3D打印简介

介绍

3D 打印是指使用计算机操作的机器通过连接或固化材料来创建三维物体的多种过程，通常逐层进行，直到整个物体完成。3D 打印通常也称为增材制造。

尽管在该技术发展的早期，3D 打印似乎被视为一种仅适用于美观原型的昂贵工艺，但在过去几年中，增材 3D 打印背后的技术已经发展到令人印象深刻的规模，降低了门槛，使其更受欢迎，并且对最终用户来说更实惠。

为何选择 3D 打印

我最初接触 3D 打印是因为我对电子产品的兴趣。3D 打印为爱好者和创客打开了一个新世界，因为它降低了制作原始原型的门槛。但 3D 打印的用途远不止于原型设计；你还可以用它来修理家里的物品，用不同的材料制作实用的工具和适配器，用来装饰，甚至为孩子们制作有趣的原创玩具。

最令人兴奋的是，您可以在MyMiniFactory和Thingiverse等网站上免费下载数千个现有模型，并且您可以随时使用 3D 软件甚至使用代码创建自己独特的设计！

工作原理

目前有多种不同的 3D 打印方法，但我们将重点介绍 FDM 3D 打印，因为这是当今最流行的方法。

FDM 代表熔融沉积成型，实际上意味着通过喷嘴挤出连续的熔化材料流（通常是塑料长丝），并立即凝固，与印版上的现有层融合在一起。

这是一个缓慢的过程，但结果却令人印象深刻。下面的延时摄影可以更好地展示它的工作原理。这幅作品大约花了20个小时完成：

选择3D打印机

我不是在给你建议买哪款打印机。你可以去看看YouTube视频，了解一下相关知识，想想你打算用它做什么。市面上有很多3D打印机，价格各异，从几百美元到几千美元不等。不过，我们有一台Prusa i3 MK3S（MK3升级版），我们对它非常满意。

套件还是组装件？

如果您想要“即插即用”的设备（差不多，因为它们通常仍然需要校准），您应该考虑购买已组装好的打印机。它们价格更高，但您可以节省大量时间和精力来组装所有部件——即使有最好的文档，对于初学者来说，正确组装所有部件仍然相当困难。

但这绝对是可能的，所以如果你想省一些钱并且不着急（意思是：你有时间和耐心仔细组装东西）你应该购买该套件。

我们选择了 Prusa MK3，很高兴我们选择了这套工具。组装这套工具的过程让我们受益匪浅！这套工具最大的优点在于它能让你学到很多关于这台机器的知识。从机械角度来说，你能更好地理解它的工作原理。如果机器坏了，或者出现了什么问题，你就能更好地理解发生了什么，甚至可能修复它。

3D打印耗材

要用 3D 打印机打印东西，你需要 3D 打印耗材。这些耗材通常以卷装出售，并按重量计量（例如 1 公斤卷、500 克卷……）。市面上有很多不同的品牌和材料，其中最受欢迎的是 PLA。

PLA 是最容易打印的材料。其他材料，例如 ABS，打印起来可能相当困难，需要特殊的条件，例如稳定的室温和非常热的打印床。

PETG是另一个易于打印且比 PLA 具有更高耐受性的好选择。PETG 适用于不易破碎的物品以及必须承受较高温度或暴露在户外的物品。

其他材料包括柔性线材、铜浸渍材料（也包括其他金属）、碳纤维等等。这些材料通常打印起来比较困难，用于特殊用途。

3D打印软件

3D 打印需要特殊的软件，才能将我们从MyMiniFactory等网站下载的 STL 文件转换为 3D 打印机能够识别的 GCODE 文件。将 STL 文件转换为 GCODE 的过程称为切片。Slic3r 是一款常用的切片程序，对于拥有 Prusa 打印机（无论是原装还是衍生型号）的用户，还可以使用PrusaSlicer 。

要创建原创模型，你可以使用 3D 建模软件——市面上有很多软件可供选择。下面的延时摄影视频展示了我使用 Freecad 为女儿设计一个简单的形状玩具：

更令人兴奋的是使用代码创建 3D 模型。您可以使用OpenScad来实现，这是一个通过代码创建实体 3D 模型的开源平台。这使您能够创建可自定义的 3D 对象！

以下是我使用此工具创建的简单名牌的预览：

font = "Ubuntu Mono";
letter_size = 60;
padding = 20;

string = "@erikaheidi";
textlen = len(string);

box_width = letter_size*textlen*0.8;
box_height = letter_size + (2*padding);
box_thickness = 20;

start_x = 0 - (box_width / 2) + padding;
start_z = padding;

module text3d(string) {
  linear_extrude(height = box_thickness - 10) {
    text(string, size = letter_size, font = font, halign = "center", valign = "center", $fn = 64);
  }
}

module tag(width, height, thickness) {
    spacing = 20;
    difference() {
        //tag body
        linear_extrude(thickness) {
            square([width, height], center = true);
        }
        //tag hole for lanyard
        linear_extrude(thickness) {
            hole_x = 0 - width / 2 + spacing;
            hole_y = 0 - height / 2 + spacing;
            translate([hole_x, hole_y, 0]) square([15, height-spacing*2]);
        }
    }
}

difference() {
    tag(box_width, box_height, box_thickness);
    translate([0+padding, 0, start_z]) text3d(string);
}

以下是打印结果以及其他定制打印件：

很有趣吧？如果你想在这里看到更多关于 3D 打印的内容，或者具体的 OpenScad 示例，请在评论区留言！

干杯，下次再见 ;-)