Скульптинг в Blender — месяцы.