天天时讯：不用不知值不值：一文让你在家玩转3D打印

来源：什么值得买　2022-11-02 20:28:07

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【资料图】

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一、前言

3D打印通过近些年的发展，已经达到了相当普及的地步了，不过虽说相当普及，但远不及喷墨打印机那般可以做到每家每户有需求就会去买并且上手使用，是什么让3D打印不能像平面打印那么普及呢？我觉得这几方面，一是3D图纸需要专业软件绘制，上手对用户电脑和软件使用能力有较高的要求；二是个人用户对3D打印技术的种类，设备好坏不能准确判断，不像平面打印机，几乎被日本品牌垄断，佳能、爱普生、兄弟、惠普等品牌的打印机都相当成熟，三是家用3D打印机的需求用户还没有深入发掘。接下来，我就通过这篇文章带大家入门家用3D打印机。

在介绍3D打印机和软件之前，我想先向大家介绍一些比较优质3D打印图纸分享网站，因为在学会三维建模之前，下载一些现成的三维模型也能很大程度让入门玩家体验3d打印的乐趣。

二、推荐模型下载网站

▲Pinshape是一个综合性的3d打印图纸网址，从网站的分类可以看得出网站将3d模型分为玩具游戏、微缩模型、家庭生活、珠宝时尚、工具、艺术、人物几大分类，其中家庭生活分类和小工具在日常生活中很实用。

▲比如很多人家里都会使用戴森吸尘器，但戴森最不厚道的就是配了很多吸尘头，但原配支架只有两个收纳口，但是淘宝上卖的收纳支架都是落地的占空空间，通过3d打印下载一个图纸就能实现原配支架完美收纳所有吸尘头，方便又实惠。

▲MyMinifactory是其中一个全球最大及最受欢迎的3D模型下载平台，所提供的可下载3D模型下载十分多，基本能包含市面网站上绝大多数免费图纸。

后面推荐几个比较特殊的网站：

▲turbosquid这个网站是相当相当相当优质的网站，网站中的图纸精细程度和准确性让人瞠目结舌，不过这个网站相对适合更为专业的人员，而且作为付费网站，图纸价格均使用美金结算，价格方面一般用户很难承担；

threedscans

▲这个网站顾名思义就是3D扫描的网站，主要是通过3D扫描对文物雕塑的扫描，这个对艺术生很有帮助，也非常适合学习素描学习，下载图纸打印出来，就不用买小石膏像就能练习素描了。

其他的3D打印网站可以网上自行搜索，不过我认为绝大多数的图纸，前两个网站基本都能覆盖了。

三、3D打印机的选择

3D打印技术分很多分类，材料上分金属和非金属，主流的成型技术分为熔融沉积FDM，选择性粉末烧结SLS，光固化SLA/LCD，这几种打印技术的区别是什么呢？

1、FDM是将线状材料通过加热融化后，通过喷头挤出，喷头通过移动后将融化的材料沉积成型；

▲FDM打印

2、SLS是通过激光将粉末融化烧结，每烧结一层厚再铺一层新的粉末进行烧结，最终将未烧结的粉末去除留下成型的烧结品；

▲SLS打印

3、SLA和LCD都是通过光线对光敏树脂进行固化，SLA类似SLS一样，是激光束通过振镜扫描树脂进行固化，而LCD则是将打印层的横截面图像投射到树脂上，从而使暴露的材料硬化。平台从树脂桶中缓慢垂直升起并构建每一层。每层中的所有点同时固化，SLA和LCD的区别有点类似显像管电视和液晶电视的区别，不过原理都是将树脂固化。

▲SLA打印

▲LCD打印

在这三大类打印技术的基础下还衍生了很多类打印技术，比如基于FDM成型后的陶瓷/金属烧结；以及Objet公司polyjet系列的喷墨式光固化打印技术；选择性粉末粘合的打印技术等等，这里就不一一赘述，想了解的小伙伴可以网上去了解哦。

而对于家用设备而言，在众多3D打印技术中我最推荐的是LCD光敏树脂固化的3D打印技术，家用设备目前消费级的打印机无外乎FDM和LCD。而SLA打印机则以Formlabs为代表，因为是进口设备，设备、耗材都比较昂贵，故障率高（本人formlabs form2设备亲测，因为树脂槽作为消耗品，没有及时更换导致树脂漏液，振镜损坏，3万元打水漂，早期玩formlabs的小伙伴遇到这个问题的应该不占少数）。

因为之前入手了一台6寸的打印机，打印尺寸受到了打印机极大的限制，所以这次选择了一款成型尺寸较大的打印机，在众多光固化打印机中，最终选择这款ELEGOO SATURN2，这款是配备了8K黑白屏的10寸打印机，有效打印尺寸长宽高达到了219*123*250mm，在介绍这款打印机的同时，给各位新玩家介绍选择一款性能优异的光固化打印机的硬件标准，以及避坑指南。

▲首先是打印机外形，按照光固化机下半部分是光学部分，上半部分是Z轴抬升部分，透明红的外壳作为使用UV cut材料，有效阻断环境中的uv光线，防止树脂槽中的树脂变质，同时高透的材料能够清晰地看到模型打印状态

▲透明罩使用了注塑一体成型，表面通透、平整、通过正面的棱角设计有效地提高了透明罩的强度

避坑点1：透明罩必须选择注塑一体成型的，市面上一些便宜的设备为了节省设备制造成本，选用了透明板材拼接的透明罩，外形难看不说，拼接处容易开裂，罩子整体强度也很低

▲展示一下这台设备的所有附件和配件，包括电源、成型台、内置空气净化器、U盘（u盘里有操作说明书、3种系统的切片安装包，打印测试模型等），剪钳，内六角扳手，树脂槽及成型台螺丝备件，一次性手套、金属铲刀（成型台取模型用）、塑料铲刀（清树脂槽挂离型膜用），一次性树脂滤网（打印失败时清树脂槽时过滤树脂用）、活性炭口罩

亮点1：消耗品配置齐全，让新玩家知道在使用打印机时需要哪些维护用品和个人防护

▲设备在树脂槽离型膜背面、黑白屏外侧、成型台面均贴有保护膜，所以新玩家要注意，这三个面是整台打印机最需要保护的面，在日常使用过程中，尽可能的不要让这三个面损伤，不过在使用前记得将保护膜去除。

避坑点2：黑白屏ELEGOO使用了钢化玻璃保护膜，一般廉价设备使用塑料保护膜或不使用保护膜，钢化玻璃膜的好处是防刮伤，易清洁，通透度高，因为在日常使用过程中，难免树脂会不小心落到黑白屏上，清洁时很容易弄伤屏幕，导致打印失败率变高，钢化膜有效保护了屏幕。因此千万要选择钢化膜的打印机

▲ELEGOO的这款SATURN2的Z轴使用了双滑轨配合T型丝杠作为传动部件

亮点2：Z轴滑轨基座使用了铝合金材料，为了最大程度保证Z轴精度，铝合金基座的滑轨安装面均进行了CNC加工平面，确保两条滑轨安装面统一，从小细节看出ELEGOO的设计师对设备制造的专业性

▲黑白屏平台右上角的USB孔位是用来安装内置空气净化器的，不使用空气净化器的时候建议将保护盖盖好，防止树脂意外流入USB孔位损伤设备。

▲内置空气净化器的原理也不是太复杂，通过usb驱动风扇，流动的空气经过长方形的蜂窝活性炭进行空气净化。

▲打印机开机后，空气净化器自动驱动，并有绿灯作为驱动提示。

亮点3：内置空气净化器是众多品牌的打印机中很少出现的配件

▲接下来介绍一下树脂槽，在树脂槽的一侧印有最高限位，一定一定一定树脂不能倒过这条线，因为在打印的时候，成型平台浸入树脂后，树脂液面会上涨，如果树脂超过这条线，打印的时候树脂会溢出树脂槽。

那么加满的树脂槽一共能打印多少体积的模型呢？这个问题是很关键的，因此在正式打印前，先用清水倒入树脂槽的上限位。

▲将树脂槽里测试使用的清水倒入量杯，几乎是800毫升，这意味着在切片程序中导入的模型尽可能控制在800立方厘米内，如果模型尺寸大于800立方厘米，这意味着在打印过程中要适时的加入树脂。

▲树脂槽的金属部分使用了铝合金，CNC一体化机加工成型，并使用黑色的阳极氧化工艺处理，在树脂槽的一角，设计了一个树脂倒出的引流口，这个引流口有效的避免了倒出的树脂流挂到离型膜的反面。

▲打印机正面是3.5英寸电阻屏以及实体开关，在现在电子化产品几乎清一色选用电容屏的情况下，打印机之所以选用电阻屏，是因为在操作打印机或清洗零件时，可能会佩戴手套，导致在操作打印机界面时，使用电容屏无法操作。因此选用电阻屏即便佩戴手套也能操作。

▲因为LCD打印机主要的光固化部件是COB光源， COB光源在运行时会产生一定的热量，因此，散热风扇是必不可少的，但风扇吸入空气中的粉尘，会影响光源的照射强度，因此在打印机两侧的通风口，打印机设计了两层滤棉，有效的阻隔空气中的灰尘进入打印机内部。

▲看完打印机，外部构造，我们看一下打印机的内部。打印机后面有一块主板盖板，拧开4颗螺丝，打印机的核心主板就呈现出来了。

▲主板接口对应了这台设备的主要部件。

▲打开打印机底盖，我们能看到打印机除了COB光源以外的核心部件，但值得注意的是固定黑白屏的底板是铝合金铸造件，有些低端打印机这块底板是使用塑料做成的，在长时间的使用过程中，塑料件会发生变形导致打印失败率上升。

避坑点3：购买打印机时询问一下屏幕支撑板的材质

▲照片中呈现的一块像放大镜的透明镜片是菲涅尔准直透镜，在LCD设备早期是没有这块透镜的，COB光源以点光源辐射的形式照射光敏树脂，这导致模型的边缘精准度会下降。而菲涅尔透镜就是将COB点光源辐射转化为平行光。所以通过黑白屏的紫外线是垂直照射到树脂槽。不会产生边缘漏光的问题，因此模型精度可以大幅提高。

避坑点4：打印机设备是否配备菲涅尔透镜，虽然现在的打印机基本都配备了，但不排除有些低端的打印机把透镜的成本也省了

▲菲尼尔准制透镜的工作原理，可以看一下这个动图就非常直观了。

▲在打印机壳侧安装了USB,转换接口，两个散热风扇，以及电源开关及触摸屏组件。

避坑点5：LCD打印机的寿命取决于COB光源的寿命，在购买设备时一定要看清楚光源的寿命，很多厂家只会说明光源的寿命时间，而这个时间极有可能是到光源不亮为止的极限寿命，但是在LCD打印机打印过程中，用户会发现，光源会产生光衰，原本的3秒固化一层，随着光衰的增加，打印时间会成倍上升，而ELEGOO承诺了6000小时光衰小于5%，这意味着如果打印机每天开8小时，使用2年光衰也不会超过5%，因此光源寿命在购买设备时要看清楚

▲ELEGOO打印机光源寿命那么长除了光源本身质量保证外，还要得益于光源冷却系统，打印机底壳连接的是COB光源以及光源冷却器。COB光源冷却器采用了如同空调外机一样的冷却系统，使用了四根铜管加铝合金散热片的结构。铜管可以快速地将cob光源的热量转移到散热片上而散热片可以通过较大的散热大面积，让风扇散热。

四、切片软件

▲ELEGOO使用的切片软件为是市面上LCD打印机最多使用的赤兔切片软件，而ELEGOO获得了“赤兔”的授权，在赤兔官网能够下载对应ELEGOO设备参数来匹配打印机

▲很多玩家可能对打印机很感兴趣，但一说切片软件，就觉得很难上手，其实LCD打印技术的切片软件使用时相当容易得，在进入切片软件后，根据上图的操作顺序调整模型摆放位置。

一句话总结摆放模型的要点就是：模型初始成型的最初几层极可能面积小。打个比方，在打印正方体时，不应该将正方体的面作为第一层，而是将正方体的棱角作为第一层，就像EVA中“第五使徒”的姿态如下图：

▲切片参数需要根据树脂特性进行微调，为了打印的成功率，建议底层打印60秒，每层固化时间在3秒，抬升距离总计在10mm以上，因为过短的抬升距离，让树脂回流的时间也变少，尤其是在打印末期，树脂槽内树脂已不多的情况下，回流不及时，打印会功亏一篑

▲3D打印设置支撑永远是打印的最重要时刻，LCD打印机的支撑一般分为4个部分，顶部，中部、底部、底筏，这4个部分在切片栏有很清晰的区分。

▲赤兔这款软件是对初级玩家非常友好的，每个切片参数会有一个小弹窗以动画的形式告诉你这个参数的意义。

这里对初学者分享支撑设置的经验，还是一句话，“支撑在不严重影响打印件外形的情况下，能多则多，能粗则粗，能厚则厚。”

因为失败一次浪费的树脂会远远大于打印支撑的量，所以支撑密度我一般推荐80%，随着打印经验的上升，可以依据需要，视情减少打印支撑，来提升零件表面质量。

▲在完成添加支撑后，返回摆放模型的界面，按下切片，电脑会计算切片，这里要必须留意打印时间和理论消耗材料的量，因为在上文，打印机最大能打印800ml的树脂，如果切片结果大于800ml，在打印过程中，务必记得添加数值，防止功亏一篑。

五、打印准备

1、平台归零调平

▲首先选择工具——手动——“房子”图标，打印机平台会向下移动

▲当打印机移动到归零探头感应时，平台会停止运动，归零探头在左侧滑轨左侧，归零时红灯会亮起，这里一定要注意，必须要将平台的三个螺丝松开，不然平台很有可能会压碎屏幕

▲当归零后，确保平台平整地压在屏幕上，先拧紧正面的螺丝，然后拧紧侧面的螺丝，最后拧紧上部得固定螺丝，注意必须按上述顺序拧紧螺丝，不然平台不能有效归零调平，在机械调平后，需要在控制界面按一下“设Z位零”

2、打印开始

▲倒入树脂，有色树脂建议在倒入前充分摇匀，因为树脂中的颜色会有沉淀，建议每次打印前将树脂倒到MAX位下一点的位置，因为之前讲过，过少的树脂，回流速度会降低，很容易打印失败，所以每次打印时最好保证有足够的树脂

▲然后选择打印——选择需要打印的文件——选择“▶️”图标，就开始打印了。

▲打印开始，平台会慢慢下降，浸入树脂槽中，这时留个心眼，看看树脂有没有溢出树脂槽，虽然树脂没有加到“MAX”位，但有时候桌面的倾斜，也有可能会导致树脂溢出，所以刚开始打印的时候要留意一下，防止意外发生

▲打印开始时，打印机显示屏会显示剩余时间、打印时间、打印层数，和实时显示打印切片

▲最后介绍一下LCD打印的原理，切片软件将模型按制定层高切片，黑白屏依据当前切面，将需要成型的部分显示为透明，使固化光源透过黑白屏固化树脂，而无需固化的部分显示位不透光的黑色。

3、打印完成品

最终打印出需要的模型，接下来看看这款打印机打印的实际效果

分别打印了2cm、3cm、4cm、5cm4个神奇女侠的头部模型，看一下总体精度情况

▲2cm，第一次体会到8K屏幕带来的惊艳，2cm也就一个指甲盖的大小，五官分明，头发也丝丝很清晰

▲3cm尺寸

▲4CM尺寸

▲5cm尺寸，细心的小伙伴可以发现5cm版反而没有前几个那么细致，这里我就要不得不说ELEGOO的两个辅助设备，这次我也一并购买了，因为5cm版本是没有进行打印二次固化的，因此表面细节比进行过二次固化的其他几个版本反而更“肉”

4、清洗与固化

▲ELEGOO推出的光固化打印零件清洗机和固化机

▲清洗机能够完整地放下整个打印平台，让包括支撑在内的所有零件得到充分清洗，摆脱黏糊糊的取模型、去支撑的操作嘞

▲清洗槽高速旋转的清洗液能够在很短时间内完成模型的清洗，就像是个滚筒洗衣机一般，这里注意的是在选用不同树脂是清洗剂是不同的，常用的清洗剂有酒精、异丙醇、乙酸乙酯，这些有机溶剂都具有挥发性，在使用的时候尽可能在通风环境下，且异丙醇与乙酸乙酯有一定毒性，在使用时注意防护，因此在家使用我建议使用酒精，或者使用水溶性树脂。

▲清晰后的成型台干干净净，甚至是直接放在桌面上，都不会有问题。

▲为了验证清洗程度，将清洗后的零件放入超声波清洗机中，清洗液竟然也是干干净净的。

注意，清洗完的零部件并未最终成型，表面还是会有一层软软的为彻底固话的树脂层，这时候有两种方式，一、就是放入固化仪，2-3分钟就能彻底固话，二、放在阳光下暴晒，根据阳光强度的不同，固化时间可能在1小时到一天不等。

六、建模软件

后续对于想深入玩3D打印的玩家介绍几款本人使用的三维建模软件，相关教程就不在这里一样赘述，因为没法用一篇文章写得很精通，还是需要玩家通过自己的需求选择适合自己的软件去学习，至于学习的途径有很多，其实B站上就可以找到很多不错的入门至精通的视频。

首先是CATIA，catia作为达索公司的王牌软件，是一款工程设计的顶级软件之一，小到一颗螺钉，到波音整架飞机都可以用CATIA设计出来，不仅仅如此，逆向设计也是catia众多平台中一个很好用的平台，对于初学者，零部件设计、草图设计、装配体设计平台、创成式曲面设计平台能够满足绝大多数的需求，因此，在需要打印一些小工具、小配件时，我会选择使用CATIA来建模，当然很多人说Proe，UG，soildworks也是很好的软件，是的，这几款都是工程设计软件。

3DsMAX，相信这款软件但凡听说过三维建模的，应该都略知一二，3Ds和CATIA这类工程设计软件不同的事，它更适合做曲面的设计，以及动画、游戏建模中的贴图都可以用这款软件来制作，现在身边的朋友更多的是用这款软件做室内设计的效果图。

犀牛，相信是学工业设计专业学生必修的软件课，这款软件主要是来做产品初期概念设计的，主要针对多维度曲面的绘制能很方便的制作出来，但对于零部件之间的装配、运动逻辑等功能就相对比较弱，但对于3D打印来说，这款软件是必须推荐的。

Zbrush，相信在接触过手办人形的玩家应该对这个软件是相当熟悉了，这款软件的建模概念就是基于油泥雕塑，软件库中有各种效果的“brush”来实现拉、压、光顺、切除等功能，你的鼠标就像是你的双手来塑造眼前的油泥，逐步从粗到细地塑造各种造型

同时说到3D打印，就必须说到他的好搭档，3D扫描，能涉及3D扫描的玩家基本都是准专业或者是专业玩家了，本人因为工作关系，运用过几类扫描仪，这里简单可以和大家科普，首先是比较低精度的入门级（可民用的）扫描仪，有图片下发借助手机或平板的扫描仪，或者类似makerbot早期推出的扫描仪，这类扫描仪的精度比较一般，属于买来玩玩也就罢了整的要用来逆向或者打印还是有很大的差距的。

专业级的三维扫描仪初步分为手持和固定式，而定位方式和光线种类也有区别，这里不展开讲了，手持扫描仪便携性很高，适合扫描较大的物体，小到饮料品，大到汽车等，细节表现力一般，对于大面的扫描精度“足够用”，现在在汽车领域，逆向发动机缸体，保险杠改装等都有很深度的运用，固定式的扫描仪精度就非常高了，小到一元钱硬币上的花纹也能够清晰的扫描出来。