隨著3D打印技術(shù)的不斷普及，越來(lái)越多人開(kāi)始關(guān)注起3D打印機(jī)，前段時(shí)間，小影還被問(wèn)到：3D打印機(jī)聽(tīng)起來(lái)那么高科技，是不是結(jié)構(gòu)原理很復(fù)雜啊？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題呢，小影特別對(duì)巨影FDM 3D打印機(jī)做筆記總結(jié)了一下，話(huà)不多說(shuō)，趕緊跟小影一起學(xué)習(xí)起來(lái)吧！

工作原理

FDM 3D打印機(jī)的原理其實(shí)跟熱熔膠槍是一樣的，就是把一段塑料棒加熱融化，在噴嘴上擠出材料，然后按照軟件設(shè)置好的路徑畫(huà)出模型的形狀。擠出的材料有一定的直徑，一層一層疊起來(lái)就會(huì)形成立體的物件。

其實(shí)我們大部分人都接觸過(guò) 3D 打印的產(chǎn)品——蛋糕。只不過(guò)3D打印機(jī)是能精確的控制擠出直徑，冷卻溫度，X、Y、Z的控制精度。讓每一層材料精確地冷卻固化在指定位置。

一臺(tái)FDM 3D打印機(jī)，大概有幾十個(gè)零件。根據(jù)分工，我們可以把它們抽象成幾個(gè)部分。

外框：打印機(jī)的骨架

打印的過(guò)程中，噴頭要在水平XY平面和垂直的Z軸運(yùn)動(dòng)（有的機(jī)型是噴頭固定高度，打印平臺(tái)來(lái)移動(dòng)）。外框越穩(wěn)固，打印出來(lái)的效果就越好。像巨影FDM 3D打印機(jī)采用的都是鈑金一體結(jié)構(gòu)，打印也是更穩(wěn)定！

步進(jìn)電機(jī)+傳動(dòng)系統(tǒng)：打印機(jī)的手臂

      打印機(jī)一般用多個(gè)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)皮帶或者齒輪來(lái)控制噴頭。電機(jī)的精度普遍都挺高的，所以這個(gè)部分，決定因素其實(shí)是皮帶。皮帶過(guò)緊可能會(huì)在打印過(guò)程中眺齒；皮帶過(guò)松，可能打印的時(shí)候有曠量，就是電機(jī)轉(zhuǎn)了，噴頭卻沒(méi)有相應(yīng)的移動(dòng)。表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象就是打印的圓弧不圓，直角不直。

噴頭：打印機(jī)的心臟

      這里為了好理解，用了噴頭這個(gè)詞，標(biāo)準(zhǔn)的叫法是擠出機(jī)。包含一個(gè)噴嘴，一個(gè)加熱裝置讓材料融化，一個(gè)推送裝置把固體的料拉進(jìn)加熱區(qū)域，一個(gè)冷卻風(fēng)扇讓噴頭的材料溫度降下來(lái)，到打印出來(lái)的時(shí)候快速固化。

這部分的重點(diǎn)是溫度和速度。

根據(jù)不同的材料來(lái)配置加熱溫度，讓材料可以順暢的在固態(tài)——液態(tài)——固態(tài)之間轉(zhuǎn)化。加熱溫度比較固定，根據(jù)材料配置就行，比如PLA材料210℃比較合適。

溫度過(guò)高，不能及時(shí)冷卻和固化，打印出來(lái)的東西會(huì)比較塌，不太好成型。溫度過(guò)低，材料沒(méi)有足夠的溫度，跟已經(jīng)打印的原料結(jié)合，打印出來(lái)的東西會(huì)比較的粗糙，強(qiáng)度也不夠，容易分層斷裂。

速度由噴嘴直徑和推送裝置的速度決定。這個(gè)也要平衡好，為了獲得更好的打印質(zhì)量，一般推薦速度在80mm/s以下效果比較好。

打印機(jī)操作系統(tǒng)：小腦

FDM 3D打印機(jī)，大多是基于開(kāi)源的 RepRap 項(xiàng)目，或者定制的 RepRap 系統(tǒng)。類(lèi)似 Android 的情況，這個(gè)系統(tǒng)用來(lái)執(zhí)行 Gcode 打印指令，然后用傳感器收集溫度數(shù)據(jù)上傳，純執(zhí)行角色。

切片軟件：大腦

切片軟件是打印機(jī)的大腦。

這里面可以分三個(gè)部分說(shuō)。

首先是打印的走線(xiàn)。就是模型分層后，具體噴頭走哪個(gè)路徑，怎么避開(kāi)已經(jīng)打印的線(xiàn)，怎么盡量拐大彎來(lái)降低對(duì)精度的要求。

然后是填充算法。怎么保證用料又少，又有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

還有就是支撐結(jié)構(gòu)。這個(gè)可以拿攀巖來(lái)打比方，你攀一個(gè)負(fù)角度的地方，就容易掉下去。一般你設(shè)計(jì)的懸空角度不大于45°，那應(yīng)該可以直接打印。如果模型中有多處懸空，會(huì)造成打印層的松軟和下沉。軟件可以自動(dòng)地在懸空的位置下面墊一些料，自動(dòng)幫你完成。

打印參數(shù)設(shè)置會(huì)影響最終打印效果，需要根據(jù)自己的機(jī)器，用的材料設(shè)定最優(yōu)的方案。

      以上可以算是3D打印機(jī)的全部了。是不是覺(jué)得FDM 3D打印機(jī)其實(shí)也沒(méi)太復(fù)雜呢。

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