3D打印简介和入门

Tesla.Angela

3D打印又称增材制造技术（Additive Manufacturing Technologies，AM），是一种依据三维CAD数据通过逐层材料累加的方法制造实体零件的技术。
家用的3D打印机主要有“熔融沉积打印机（FDM）”和“光固化打印机（SLA）”两种。由于SLA打印机所使用的耗材（光敏树脂）有一定毒性，因此下文只介绍FDM打印机。
市面上FDM打印机的品牌和型号无数，有意“入坑”的话，购买当前最热销的一款即可，因为它们本质上都是差不多的（各大厂商之间会相互“借鉴”彼此的产品）。
FDM打印机使用的耗材也有很多种，但是对于没有任何经验的人来说，PLA耗材是唯一的选择，因为它无毒无味，而且使用它打印的成功率几乎是100%。
换句话说，使用其它耗材，如果不懂得设置软件参数和控制环境条件，极有可能打印出丑陋的效果（翘边、拉丝等），甚至彻底打印失败（出现一坨“水晶粉丝团”）。
购买了3D打印机之后，找到附带的U盘并插入电脑。U盘里通常有：切片软件、示例模型文件（STL格式）、使用说明书。
首先在电脑上安装切片软件，然后用切片软件把STL文件转换为GCODE文件（打印机能识别的文件）。
然后根据说明书组装好打印机并装载好耗材后，把GCODE文件传输给打印机（联网或U盘均可），模型文件就可以变成物理世界的实物了。
模型文件通常可以打印机厂商的网站和Thingiverse、MyMiniFactory、Cults3D等网站上下载。
如果你是程序员，而且当你有一天不再满足于打印别人的模型时，就可以进入下一个坑了：使用OpenSCAD进行代码建模。

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【基本设备】
打印机：带恒温腔室功能的打印机（注意，打印机外面套个壳不代表有“恒温腔室”，一定要看清楚腔室具体能控温到多少摄氏度）
打印版：带纹理的PEI打印版（表面粗糙不光滑的打印版，粗糙的表面带来更大的表面积，甚至能免胶粘住PLA打印件）
固体胶：PVP水溶性固体胶（不是小孩做手工用的固体胶，这种专用的固体胶能牢固地粘住打印件，而且容易清洗）

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【常见耗材】
PLA/PETG：打印难度最低（无需带恒温腔室的打印机），容易保存（吸湿率低）。软化温度较低（大约60℃/70℃），抗冲击强度差。
ABS/ASA：打印难度一般（需要带恒温腔室的打印机），容易保存（吸湿率低）。软化温度一般（大约95℃/105℃），抗冲击强度好。
PC：打印难度较高（打印前需烘干耗材，需要带恒温腔室的打印机），不易保存（吸湿率高）。软化温度较高（大约120℃），抗冲击强度很好。
PA：打印难度较高（打印前需烘干耗材，需要带恒温腔室的打印机），不易保存（吸湿率非常高）。软化温度很高（大约180℃），抗冲击强度一般。
TPU：打印难度一般（打印前需烘干耗材，无需带恒温腔室的打印机），不易保存（吸湿率非常高）。软化温度一般（70℃~140℃），抗冲击强度极好（因为它是弹性材料）。
不推荐：添加了碳纤维或玻璃纤维的材料，因为它们非常硬，导致容易磨损喷嘴，而且可能会损坏挤出机的齿轮，尤其是在喷嘴堵塞时。
简而言之：如果制作的物品属于摆件或草稿，那么选择PLA（观赏品无需受力，即使是夏天室温也几乎不可能超过40℃）。如果制作的物品需要抗人力摔打耐日常高温，那么选择ABS（普通人能产生的冲击力最多也就1000牛顿，无论是砸还是撞；日常物品的最高温度也就100℃，无论是沸水还是CPU显卡）。如果需要非常抗冲击，那么选择PC（防暴盾牌也是用这个材料制作的）。如果需要长时间耐热耐磨，那么选择PA（某些小型车床的齿轮也是用这个材料制作的）。尽管PC和PA在性能上比ABS更好，但是不好伺候（打印前要烘干，打印后要放真空密封袋）。如果这些材料都满足不了你的需求，那就学习金属加工吧，铝铜铁的各项性能都远高于这些塑料。
奇怪的事：打印机可能会“挑耗材”。我有一台专门打ABS的打印机，它只认两个品牌的ABS，用其它品牌的ABS，不是堵头就是打成水晶面条，非常不可理喻。因此，如果你发现某一品牌的耗材在你的打印机上打不出好的效果，除了测试不同的参数，还可能要测试不同品牌的同一种类耗材，看看哪个品牌的耗材更适合你的打印机。