硬件指南 » 购买指南 » 面向初学者和创客的完整3D打印指南
3D 打印技术通过数字模型逐层构建物体，从而实现复杂的几何形状和大规模定制。
有多种不同的技术（FDM、SLA/DLP/MSLA、Polyjet、MJF）和各种塑料材料、树脂、柔性材料、技术材料和陶瓷材料。
工作流程从 CAD 设计到切片和打印，然后根据所使用的技术进行后处理。
遵守最小厚度、公差、型腔清洁度和正确的打印机放置要求是获得可靠、安全零件的关键。
La 3D打印技术已经悄然进入了工作室、教室、办公室和家庭。 在世界一半的地区，它已经从近乎未来科技的产品变成了制造实际零件的又一工具。如果您觉得这一切似曾相识，但仍然不确定它的具体工作原理、入门所需材料或哪种机器适合您，那么本指南正是为您量身打造的。
在本文中你会发现 从零开始，一步一步教你3D打印它是如何工作的，有哪些技术，有哪些材料可用（塑料、树脂、陶瓷等），从 3D 模型到成品的完整流程是什么，要避免哪些错误，如何在家里设置打印机，如何使用 Cura 等程序，以及在设计作品时要遵循哪些基本规则才能一次性打印成功。
什么是3D打印？它为什么重要？
3D打印，也称为 添加剂制造这是一种通过逐层添加材料来构建物体的过程，而不是像传统制造工艺那样从实心块上雕刻或加工而成。一切都始于…… 数字3D模型 在 CAD 程序中创建或从互联网下载的图形，然后由打印机将其打印出来，直到得到实物。
这项技术真正的强大之处在于： 它可以制造非常复杂的几何形状。使用传统方法难以实现或成本过高的内部空心部件、通道、轻型框架或精细的解剖模型。这解释了为什么它被广泛应用于快速原型制作、模具制造、终端部件制造、定制假肢、建筑模型以及细节惊人的收藏级人偶。
另一个重要的优点是 几乎无需额外费用即可进行定制为每位客户打印独一无二的零件并不会像模具制造或机械加工那样增加成本。正因如此，3D打印已成为制造业的一种“民主化”手段，既适用于大型企业，也适用于在家中桌面上搭建第一台3D打印机的业余爱好者。
3D打印机的工作原理究竟是什么？
魔法背后其实有一个相当合乎逻辑的过程： 3D打印机解读数字文件，并逐层沉积材料。 直到物体制作完成。该系统的核心是切割软件（切片机），它将 3D 模型转换为机器知道如何执行的指令（G 代码）。
打印机在每一层都进行打印。 调整灯头或光源的位置 在正确的坐标下，材料仅在需要的地方固化或沉积。根据所采用的技术（FDM、SLA、DLP、Polyjet、MJF、MSLA 等），这是通过熔化塑料丝、用光固化光敏树脂或用热熔化粉末来实现的。
这种逐层进行的过程被称为 添加剂制造这就是3D打印技术提供巨大几何自由度的基础。但代价是，其制造时间通常比大规模生产流程更长，而且零件和支撑结构的方向会极大地影响最终成品的质量。
主要3D打印技术
虽然有很多不同的形式，但从实际层面来说，要入门并了解专业服务所提供的内容，您至少需要了解以下技术： FDM、SLA/DLP/MSLA、Polyjet 和 MJF （除某些特定的树脂和技术陶瓷工艺外）。
FDM（熔融沉积成型）
FDM是家用和入门级打印机中最常见的技术。 熔化热塑性长丝 （PLA、ABS、PETG、TPU 等）并通过加热喷嘴挤出，将每一层拉到打印床上。
优点： 低成本、易得的材料，非常适合制作大型坚固的部件，是学习的理想选择。
缺点： 与树脂相比，树脂的层状结构更加明显，公差精度更低，而且由于没有外壳，一些“难处理”的材料（ABS、ASA、某些技术材料）会造成问题。
在FDM中，控制是关键。 温度、通风、地基找平和最小墙体厚度例如，建议墙体厚度至少为 3 毫米，以确保坚固性并防止意外破损。
SLA（立体光刻）和DLP/MSLA
这些技术与 液态光敏树脂 它们在紫外光照射下固化。在SLA工艺中，激光在树脂槽内“绘制”每一层；在DLP工艺中，使用投影仪投射出完整的层图像；而在MSLA工艺中，则使用带有LCD屏幕的紫外LED矩阵来遮蔽层的形状。
优势： 表面非常光滑， 超高分辨率细节精美，公差极小。非常适合用于珠宝、牙科制品、微缩模型、医疗模型、精细外壳或小型复杂零件。
缺点： 该工艺过程较为脏乱，需要进行后处理（清洗和固化树脂），有些树脂比较脆弱，处理时必须注意通风和防护。
例如，在MSLA中，专业级机器达到 印刷品尺寸为 274 x 155 x 400 毫米 对于大于 100 毫米的零件，公差约为 ±0,3 毫米，打印出的零件完全实心。
聚合喷射
Polyjet 是一种工作原理类似于喷墨打印机的技术，但它不是喷墨，而是沉积材料。 液态树脂液滴 它利用紫外线瞬间固化。其最大的优点在于，可以将不同的材料和颜色组合在同一件作品中，从而实现不同的硬度、透明度和纹理。
这个流程 它因其多功能性和精确性而脱颖而出这使其成为高度逼真的原型、复杂的概念模型、电器外壳、医疗设备或消费品的理想选择，在这些产品中，外观和触感几乎与功能性一样重要。
我们向您展示了在 MacOS 中卸载程序的不同方法多射流熔融 (MJF) 和其他粉末技术
粉末基技术，例如 MJF，可以用于制造零件。 尼龙 PA12、PA11、TPU 或聚丙烯 它兼具精度、强度和尺寸稳定性，适用于使用粘合剂和热量选择性熔合的粉末层。
采用 MJF 技术，可实现 ±0,3 至 ±0,6 毫米的典型公差（取决于材料）。 100% 固体填充 该技术可加工尺寸最大达 380 x 284 x 380 毫米的多种工程塑料制品。它广泛应用于模具制造、自动化、汽车零部件、电子外壳以及小批量生产等领域。
最常用的3D打印材料
3D打印的一大优势在于可使用的材料种类繁多。每种材料都有其独特的特性。 机械、热学和化学行为除了独特的视觉和触觉效果外，我们还将回顾FDM和树脂中最常见的表面处理工艺，以及高级应用。
用于FDM的塑料
在丝材打印机领域，王者是…… 热塑性塑料。最常用的一些是：
PLA（聚乳酸）： 价格低廉，易于打印，翘曲度极低。非常适合初学者、制作装饰品、模型、轻型支撑结构或快速原型，尤其适合那些不需要高温和高强度打印的情况。
ABS： 比PLA更耐热、更耐冲击，是理想的选择 功能原型和机器零件但是，如果没有正确调节的加热床，而且通常情况下，外壳是封闭的，它就容易变形。
聚乙二醇： 介于PLA和ABS之间的一种材料：打印相对容易，抗冲击性强，且具有良好的耐化学腐蚀性。广泛用于制造外部零件、打印机组件以及承受一定应力的部件。
TPU和其他柔性材料： 允许使用弹性材料 柔性部件 例如盖子、垫圈、减震器或软体机器人部件。它们需要精确调节速度和回缩。
标准型和高级树脂系列
树脂打印中存在种类繁多的配方，从 从通用树脂到高科技材料 适用于工业、医疗或陶瓷应用。部分特色类别：
通用树脂： 它们具有高分辨率、光滑的哑光表面，非常适合…… 概念模型和美学原型 细节和外观至关重要。
透明树脂： 一种透明树脂，经过适当的后处理和抛光后，可达到近乎完全透明的效果。非常适合用于以下部件： 透明度至关重要例如微流体、测试镜头或可让你看到内部的外壳。
快速模型树脂： 配方使其打印速度比标准树脂快 2 到 3 倍，比 FDM 打印快 10 倍，非常适用于 快速迭代和早期原型.
彩色树脂： 着色树脂可用于制作色彩鲜艳且可定制的零件。非常适合快速原型制作，满足您的各种需求。 颜色、材质和饰面相匹配颜色编码的紧固件和定制的最终用途零件。
坚韧、刚性强且高性能的树脂
当一件作品不仅用于展示，而且实际发挥作用时，以下因素就需要考虑： 技术型树脂能够承受压力、高温或化学物质。
坚韧树脂： 设计目的 坚韧且略具柔韧性这些材料能够承受冲击、压缩、拉伸和弯曲而不断裂。其中一些变体可以模拟高密度聚乙烯 (HDPE)、ABS 或聚丙烯的性能，非常适合用于外壳、框架、连接器、模具和耐磨原型。
硬质树脂： 通常用陶瓷或玻璃填料增强，以实现高刚度、优异的载荷下尺寸稳定性以及良好的耐热性和耐化学性。它们被用于…… 紧固件、工具、涡轮机、风扇叶片、流体元件和电气外壳.
高温树脂： 能够支撑的树脂 气温极高 不会变形，适用于暴露于热空气或流体中的支架和外壳、模具、嵌件以及靠近热源的零件。
透明浇铸树脂： 专为失蜡铸造而设计 燃烧清洁，热膨胀系数低用于生产高精度金属图案。
阻燃树脂： 已准备就绪 耐高温并能减缓火焰专为交通工具内饰（飞机、火车、汽车）、内部电子元件和工业备件而设计。
ESD树脂： 用于模具的抗静电树脂 电子制造中的元件芯片处理托盘等。
聚氨酯、硅酮和特种弹性体
除了经典的柔性TPU类型外，还有 先进配方 适用于需要经受多年使用或复制硅胶等材料的零件。
聚氨酯树脂： 它们具有极佳的长期耐用性， 耐紫外线、耐湿、耐高温具有良好的耐化学性和耐磨性。非常适合用于汽车、航空航天、高性能机械和高强度功能部件。
柔性及弹性树脂： 它们模仿橡胶、TPU 或硅胶的性能，能够承受反复弯曲和压缩而不撕裂，并被用于…… 消费品原型、柔性机器人组件、解剖模型和道具.
40A硅树脂： 100% 硅胶印模材料，硬度为 40A，可模拟熔融硅胶的特性。非常适合用于…… 定制医疗器械、固定装置、面罩、软模 用于浇铸聚氨酯或树脂以及小批量生产硅胶零件。
医疗和牙科用品、珠宝和陶瓷
3D打印已成为要求极高的行业中的重要参与者，在这些行业中，它是必不可少的。 具有认证的特定材料 以及高度受控的行为。
医用和牙科树脂： 一系列生物相容性树脂 手术导板、夹板、牙科假体和其他医疗应用在此，精确性、可灭菌性和患者安全都非常重要。
珠宝用树脂： 专为失蜡铸造和硫化橡胶成型而设计，烧蚀干净，细节保留能力极佳。是理想之选。 精美绝伦的艺术品、模具和定制珠宝.
氧化铝 4N 树脂： 采用纯度为 99,99% 氧化铝的工程陶瓷，可提供 优异的热性能、机械性能和导电性能用于隔热材料、重型工具以及耐化学腐蚀和耐磨损的部件。
3D打印流程详解
无论你使用FDM打印还是树脂打印，都无关紧要： 工作流程 原理非常相似。了解这一点有助于避免挫败感，并更好地使用机器。
三星 One UI 中的多窗口功能：充分利用分屏功能步骤 1：设计或下载 3D 模型
一切都始于一个3D文件。您可以 使用CAD软件设计零件 您可以使用 Fusion 360、SolidWorks、TinkerCAD、Revit、SketchUp 等软件自行设计模型，或者从在线模型库下载预制模型。如果您想打印遥控车零件、建筑模型或为孩子制作宝可梦玩偶，您可以找到成千上万个可供打印或修改的模型。
这一阶段至关重要。 遵守3D打印的基本设计规则最小壁厚、孔径、公差以及活动部件之间的间隙都至关重要。如果模型壁厚过薄或间隙过大而无法清理，打印将会遇到问题。
步骤二：仿真与验证
在开始打印之前，强烈建议 检查模型，如果可能，模拟其行为CAD 本身或网格修复软件中的分析工具可以检测到许多典型的错误（反转面、封闭孔、非流形体积）。
养成这个习惯可以省钱 材料、时间和挫折尤其是在加工功能性部件或昂贵材料（例如某些工程树脂或陶瓷）时。
步骤 3：在切片软件中对模型进行切片
下一步是将文件传输到程序中。 切片机例如 Ultimaker Cura、PrusaSlicer、Simplify3D 或打印机自带的软件。这些程序负责将模型“切片”成层，并生成喷嘴路径或光照图案。
例如，在 Cura 中，您可以 从预配置配置文件列表中选择您的打印机。选择材料并调整层高、填充率、打印速度、温度、回抽次数和支撑等参数。最新版本的 Cura 仅支持 64 位系统，但基本概念（打印机、材料、质量、填充率、支撑）在不同版本之间保持不变。
此时需要明确一点： 材料设置会自动影响挤出温度、床温、风扇温度和回抽。您可以从通用配置文件开始，或者使用线材或树脂制造商提供的特定配置文件，以更接近真实世界的性能。
步骤 4：准备机器并开始打印
文件切片完成后，就可以将 G 代码发送到打印机（通过 SD 卡、USB 或直接连接）并准备机器了。接下来需要进行所有相关设置。 底座调平、玻璃或平板清洁、喷嘴检查和物料装载.
在FDM中，找平不良或床面不平整通常会导致 第一层剥落、部件移位或打印完全失败在树脂工艺中，必须检查托盘是否清洁、树脂是否充足以及FEP是否损坏。
步骤五：后期处理
打印完成后，几乎总是需要一些人工处理。在FDM打印中，这通常是 移除支撑结构，打磨掉任何痕迹，或稍微改善表面。树脂的后处理更为复杂：用异丙醇或类似物质清洗、紫外线固化，以及小心地去除支撑物。
在诸如MJF、MSLA或工程陶瓷等粉末技术中，后处理涉及 清除多余灰尘，清洁腔体，有时还需要进行热处理如果部件非常坚固，可能会出现内部应力，因此通常建议将厚壁掏空并开孔以排出多余的材料。
设计规则和公差：如何避免问题
掌握3D打印技术的一个基本部分是学习如何…… 设计时要考虑到具体的技术。 你将要使用的工具。有一些基本规则你应该记住。
最大尺寸、公差和填充率
每种技术和材料的组合都有其自身的优点和缺点。 尺寸和精度限制例如，使用尼龙 PA12 的 MJF 技术，可以打印尺寸最大为 380 x 284 x 380 毫米的零件，填充率为 100%，公差约为 ±0,3 毫米；而典型的 FDM 技术打印体积约为 300 x 300 x 400 毫米，公差稍大，填充率通常为 30%。
使用 LSPC 型系统的 MSLA 树脂，成型尺寸可达 274 x 155 x 400 毫米，可打印出公差非常小的实心零件。了解这些数值有助于…… 定义零件之间的间隙、装配体中的间隙以及最小细节尺寸 这样它们就能装上去，而不用把模型锉掉一半。
最小壁厚
如果设计的墙体太薄，就会出现问题。 零件在打印、搬运甚至运输过程中存在断裂的实际风险。一般而言：
对于 MJF 和 MSLA 等技术，推荐的方法是 厚度不要低于 1 毫米。 在墙上。
在FDM中，为了安全起见，最好不要低于某个阈值。 最小厚度 3 毫米尤其是在结构部件方面。
从主体几何形状突出的部分（侧面、凸耳、薄鳍）尤其脆弱；通常建议 用加强筋、倒角或略微增加厚度来加固它们。.
孔、通道和空腔
粉末或树脂打印的一个常见局限性是 难以清理深孔、内部通道或封闭腔体如果入口很小，灰尘、树脂或支撑物可能会残留在里面。
在 MJF 和 MSLA 中，最小推荐开口直径为 1 毫米 且深度不超过约 直径的三倍 如果你想确保清洁卫生。
对于采用 MJF 印刷的聚丙烯，建议： 孔径至少应为 3-4 毫米。 如果你需要它们完全无尘。
如果你设计了无法进入的内部空腔，请假设 物质可能会永远被困住。有时这不成问题，但在其他情况下（流体通道、运动机构），这却至关重要。
文字、标志和小细节
当您想要添加凸起或内嵌的文字或标志时，必须遵守某些最低要求，以确保文字清晰可辨，并且在清洗时不会破损。
在 MJF 和 MSLA 中，最好使用 高度和厚度至少为 1 毫米的空心文字无论是深度还是字符间距。
在FDM，建议更加慷慨： 字符的宽度和厚度至少为 2 毫米无论是凸起的还是空心的，以便喷嘴能够可靠地打印它们。
缩略图：它们是什么以及如何在 Android 上删除它们如果你在这些措施上做得不够好，最终将会…… 字迹模糊不清、边缘破损或细节消失。 你一碰到这块板子。
实心件、铸件和变形件
在树脂或粉末技术中， 非常坚固厚实的部件性能较差由于内部热应力，它们会变形、开裂，甚至产生气泡。
因此，推荐用于MJF和MSLA。 请勿设计厚度大于约 15 毫米的实心块。最好将内部清空，留下 3-4 毫米厚的壁，并至少增加两个孔（例如，直径 8 毫米），以便在清洁过程中排出灰尘或多余的树脂。
对于先进的FDM“金属替代”材料，建议大面积表面厚度不要超过5-6毫米，以最大程度地减少热收缩引起的变形。而对于聚丙烯，除了控制整体尺寸（理想情况下小于100 x 100 x 100毫米）外，还建议…… 尽可能保持厚度恒定 并用口袋状或蜂窝状结构减轻致密区域。
大而薄的表面
非常大、平坦和薄的表面特别容易 翘曲和变形尤其是在 MJF 和 MSLA 工艺中。“A5 尺寸或更大”且厚度较薄的板材，由于材料冷却时产生的应力，容易发生翘曲。
为了减轻这种影响，建议 避免使用大而薄的板材进行设计。 如果别无选择，则可将背面掏空，并添加单向或交叉神经，或网状结构，以减少材料用量，增加刚度并降低应力。
多部分归档和隔离笼
发送打印 包含多个零散部件的文件，打包在一个 STL 文件中 这并非总是明智之举。在FDM和MSLA工艺中，这类文件通常会被拒绝，因为它们会妨碍质量控制和后期处理。
在 MJF 中，如果设计正确，可以使用多部件文件：小部件（每个部件尺寸不超过约 35 x 35 x 35 毫米）必须包含在内。 笼子，笼壁厚度至少为 1 毫米 此外，还需加装网子以防止它们逃脱。另外，它们之间以及与笼子之间必须至少保持 3 毫米的距离，以便灰尘流通，确保清洁有效。
家中3D打印机的安全性和摆放位置
如果你打算在家庭环境中使用打印机，那么你会对这两方面都感兴趣。 为避免打扰他人，例如健康问题或打印质量问题。。一些基本技巧：
避免将打印机放置在客厅或人流密集区域，尤其是在使用会释放烟雾或颗粒物的材料进行打印时。
不要让 松散的物体在附近或非常近的地方 来自机器的震动可能会使它们倒下，毁掉打印件。
如果您使用ABS、填充材料或树脂进行打印，请尽量…… 充足的通风或过滤器处理液态树脂时请佩戴手套和护目镜。
对于敏感技术材料， 封闭式外壳 （即使是自制的）也能很好地保持温度稳定，并提高层间粘合力。
务必记住，如果你注意到 机器出现异常运转、火花、异常噪音或强烈气味明智的做法是立即将其关闭并检查校准情况，或者如果您怀疑存在严重损坏，请联系制造商。
选择打印机和软件开始使用
如果你正在寻找一个 家用入门级打印机 要打印遥控车零件、建筑模型或装饰人物，最明智的做法是从一台基础/中档 FDM 打印机入手，这台打印机背后有良好的社区支持，备件容易找到，并且在 Cura 或你使用的切片软件中有现成的配置文件。
对于设计软件，如果您已经知道 Revit 或 SketchUp对于建筑模型和简单形状来说，你已经完成了一半。但对于机械零件、配件和更复杂的几何形状，像 Fusion 360 或 SolidWorks 这样的参数化 CAD 程序通常更方便。如果你不想从头开始设计，你还可以…… 从模型库下载3D模型 例如 Thingiverse、MyMiniFactory、Printables 等。
作为一款切片机，Ultimaker Cura 是个不错的选择： 免费、功能强大，并预配置了配置文件 它支持数十种打印机和耗材。界面分为三个主要部分：零件准备、图层预览，以及（如果您的打印机支持）直接打印控制，这相当准确地反映了典型的工作流程。
避免常见错误的实用技巧
如果……，3D打印的学习曲线就能更快被克服。 你避免了别人之前犯过的错误。。一些关键点：
将床铺调平： 底面不平整会导致第一层附着力差，从而导致打印失败。花时间把底面打好，并定期重复练习。
Temperatura correcta: 每种材料都有其理想的打印温度范围。打印温度过低往往会导致层间粘合不良；打印温度过高则会导致拉丝、翘曲和细节模糊。
不要过分追求速度： 快速打印看似诱人，但是 它通常会严重影响产品质量。最好从中等速度开始，只有在你充分掌握其他变量之后才能提高速度。
注意通风和外壳： 打印机旁边的气流、温度骤变或门打开都可能导致打印机变形和表面缺陷。
如果你是新手，印刷是一个非常有成就感的项目。 手机或平板电脑支架它简单实用，还能教会你实际尺寸、稳定角度和强度方面的知识。在此基础上，你可以通过添加夹具、电缆导轨或折叠部件来使设计更加复杂。
3D打印归根结底是技术与反复试验的结合：打印得越多，两者之间的关系就越清晰。 设计、配置、材料和最终结果只要掌握一些基本的设计规则，合理放置打印机，并使用配置良好的切片软件，你就可以从一无所知到可靠地生产功能性零件、精细模型或精美人物模型。