摘要:3D打印机在23年以后技术已经趋向成熟,产品表现也从之前的玩具变成现在的工具,同时几大主流品牌也开始凸显出来。那么,未来3D打印机会像2D打印机一样走向普通家庭吗?答案交给时间。
写在前面
2025 年了,现在 3D 打印机适合家用了吗?
3D打印机在23年以后技术已经趋向成熟,产品表现也从之前的玩具变成现在的工具,同时几大主流品牌也开始凸显出来。那么,未来3D打印机会像2D打印机一样走向普通家庭吗?答案交给时间。
不过,现阶段还是有很多朋友没有接触过 3D 打印机, 这个系列文章就是从3D打印新手用户出发,让大家快速了解3D打印机的基本原理、选购原则、上手体验、长期使用感受以及后期日常保养。
是的,3D 打印机日常使用也是需要维护的。文章内容较长,我会通过系列文章和大家详细聊聊,喜欢3D打印机的朋友不妨收藏一下,也许会对你的选购、使用有所帮助。
3D打印机可以做什么(我都打印了什么?)
「想法变现实」,这正是3D打印的魅力所在。
3D 打印机有一种独特魅力,用上之后就停不下来。简单可以分为两大类:
① 有用;
② 好玩。
有用:根据自己的需求打印,从最简单的收纳筐,到扩展坞支架,再到 iPad 支架,自己需要什么就去模型网站找找,总会有新的发现。
好玩:打印一些小的摆件,比如翻页日历、孩子的玩具等等。
如果现有的模型不能满足你的需求,可以通过软件亲自设计,把脑海中的想法变成现实。
值得一提的是:各个模型网站会不定期举办活动,好的模型不仅可以换耗材等配件,而且还可以付费卖,一举两得。
3D打印的基本知识
熔融沉积 or 光固化
目前,市场上3D 打印原理有很多种,比较成熟且适用于消费市场的打印技术主要分为:
① 熔融沉积成型(FDM);
② 光固化成型(SLA)。
两者各有优缺点,SLA 精度更高,FDM 简单且更安全,很幸运,SLA和FDM都使用过,这个系列文章我们主要讨论的是FDM,也是推荐新手用户入手的类型,首先先来聊聊它的基本原理。
FDM 打印原理
简单理解:打印机通过喷嘴将一段塑料棒加热融化,然后在 2D 平面上打印出设置的形状。这个过程和制作生日蛋糕有点像,通过一层一层的叠加,最终实现想要的效果。
3D打印机组成
一台 3D 打印机的组成可能会包含很多零件,为了方便理解,我主要将他们分为几大类
① 框架:打印机的主体
打印时,喷嘴需要在水平面 XY 和垂直面 Z 轴运动。框架提供了打印大小范围,而且提供稳定的打印环境。这也是为什么DIY打印机需要首先解决调平的问题。不过现在成品3D打印机都已经解决了调平问题,用户开箱就能用。
常见的FDM主体分为龙门架和箱式,两者区别我在后面有详细介绍。
② 步进电机+传动系统:打印机的手臂
3D打印机一般用步进电机,通过皮带和齿轮来带动喷嘴在 XYZ 三轴运动。目前,步进电机的精度都比较高,所以影响精度的往往是皮带和齿轮,这点我在后面的 3D 打印机日常保养的文章中还会再提到。
③ 喷嘴:打印机的关键
前面为了好理解,简称为喷嘴,但正式名称应该是挤出机,其实包含如下几个部分:
1 喷嘴;
2 加热装置,负责把材料融化;
3 推送装置,把固体的耗材放进加热区域;
4 冷却风扇,让喷嘴的材料温度降下来(到打印出来的时候快速固化)。
其中,比较重要的是「温度」和「速度」。这两个参数也是在选购3D打印机时必须要关注的点。
④ 软件:差异最大的地方
3D 打印机硬件安装完后,也需要安装配套软件才能使用。其中最为关键的是切片软件,可以对模型分层,指挥喷嘴在什么时间走哪个路径,既能到对精准度的要求,同时满足模型强度支撑以及尽可能节省耗材。
现阶段消费级 3D 打印机已经大大降低了学习门槛,大部分成熟模型不需要修改设置直接打印即可。
不过,有一点需要注意,在打印时往往需要手动选择一下支撑,然后让切片软件自动生成即可,剩下的就交个时间了。
为什么需要单独设置支撑?
3D模型是立体结构,支撑可以确保模型中没有多余的悬空,避免悬空造成打印层的松软和下沉。
以上就是3D打印机的主要结构了,理解了这些内容之后,再聊后面的使用体验会更加容易。
3D打印机,我该怎么选?
品牌 or 价格?
目前市面上比较常见的打印机品牌有拓竹、创想三维、纵维立方、闪铸科技、爱乐酷等。在消费级打印机上,拓竹凭借稳定性和软件服务占了大半市场。
如果你在网上询问该买哪家打印机,大概率推荐拓竹的是最多的。那么是不是其它品牌不值得购买呢?其实也不是,各家产品都有自己的特点,在选购时需要结合需求、价格、功能等多种因素考虑,因为涉及各个品牌下具体产品的对比,内容太多,在此不再展开讨论,后面可以单独文章详细对比介绍。
但如果你是新手,选择拓竹大概率不会是一个错的选择。后期如果不感兴趣,出二手时也不会赔太多。
打印尺寸:容易忽视的一点!
打印尺寸是很多朋友选择 3D 打印机时最容易忽视的一个因素。常见的打印尺寸有:180mm✖️180mm✖️180mm、220mm✖️220mm✖️250mm、256mm✖️256mm✖️256mm、300mm✖️300mm✖️330mm、400mm✖️400mm✖️400mm等。比如拓竹 A1 mini,价格在拓竹系列中确实便宜,但打印的尺寸也确实小,入手之后,发现很多模型都不能打,或者打印的模型尺寸不能满足需求,所以大家在选购时优先建议从中间尺寸选择,适配性更高。
另外,需要注意一点:上面的尺寸是打印盘的尺寸,并不是打印盘有多大就能打印多大,在切片软件中会提示超出范围,这点和2D 打印机中页边距有点相似,所以也要留有余地。
打印机结构:龙门架 or 箱体?
龙门架结构
结构是现在 3D 打印机中最常见的结构。比如拓竹的 A1 系列,就是典型的龙门架结构。其优势在于结构简单、易于维护、同时成本也比较低。
A1 mini 在 A1 的基础上又拿掉了一个机械臂,进一步降低了成本,这也是 A1 mini 价格低的原因。
聊完优点,再来说说缺点:龙门架采用开放式设计,对环境的要求会更高。众所周知,温度对于打印结果有比较大的影响。比如打印中遇冷收缩可能导致翘边、表面也会出现明显的收缩纹。
其次,耗材在打印时会挥发有毒气体,这点也比较好理解,耗材以 PLA(塑料)为主,在加热定型中难免会有有毒气体,所以打印时必须在通风的环境下进行。
最后,龙门架结构打印时,平台会在Y轴来进行前后移动,这样并不稳固。在打印一些细长部件的时候,模型容易出现晃动导致错位,降低了打印精度。
箱体结构
箱体结构又分为开放箱体和封闭箱体,我手上的纵维立方 S1C 就是典型的封箱结构。
和龙门架相比,箱体结构的打印机,打印平台只会在Z轴进行一层一层地移动,所以打印起来稳定许多。同时,封闭的箱体可以提供恒定的温度、灰尘更少的环境、并且减少打印时耗材发出的异味。
箱体打印机在设计的时候,还可以加入额外的组件,来吸附有毒气体。例如纵维立方 S1C 加入了活性炭,在室内也可以放心打印有毒耗材。
当然,箱体打印机的价格,会比龙门架整体高一个级别。但受品牌因素的影响,这种差距在逐渐缩小。比如同样是箱体结构,纵维立方S1C比拓竹的价格便宜不少,如何选择就看自己了。
总结一下,如果你的需求是「能用就行」,希望以一个较低的成本来入门尝鲜,不确定以后会不会把这个爱好持续下去,需要打印的东西结构也比较简单,那么龙门架会更合适你。
如果你需要打一些高精度的模型,对品质要求更高,或者已经接触过 3D 打印想换换设备,那么可以考虑一台封闭箱体的打印机。
耗材管理:打印材料有哪些?
打印材料也就是我们常说的耗材。常见的打印耗材包括 PLA、PETG、ABS、ASA等许多种材料。种类很多,其中最常见的是PLA和PETG两种。先来说说这两种的区别:
PLA
材质偏硬,比较脆,但色彩丰富、打印方便。购买打印机时往往会赠送耗材,赠送的一一般都是 PLA。PLA 材质适合用来打印一些有漂亮外观的摆件、收纳盒等。
PETG
相比于 PLA,PETG强度高,有更好的韧性,适合用来打印一些对机械性能有要求的结构件,比如传动零件,耐久性也更好一些。
除此之外,ABS 也是比较常见的一种耗材类型,但相比于前两种,ABS 的毒性更大,需要专门的打印环境(房间),新手并不推荐,而 PETG 称为替换 ABS 的一种很好的选择。
材料分支
除了材质的区别外,每种材质的耗材还会有更细的分类,比如PLA 材质,又分为基础版 PLA、哑光表面 PLA Matte、丝绸质感的 PLA Silk、金属质感的 PLA Metal 等,所以在具体选择时种类还是非常丰富的。
很多消费者对耗材的色彩确实没有具体概念,图片往往很难呈现真实质感。拓竹为此提供了一个色盘,可以先购买色盘看看,然后根据需求购买。
除此之外,像makeworld 这类网站,每种模型还会有对应的耗材推荐,大家也可以根据自己想要打印的模型选择。
耗材保存
如果你购买了多卷耗材,不使用时一定要注意耗材的保存。因为材质特性,耗材容易受潮,受潮后就变硬、变脆,所以日常保存建议在干燥箱中。
简易的干燥箱也比较容易制作,找一个整理箱,购买足量的干燥剂,放入耗材,盖好盖子就可以了。
易用性:3D 打印机上手难度?
打印机的易用性包括:开箱组装、上手难度、软件使用体验、社区模型、售后以及日常维护。虽然内容很多,但主流品牌的 3D 打印机在这几方面都有了质的提升,配合指导视频,大部分新手消费者都可以快速上手,打印出自己的第一个 3D 模型。这部分内容在后面还会详细介绍。
不过也需要说明一点:想要玩好 3D 打印,基础知识还是必不可少的,这也是我分享这个系列的原因。和我一起,从新手到入门,发现3D打印的魅力。
尾 巴
关于3D打印机入门指南的第一部分先介绍到这,不知道大家现在对3D打印机有没有购买的冲动,如果不急,可以等等下一篇内容,让你了解 3D 打印机劝退部分,充分了解,避免吃灰。
预告:3D打印机入门指南二,包括:
① 3D 打印机使用问题;
② 零基础入门;
③ 哪些模型值得推荐。
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来源:麦豆同学