FDM 打印机是什么
3D 打印机类别很多,但是我们讲到 3D 打印机的时候,通常特指的是「FDM(熔融沉积成型)打印机」。当然,你可能还听说过「光固化打印机」或者其他类别。
FDM 打印机顾名思义,就是将固态的打印耗材通过热端组件进行加热,直到熔融状态,再通过喷嘴挤压到打印平台上冷却成型,这样一层一层地沉积、叠加,最终就得到了成品。
3D 打印机可以做什么
原理很好理解,但是 3D 打印机的魔力到底在哪里呢?我的看法是三个词:好玩、有用、有意义。
好玩指的是你可以用它来打印一些自己喜爱的物品,比如桌面摆件、生活装饰、甚至一些模型手办等等。
有用指的是你可以根据自己的需求,来打印一些平时用得上的生活用品、一些临时要用又不太好买到的小工具、以及按自己喜好来组织的收纳用品等等。
如果这些还满足不了你,你甚至还可以亲自设计,把脑海中的想法打印成实物。在这一点上,3D 打印和其他所有创作型爱好是一样的。
3D 打印机怎么选
目前市面上比较常见的打印机品牌有拓竹、Prusa、创想三维等等。当然实际上,我身边所有购买 3D 打印机的朋友,无一例外全部选择了拓竹。
从构造上讲,FDM 打印机可以分为龙门架结构、箱体结构、还有不太常见的并联臂结构等。
先来聊聊龙门架结构。例如拓竹 A1 系列,就是典型的龙门架结构。拓竹价格最低的型号 A1 mini,在龙门架的基础上又拿掉了一个臂,变成了悬臂结构,进一步降低了成本,其实本质上和龙门架是一样的。龙门架的优势在于结构简单、出了问题容易维护、成本也比较低。
龙门架的工作方式,也决定了它的一些弱点。最明显的弱点在于龙门架打印机是开放的状态,这意味着对打印环境的要求会更苛刻。环境温度会对打印结果造成比较大的影响,比如底面遇冷收缩可能导致翘边、表面可能会有明显的收缩纹等等。有些耗材在打印时会挥发有毒气体,打印时必须在通风的环境下进行。同时,龙门架结构还有个特点,就是打印的时候,平台会作为 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,模型可能会产生晃动导致错位,甚至从平台上脱落。
再聊聊箱体结构,拓竹 P1 系列就是典型的箱体结构,包括开放箱体的 P1P、封闭箱体的 P1S 等等。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。例如拓竹的 P1S 加入了活性炭,在室内也可以放心打印有毒耗材。当然,好的东西总归更贵点。箱体打印机的价格,会比龙门架整体高一个级别。
3D 打印耗材怎么选
常见的打印耗材一般包括 PLA、PETG、ABS、ASA、TPU、PC 等许多种材料。虽然听起来种类很多,但是最最常见的其实只有 PLA 和 PETG 两种。
其中,PLA 硬、脆、色彩丰富、打印方便、机械性能稍差,通常适合用来打印一些有漂亮外观的摆件。
PETG 强度高、韧性高、耐久性好,适合用来打印一些对机械性能有要求的结构件。
ABS 和 PETG 相比,强度更高、耐久更好,但是打印难度很大,并且会挥发有毒气体。所以很多时候 PETG 成为了替代 ABS 的一个好选择。
在我们实际购买的时候,同一种材料往往又会有许多不同的分支,这些分支可以看作是为了呈现不同的质感,对耗材进行的微调。拿拓竹的 PLA 举例,除了最基础的 PLA Basic 之外,还有具有哑光表面的 PLA Matte,具有金属颜色表面的 PLA Metal,具有丝绸质感表面的 PLA Silk,具有大理石质感表面的 PLA Marble 等等。这些微调过后的耗材,在性能上会有一定的差异,但是宏观上来讲依然符合 PLA 的整体特性。
劝退
了解完这些之后,我们终于可以光速下单,开始自己的 3D 打印之旅了。不过桥豆麻袋,我必须先按下你的暂停键。因为即使你选中了适合的打印机和耗材,依然可能会被以下的问题劝退。
首先,平心而论,无论是拓竹自家的耗材也好,还是第三方例如 PolyMaker 等品牌的耗材也好,对于耗材质感的呈现并不够直观。拓竹还算好,有成套的色卡可供购买。而假如没有色卡,或者遇到色卡上没有的型号,你在购买的时候就很难通过图片来感受它的色彩和光泽,换句话说就是只能靠「猜」。哑光面和亮光面哪个好看,丝绸感和金属感到底有什么区别,土壤棕、花生褐、卡其色傻傻分不清楚,还有一大堆光变、温变、渐变、双色渐变,哪些颜色搭配起来好看,唯一的途径只有买回来自己试。所以在预算上,你可能得先做好「耗材的投入比机器投入更大」的心理准备。
买回来这么多耗材以后,储存也是个问题。3D 打印的耗材往往都比较容易受潮,受潮后的耗材打印效果会大幅下降,产生拉丝、起泡等各种问题。遇到南方的回南天,如果不对耗材做干燥措施,那可能今天拆开明天就废了。耗材干燥保存的方法倒是丰俭由人,一台密封的米桶加一盒称斤卖的干燥剂,就可以救你的耗材一条狗命。但是当你有了几十卷耗材之后,你可能需要和我一样,考虑换一间更大的房子,来收纳越来越多的耗材,以及为它们支付房租。
此外,3D 打印机工作时也需要放在一个水平且不会晃动的平面上。这个倒还好解决,年轻人的房间不会连一个飘窗都没有吧。如果你买的是开放打印机,又想打印 ABS 这类有毒耗材,那么一个通风的阳台或者小院也是不可缺少的。什么,你的房子连院子也没有,不会吧。
在所有条件都满足之后,你依然可能面临打印失败的打击,包括但不限于炒面、翘边、模型脱落、堵头裹头等等。并不是因为你菜,而是这是几乎所有人在 3D 打印之路上都会遇到的困难。