CadQuery中扫掠操作(Sweep)的正确使用方法

扫掠操作的基本概念

在3D建模中，扫掠(Sweep)是一种常见的建模技术，它通过沿着一条路径移动一个截面形状来创建三维对象。CadQuery作为一款基于Python的参数化CAD建模框架，提供了强大的扫掠功能，但在使用过程中需要注意一些关键细节。

常见问题分析

许多用户在尝试使用CadQuery的扫掠功能时会遇到以下典型问题：

1. 扫掠结果与预期路径不符
2. 生成的几何体出现断裂或空洞
3. 复杂路径扫掠失败

这些问题通常源于两个主要原因：截面与路径的对齐问题，以及扫掠参数的配置不当。

解决方案

截面与路径的对齐

在进行扫掠操作前，必须确保截面形状与扫掠路径正确对齐。在CadQuery中，工作平面的选择至关重要。例如：

# 路径在XY平面
path = cq.Workplane("XY").polyline([...])
# 截面在XZ平面
profile = cq.Workplane("XZ").rect(5,5)

这种情况下，需要将截面平移到路径起点位置：

profile = cq.Workplane("XZ").rect(5,5).translate(path[0])

多截面扫掠参数

对于包含非直线段的复杂路径，必须启用multisection参数：

swept = profile.sweep(poly, multisection=True)

这个参数告诉CadQuery在路径变化处创建多个截面，确保扫掠体连续完整。

实际应用示例

以下是一个完整的工作示例，展示了如何正确执行扫掠操作：

import cadquery as cq

# 定义路径点
path_points = [
    (113.479, 63.648),
    (113.479, 34.138),
    (113.443, 33.092)
]

# 创建路径
path = cq.Workplane("XY").polyline(path_points)

# 创建截面并对齐到路径起点
profile = cq.Workplane("XZ").rect(5,5).translate(path_points[0])

# 执行扫掠操作
result = profile.sweep(path, multisection=True)

最佳实践建议

1. 始终检查截面与路径的工作平面是否匹配
2. 对于复杂路径，务必使用multisection=True参数
3. 可以先从简单路径开始测试，逐步增加复杂度
4. 使用makeSolid=True参数可以确保生成实体而非壳体

通过掌握这些关键点，用户可以充分利用CadQuery强大的扫掠功能，创建出各种复杂的3D模型。