学习背景
使用3D打印机，可以打印出具有活动关节的模型。齿轮、车轮等结构均可以一次打印成型（如图）。我们这次将使用3dMax软件的超级布尔命令，制作一个能活动的同心圆模型。

教学目标
知识与技能：区分三维模型的“并集”和“差集”的作用；使用超级布尔命令制作模型；能够独立操作新建“管状物”“圆锥体”等基本图形任务，并修改相关参数；参照教师演示，完成“移动对称轴”“镜像”操作。
过程与方法：经历观察活动关节实体模型，推测活动关节模型制作要点。
情感态度与价值观：在制作的过程中，养成严谨操作的习惯。
教学重点与难点
教学重点：使用超级布尔命令制作模型。
教学难点：通过“移动”“移动对称轴”“镜像”“相对移动”等操作准确定位模型。
教学准备
本课将制作过程录制成两段微视频。
微视频一：《用3dMax制作活动关节模型1——建立基本图形》，介绍基本图形的建立，并如何将其放到正确的位置。
微视频二：《用3dMax制作活动关节模型2——布尔运算》，介绍如何运用布尔运算将这些模型组合起来。
教学过程
1.观察3D打印制作的活动模型，了解本课需要制作的内容
很多人也许想不到，3D打印能直接打印出可以活动的模型，这节课我们就尝试制作一个。
教师事先打印若干这样的模型，让学生把玩一下。学生可以借此对本课制作的模型有一个感性认识，并对此产生兴趣。
2.学习“布尔运算”，掌握“并集”与“交集”操作的使用
从二维图形的布尔运算开始学习，引申到三维模型。掌握三维模型的“并集”与“交集”的用途。
教师可以通过选择题，检验学生对此知识的掌握程度。
3.制作基本形状，熟练操作新建基本图形和修改参数
此阶段，我们先制作3个圆环（管状物）和一个圆锥体，并让这些图形对齐到合适位置。
4.制作剩下的七个圆锥体，学习使用“移动对称轴”“镜像”“相对移动”等操作
新建圆锥体虽然很简单，但是把它放在需要的位置并不简单。通过“移动对称轴”“镜像”“相对移动”等操作可以快速方便地定位，减少误差。但是对操作者的空间想象能力有一定的要求。
5.用布尔运算将基本图形合并起来
学生此前学习过布尔运算，本次使用只需注意正确选择“并集”和“差集”。
6.学生自由创作
教师提供一些修改建议，让学生借此制作出属于自己的模型。制作的模型可以有多个同心圆的活动关节、车轮模型等。
案例详解
一、制作3个圆环（管状物）
1.制作一个管状物
打开3dMax软件，选择“创建”—“几何体”—“管状体”，在顶视图绘制一个管状物，修改参数依次为：60mm、50mm、10mm，边数改为50，让作品更精致。（如图1）

图1
2.制作第二、第三个管状物
用复制粘贴的方法克隆管状物，注意在克隆功能框选项中选择“复制”。（如图2）半径分别改为（47，37）和（34，24）。

图2
3.将3个圆环置于坐标原点
全选3个圆环，选择移动工具，在数据框直接输入x、y为“0”。需要注意的是此时需要保证是“绝对模式变换输入”（如图3）。

图3
二、制作一个圆锥体（可以参看视频1）
接下来，我们要在“前视图”界面制作一个圆锥体。
1.选择“创建”—“几何体”—“圆锥体”，在前视图绘制一个圆锥体，修改参数依次为：5mm、0mm、15mm（如图4）。

图4
2.在顶视图界面中，选中圆锥体，选择外圈采用对齐操作。对齐参数为“x、z、中心对齐中心”。
3.在顶视图界面中，选中圆锥体，选择对齐操作，选择外圈。对齐参数为“位置y、当前最小目标最小”。（如图5）

图5
三、制作剩余的七个圆锥体（可以参看视频1）
七个圆锥体，也可以像第一个一样制作，但是耗时太长。我们尝试用“镜像”“旋转”等方法来制作。
1.更改圆锥体1的对称轴。选中圆锥体1，选择“层次”—“仅影响轴”，将“轴”移动到坐标原点。（如图6）

图6
2.用“镜像”方式制作圆锥体2。选中圆锥体1，选择“镜像”—镜像轴Y的复制方式。（如图7）
3.同样的方法复制出圆锥体3、4，并旋转90°。使用角度捕捉或直接手动输入度数。（如图8）
4.将圆锥体3、4向内移动13mm。
5.复制出圆锥体5、6、7、8，并向内移动2mm。

图7

图8
四、用布尔运算合并图形（可以参考视频2）
1.最外圈用布尔运算的“差集”挖去两个圆锥体。
2.最内圈用布尔运算的“并集”加上两个圆锥体。（如图9）
3.中间圆环既需要用“并集”，也需要用“差集”。

图9
五、容易出现的问题
1.这个模型制作难度并不大，但是需要特别细心，注意尺寸、位置，以及x、y、z轴。
2.移动时，直接输入坐标需要特别注意当前坐标是绝对坐标还是相对坐标。
3.如果被选择对象重叠在一起不容易选中，可以使用“按名称选择”。

建立基本图形过程视频

布尔运算过程视频