CadQuery 库详细介绍
CadQuery 是一个基于 Python 的 参数化 3D CAD 建模 库，允许用户通过编写代码（而不是传统 GUI）来创建精确的 3D 模型 。它特别适用于 自动化设计、机械工程、3D 打印 等场景，提供强大的 程序化建模 能力。
1. CadQuery 的核心特点
✅ 基于 OpenCASCADE（OCCT） ：底层使用工业级几何引擎，确保高精度建模。
✅ 链式 API ：类似 jQuery 的语法，代码简洁直观。
✅ 参数化设计 ：支持变量、循环、条件判断，便于快速迭代设计。
✅ 支持多种导出格式 ：STL、STEP、OBJ、SVG 等，兼容主流 CAD 软件（如 FreeCAD、SolidWorks）。
✅ 与 Python 生态集成：可结合 NumPy、Matplotlib 等库进行高级计算和可视化。
2. 基本概念
(1) Workplane（工作平面）
CadQuery 的所有建模操作都从 Workplane 开始，它定义了初始坐标系（如 "XY"、"XZ"、"YZ"）。
python
import cadquery as cq
# 在 XY 平面上创建一个矩形
result = cq.Workplane("XY").rect(10, 20)(2) 基本几何体
box()：立方体cylinder()：圆柱sphere()：球体lineTo()/polyline()：绘制 2D 轮廓并拉伸
python
# 创建一个 10x20x5 的长方体
box = cq.Workplane("XY").box(10, 20, 5)(3) 布尔运算
cut()：差集（挖孔）union()：并集（合并）intersect()：交集
python
# 在立方体上挖一个圆柱孔
result = box.faces(">Z").circle(3).cutThruAll()(4) 倒角 & 圆角
fillet()：圆角（对边进行平滑处理）chamfer()：倒角（斜切边）
python
# 对立方体的所有垂直边进行圆角处理
result = box.edges("|Z").fillet(1.0)(5) 拉伸 & 旋转
extrude()：拉伸 2D 轮廓revolve()：旋转 2D 轮廓
python
# 绘制一个圆并拉伸成圆柱
result = cq.Workplane("XY").circle(5).extrude(10)3. 进阶功能
(1) 参数化建模
python
length = 30
width = 20
height = 10
# 使用变量定义模型
box = cq.Workplane("XY").box(length, width, height)(2) 复杂轮廓（2D 草图）
python
# 绘制一个 L 形轮廓并拉伸
result = (
cq.Workplane("XY")
.moveTo(0, 0)
.lineTo(10, 0)
.lineTo(10, 5)
.lineTo(5, 5)
.lineTo(5, 10)
.lineTo(0, 10)
.close()
.extrude(2)
)(3) 阵列（Pattern）
python
# 在立方体上打 4 个孔
result = (
cq.Workplane("XY")
.box(20, 20, 5)
.faces(">Z")
.rarray(8, 8, 2, 2) # (x间距, y间距, x数量, y数量)
.circle(2)
.cutThruAll()
)(4) 导出模型
python
# 导出为 STL（3D 打印）
cq.exporters.export(result, "model.stl")
# 导出为 STEP（CAD 软件兼容）
cq.exporters.export(result, "model.step")4. CadQuery vs. OpenSCAD
| 特性 | CadQuery | OpenSCAD |
|---|---|---|
| 语法 | Python（更灵活） | 专用语言（较局限） |
| 建模方式 | 链式 API | 函数式编程 |
| 几何引擎 | OpenCASCADE（OCCT） | CGAL |
| 学习曲线 | 中等（需 Python 基础） | 较陡（新语法） |
| 社区支持 | 活跃（GitHub、论坛） | 较成熟 |
| 适用场景 | 机械设计、参数化建模 | 简单 3D 打印模型 |
5. 适用场景
- 机械零件设计（齿轮、支架、外壳）
- 3D 打印模型优化（参数化调整尺寸）
- 自动化建模（批量生成变体模型）
- 教育（学习 CAD 与编程结合）
6. 学习资源
- 官方文档：CadQuery GitHub
- 示例库：CadQuery Examples
- FreeCAD 插件：可在 FreeCAD 中使用 CadQuery 脚本
总结
CadQuery 是 程序化 CAD 建模 的强大工具，适合 工程师、设计师、开发者 使用 Python 创建精确的 3D 模型。如果你熟悉 Python 并希望摆脱传统 CAD 软件的 GUI 限制，CadQuery 是一个绝佳选择！ 🚀
试试这个简单示例：
python
import cadquery as cq
# 创建一个带孔的 L 形支架
model = (
cq.Workplane("XY")
.box(20, 20, 5) # 底座
.faces(">Z")
.rect(15, 15)
.extrude(10) # 凸台
.edges("|Z")
.fillet(2) # 倒角
.faces(">Z")
.hole(5) # 钻孔
)
# 导出 STL 文件
cq.exporters.export(model, "bracket.stl")运行后，你会得到一个可用于 3D 打印的模型！