买一台自己的 3D 打印机大概是 去年寒假时候 的想法，后来朋友推荐了荷兰 Ultimaker 公司的开源方案，成本不高，其配件也能在淘宝买到，于是狠狠心付款下单，花了三天时间组装调试，完成一台十字结构双 Z 轴的 FDM 打印机。
所以拥有一台 3D 打印机是怎样的体验？
缺个手机壳缺个手机架，自己打印；看到不错的手办，自己打印；DIY 的产品缺个外壳，自己打印；正式加工前想检查下装配、干涉，也可以先用塑料打印一个。凡是你想得到的，都能花几个小时造出来。原本担心自己会再一次三分钟热度，让机器吃灰，没想到大半年下来机器利用率相当高，光耗材就已经买了七八卷了。3D 打印机可以说一定程度上改变了自己的工作方式，真的很妙！🙉
问题回答完了，下面分享一些使用经验。
基本参数
外观尺寸：358*428*498 打印行程：223*223*300 耗材：以 PLA 为例，大约是 70 元/千克 功率：约 200W（室温 10℃，热床 75℃），大约一毛钱每小时 噪音：正常运行房间里大约能测到 60dB，如果放进柜子做好减震隔音，宿舍 24 小时打印也是没问题的 代打：网上价格一般在 0.4 元/克左右，这样一算其中利润大概有数了
建模
建模用的是 SolidWorks，当选择 3D 打印作为成型方式时，建模过程中也需要相应调整一些细节，比如 3D 打印零件和螺丝怎么组 CP 才科学？？；还有合理拆分零件，考虑强度需求，也要减小悬空部分，提高打印效率；针对打印机的行程、精度，量力而行，提前做好预期。
如果不想自己建模，也可以上 Thingverse 看看，很多有意思的模型分享（最近访问好像很不稳定）。
切片
切片这一步骤的输入是建模得到的 STL 等格式的模型，输出是 G-code 这种最为广泛使用的数控编程语言，给 3D 打印机执行。切片软件使用的是 Ultimaker Cura，因为公司的开源精神，这个软件生态挺不错，一直都在频繁迭代更新，经常会出一些试验性功能。
FDM 打印机的原理为层层堆积形成实体，每一层的运动路径是在计算机中生成的。为了生成这些路径，首先必须知道每一层的形状，即用水平面去切割模型，得到轮廓。外壳一般来说需要一个厚度，即所谓的壁厚。而对于每一层来说，将轮廓线重复打印几圈，即可构建一个比较厚的圈线。为了使模型具有一定的强度，需要在内部打印一些填充结构，具体操作就是在每一层的多边形内部加上一定模式的填充，如三角形、蜂窝等。最后，很多层堆积起来构建了一个实体，把每一层的路径组合起来，就得到了整个模型的路径，即所谓的 G-Code 文件。可见，模型打印有一些最基本的参数，包括层厚、壳厚、填充模式、填充密度等等。为了兼顾打印的效果、稳定、效率，这些参数可能要根据打印机的具体情况，多次调整尝试才能定下来。
同时 Cura 也有一些特殊处理，对于模型来说顶部和底部一般要求比较结实，因此 Cura 默认对顶部和底部的几层打印实心（100%填充）。
而打印模型就像盖房子一样，在空气中打印，对于悬空的地方是不能直接打印出来的。盖房子需要脚手架，3D 打印也需要支撑结构。Cura 在生成路径文件时，也会自动生成支撑结构，帮助成功打印模型。
如上图所示，走线类型已经用不同颜色标注出来了：红色是外壳，橘黄色是填充，黄色是顶层/底层，绿色是内壁，天蓝色是支撑、平台附着等辅助结构。
打印
有了 G-code 文件，就可以开机打印了。
打印的第一层与平台紧密粘住，是很重要的。只有这样，接下来的层才能在此基础上建构出来。但现实总是残酷的，翘边一直都是令人头疼的问题，感觉自己 90%的打印事故都出在这里。毕竟层高只有 0.2mm 左右，所以任何一点误差都会造成不小的影响。
发现附着不好时，一般有以下几种解决方法：
降低首层打印速度：这可以在切片软件中设置，保持其他层速度不变，调整首层参数，给耗材足够的时间和平台接触粘合。
提高热床温度：材料冷却后会收缩，而平台始终保持着恒温，因此两者之间就会有相对位移，难以粘合。所以关键就是让首层尽可能保持高温，减小热胀冷缩带来的影响。如果打印机有冷却风扇的话，也记得在前几层关闭风扇。同理，也尽量减少房间内空气流动。
平台表面处理：不同的塑料和不同材料的粘合度不一样，可以在平台上使用特殊材料优化质量。例如，PLA 能和 3M 蓝色美纹胶带粘合得很好；而 ABS 则与 Kapton 胶带（也称聚酰亚胺树脂胶带）粘合得好。通用一些的做法还有清洗干净平台，避免灰尘、油脂；使用胶棒增加黏性；或者是换用晶格玻璃等高级平台。
折腾到现在，我发现影响首层附着质量的最关键要素，还是平台调平。“调平”不仅是指保持水平，而且还要求喷头和平台之间的距离恒定且满足一个最优值——喷头离平台过高，融化的耗材与平台之间存在空隙，无法获得足够的附着力，拐角粘不住；喷头离平台过低，喷头被堵住，积累压力后又喷出来，导致耗材挤出速率不均匀，后续也容易被刮到。
网上一种推荐的调平方法是塞一张 A4 纸在喷头和平台中间，调整平台螺丝，直到 A4 纸刚好能够滑动但又能感受到摩擦。但是实际操作下来，感觉这个方法不太靠谱，“刚好能滑动”实在太主观了。
后来琢磨出来一种方法，用下图所示的方框进行测试——调低打印速度，在打印的过程中调整平台四角螺丝，直接用肉眼观察打印质量，使得挤出的耗材既不是明显没有和平台接触的圆柱形，也不是过度挤压后不均匀的半透明。
除此之外，还可能会出现些别的小问题，这里就简单记录下：拉丝或垂料，是因为在喷头移动时融化的耗材漏出来了，可以在切片里设置回抽；错层，这是因为打印机一般都用开环的步进电机，所以解决办法有降低喷头移动速度、确认所有紧固件、更换松弛了的同步带、检查驱动避免失步；细节不够，默认喷嘴直径是 0.4mm，如果要打非常细节的东西，也可以换用更小的喷嘴。
打印耗时和具体参数有很大关系，从一两小时到大半天不等。打印过程也可以用个网络摄像头监控，这些就自由发挥了。
后处理
Z 轴平台一点点下降，模型初具雏形，等到打印机喷头归位、灯光闪烁，知道你已经按捺不住内心的激动了。
热床冷却之后，模型就会自然脱落下来，如果用了胶棒，黏得太紧的话可能还得用铲子。关于后处理，首先是拆除支撑，必备一把斜口钳；然后打磨抛光，可以用砂纸、打磨棒等；甚至还有上色，水补土喷灌、颜料之类的，或许得请教模型大佬了。
