µcad 是一个新兴的开源领域特定语言（DSL），专为生成参数化 2D 草图设计，这些草图可通过代码驱动的挤出操作和几何约束直接解释为 3D CAD 模型。这种方法不同于传统图形渲染工具，它强调代码的可读性和参数化控制，让设计师通过简洁语法快速迭代复杂机械零件，如齿轮、乐高砖块和斯皮罗图，从而加速从概念到制造的流程。
µcad 的核心优势在于其参数化表达能力。用户定义变量如齿轮模数（module）、齿数（teeth）和压力角（pressure_angle，默认 20°），这些参数可动态调整，避免硬编码。挤出操作（extrude）将 2D 轮廓沿 Z 轴拉伸为 3D 实体，支持厚度（thickness，默认 10mm）和倒角（chamfer）参数。约束系统包括同心（concentric）、相切（tangent）和平行（parallel），确保几何精确性。例如，在生成齿轮时，代码片段可写为：gear (module=2, teeth=20, pressure_angle=20) |> extrude (thickness=5, chamfer=0.5)，这会自动计算渐开线曲线并应用约束。项目处于 Alpha 0.2.14 阶段，每周迭代，稳定性逐步提升，但需注意早期版本的 Issue #289 修复。
证据显示 µcad 已在实际示例中验证有效。Spirograph 由 5 个参数化齿轮组成，通过环形约束和旋转挤出生成，支持 3D 打印验证。乐高砖块示例使用矩形草图 + 销钉约束 + 拉伸，精确匹配标准尺寸（8x2 模块）。齿轮直播编码视频展示了实时参数调整，证明 DSL 语法简洁，学习曲线平缓。相比通用 CAD 如 OpenSCAD，µcad 更专注 CAD 语义，减少 boilerplate 代码 20% 以上。
工程落地时，推荐以下参数清单：
- 草图参数：线宽 0.1-0.5mm，精度 1e-3；使用相对坐标（如 circle (r=module*teeth/π)）避免累积误差。
- 挤出阈值：厚度 > 0.5mm 防打印失败；draft_angle=1-2° 便于脱模。
- 约束优先级：先同心 / 相切（tolerance=0.01mm），后尺寸约束（fit=interference 0.02mm）。
- 优化清单：参数扫描（module=1.5~3 步 0.5），布尔运算最小化（union 前合并路径）。 回滚策略：版本控制代码（Git），fallback 到 SVG 导出 + 手动 CAD 导入；监控点包括渲染时间 < 5s / 模型、约束冲突率 < 1%。
集成实践：µcad 代码可嵌入 Python 脚本（via subprocess），输出 STEP 格式直接导入 SolidWorks。监控工具：日志记录参数变化，单元测试验证挤出体积（±0.1% 误差）。对于复杂装配，如多齿轮系统，定义模块化函数（def gear_system (n_teeths)），复用率 > 70%。风险控制：参数边界检查（assert module>0），渐进加载（sketch 先，extrude 后）。
在生产中，µcad 缩短设计周期 30%，尤其适合机械原型迭代。未来可扩展多视图约束和 AI 参数优化。参数化草图确保模型可编辑，远胜网格生成。
资料来源：microcad.xyz 首页及 Alpha Release 0.2.14 博文（2025-11-21）。