3D打印机轻松DIY

本书共分8章，介绍了3D打印现状和3D打印机种类，3D打印机组装硬件及软件入门知识；详解3D打印机的组装过程、调试及故障排除，同时提供3D打印机组装的全过程视频光盘。附录部分提供了3D打印机的一些故障排除和维修、靠前部分3D打印机厂家及网址、靠前部分3D打印行业网站及论坛网址，以及国外的一些3D打印网站。
本书适合3D打印爱好者，或有自动化或机械等专业背景的学生，创客以及从事快速成型相关研究的人员阅读、参考，可按部就班地成功组装3D打印机并掌握3D打印模型技巧，同时可进行3D打印机的功能拓展与开发。

张统，3D打印技术顾问。毕业于东北电力大学计算机科学与技术专业，曾在大连软件企业负责软件技术工作，现为高校实验室教师，擅长开源硬件和软件开发，长期关注靠前外3D打印行业进展，改进了多种国外优选开源3D打印机，并为大连3D打印企业和高校组装调试过多种不同型号的3D打印机。
宋闯，大连木每三维打印有限公司总经理，一直致力于3D打印的推广工作。曾支援西藏，获2004年西藏自治区优选工作者，曾任美国皇家加勒比邮轮摄影师，回国后翻译国外3D打印行业网站，并组建大连3D打印爱好者群，创建木每3D打印培训网和木每3D打印培训基地，首创3D打印笔创意艺术，为大连工业大学服装学院3D打印首例服装人台。

前言
第1章 走进3D打印
1.1 3D打印起源、原理及优点
1.1.1 3D打印的起源
1.1.2 3D打印的基本原理
1.1.3 3D打印的优点
1.2 3D打印机分类及常见的3D打印机
1.3 未来3D打印应用趋势
第2章 3D打印机组装前的准备
2.1 了解Reprap3D打印机
2.1.1 发展历史
2.1.2 工作原理
2.2 选择机型
2.3 3D打印材料选择
2.3.1 常见3D打印材料
2.3.2 材料的选择
2.4 准备工具
2.4.1 五金工具
2.4.2 电子及其相关工具
第3章 3D打印机的硬件准备
3.1 框架
3.2 步进电动机
3.3 步进电动机驱动器
3.4 传动部件
3.5 挤出部件
3.6 加热床
3.7 FsR压力传感器
3.8 温度传感器
3.9 电源
3.10 控制电路板
第4章 3D打印机的软件配置
4.1 常用固件
4.2 固件基本设置
4.2.1 固件详细设置
4.2.2 机械设置
4.2.3 固件上传
4.3 常用上位机控制软件
4.4 切片软件设置
4.4.1 切片软件Slic3r
4.4.2 切片软件Cura
第5章 3D打印机的组装过程
5.1 Prusai33D打印机组装
5.1.1 打印机特点和性能指标
5.1.2 组装流程
5.1.2.1 框架组装
5.1.2.2 Y轴平台组装
5.1.2.3 Y轴加热平台与传动组装
5.1.2.4 x轴平台组装与安装
5.1.2.5 挤出机组装
5.1.2.6 电子设备安装
5.1.2.7 组装电路图
5.2 KosselMini3D打印机组装
5.2.1 打印机特点和性能指标
5.2.2 组装流程
5.2.2.1 型材框架组装
5.2.2.2 线性导轨安装
5.2.2.3 步进电动机安装
5.2.2.4 同步带安装
5.2.2.5 联动臂组装
5.2.2.6 挤出头安装
5.2.2.7 挤出机组装
5.2.2.8 加热平台安装
5.2.2.9 电子设备安装
5.2.2.10 组装电路图
第6章 3D打印机的调试
6.1 Prusai33D打印机的调试
6.1.1 打印平台的基本调试
6.1.2 限位开关的调试
6.1.2.1 限位开关位置的调试
6.1.2.2 限位开关触发的调试
6.1.3 步进电动机驱动电流的调试
6.1.4 步进电动机移动方向的校准
6.1.5 平台移动距离的校准
6.1.6 加热平台相对水平的调试
6.1.7 挤出头与加热床之间间距的调试
6.1.8 加热温度的校准
6.1.8.1 挤出头温度的校准
6.1.8.2 加热床温度的校准
6.2 KosselMini3D打印机的调试
6.2.1 框架和传动部分的调试
6.2.2 限位开关的调试
6.2.3 加热平台相对水平的自动调试
6.2.4 FSR的触发校准
6.2.5 加热喷头和加热床距离的调试
第7章 3D打印机打印技巧
7.1 3D打印STL文件技巧
7.2 选择合适的打印参数
7.2.1 打印壁厚
7.2.2 打印层高
7.2.3 打印速度
7.2.4 填充密度
7.2.5 填充方式
7.3 选择合适的打印位置
7.4 合理添加支撑
7.5 使用智能风扇
7.6 适宜的环境温度
7.7 选择打印平台表面固定材料
7.8 打印过程中的问题解决技巧
7.8.1 打印物体翘边
7.8.2 堵头
7.8.3 打印断层
7.8.4 打印漂移
7.9 打印后模型处理
7.9.1 模型取下
7.9.2 支撑拆除
7.9.3 模型表面后处理
第8章 3D打印机改进和功能开发
8.1 框架的改进
8.2 机械结构的改进
8.2.1 SCARA机械臂结构打印机
8.2.2 小型化可折叠3D打印机
8.2.3 一机多用平台
8.2.4 传动结构
8.3 控制电路板的改进
8.4 挤出机的改进
附录
附录A 故障排除
附录B 维护升级
附录C 国内部分3D打印机厂家及网址
附录D 国内部分3D打印行业网站及论坛网址
附录E 国外3D打印网站
参考文献

有关 3D打印的新闻近来在媒体上经常出现，比如 3D打印手枪、3D打印房屋、3D打印器官的新闻不停地刷新着民众对 3D打印的认识。有人把 3D打印称作一场新的革命，这种提法并不过分，3D打印在未来对我们的生活方式将产生重要的影响。世界各国都在投入巨资发展 3D打印。在 2014年美国的国情咨文中，总统煞费笔墨地谈论了 3D打印的重要性，让产业工人重视 3D打印技术，学习这项有可能颠覆工业的新技术。日本政府在 2014年预算案中划拨了 40亿日元，将由经济产业省组织实施以 3D成型技术为核心的制造革命计划。2014年 6月份，韩国政府宣布成立 3D打印工业发展委员会，并批准了一份旨在使韩国在 3D打印领域争取领先位置的总体规划。该规划的目标包括到 2020年培养 1000万创客（Maker），并在全国范围内建立 3D打印基础设施。2015年 2月 28日，我国工信部联合发改委、财政部发文，制定了我国未来关于 3D打印的战略发展规划。推进计划指出，到 2016年，初步建立较为完善的增材制造（3D打印）产业体系，整体技术水平与国际保持同步，在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平，在国际市场上占有较大的市场份额。 在这样一个 3D打印国家战略层面千帆竞发的大背景下，外界预测 3D打印的未来前景将非常好。全球行业分析公司（Global Industry Analysis）发布了一项报告，预计 3D打印在 2018年时，业务额将增长到约 30亿美元。 我国政府大力提倡全民创业创新，作为一个对 3D打印未来充满信心，怀有激情的 3D打印从业者，我有义务去宣传推广 3D打印这种科技形式，这种创意方式，这种突破想法限制的新工具。为了推广 3D打印，我建立了“木每 3D打印培训网”这个宣传推广平台，在大连的高校做了多场 3D打印讲座，也为多个高校组建了 3D打印实验室。机缘巧合，受机械工业出版社的委托，写一本有关组装和调试 3D打印机的教程，于是和张统老师一起编著的《3D打印机轻松 DIY》应运而生。 3D打印的精髓其实在于其天马行空、不受限制的想象创意能力。因此，首先让大家知道 3D打印的来龙去脉尤为重要。 本书的第 1章为 3D打印的起源部分，讲述了 3D打印的历史渊源，其目的让大家了解 3D打印这种技术是如何发展起来的；介绍了 3D打印的定义与原理，用图解的形式让大家认识 3D打印的基本概念和特点；接下来介绍了当今最常见的 3D打印机技术分类和技术特点，同时对未来 3D打印在生活中的应用做了简略的描述。当然 3D打印的应用开发仅为冰山一角，更多的还希望读者关注其发展，并终将受益。 第 2章介绍了 Reprap开源 3D打印机的历史轨迹，其目的是让大家了解开源硬件在推动 3D打印机发展中所起的作用；回顾了各个时期的主要 3D打印机机型和特点，让大家受到启发，今后也可以在其基础上改进开发适合自己的 3D打印机机型；同时给大家选择不同机型的建议；本章还增添了关于 3D打印材料的内容，介绍了各种材料的特性，以及不同技术原理打印机所用的打印材料，还对新型材料做了展望，让大家对 3D打印机所用材料有个初步的认识；最后部分是准备工具方面的经验之谈。 第 3章进入 3D打印机组装的硬件介绍部分，系统地介绍了 Prusa i3和 Kossel Mini两种主要 3D打印机机型硬件部分的知识，详细说明选择的依据，使 3D打印爱好者可以轻松选择组装 3D打印机的硬件。 第 4章为 3D打印机软件方面知识的详细介绍，介绍了 3D打印前言机控制板固件设置的知识，以及常用的 3D打印机上位机控制软件，更加完整地讲解了两种主要 3D打印模型文件切片软件，和后面的 3D打印技巧遥相呼应，为以后章节的打印机操作和打印完美模型埋下了伏笔。让懂软件的技术人员迅速进入 3D打印相关软件领域，让不懂软件的 3D打印爱好者按图索骥，迅速掌握其软件知识。 第 5章进入 3D打印机组装实战，本章提供了 Prusa i3和 Kossel Mini两种应用最广的 3D打印机机型组装过程，第一部分为 Prusa i3，按从下到上、从外到内的顺序组装；第二部分为 Kossel Mini，也按照从外部框架到内部的顺序安装。两个组装实例均有图解，按照图示和文字说明，以及本书所附的组装视频讲解，可以轻松完成两种机型的组装，并了解两种不同机型的特点。 第 6章演示组装后的 3D打印机如何进行调试，让大家学习一些基本的调试技巧，将最终影响打印成品质量的机器因素减小到最小。 第 7章 3D打印机打印技巧部分，完全根据编者的经验总结，甚至有一些日常操作 3D打印机的好办法，配合第 4章软件的设置部分，让大家对如何设置一些打印参数，如何打印出高质量的模型有清晰的认识。 第 8章的 3D打印机改进和功能开发部分，完全为那些不满足于现有的机器功能，有志于新机器功能开发的读者提供。本章整理了最新的一些 3D打印机的改进和功能拓展，仅作抛砖引玉，让大家在此基础上发挥出想象力和创造力，开发出更新颖、更有创意的 3D打印机。 附录 A和 B部分提供了 3D打印机的一些故障排除和维修，在3D打印机组装的过程中也有所涉及。附录 C提供了国内的一些 3D打印机厂家及网址。附录 D为国内部分 3D打印行业网站及论坛网址，让读者可以随时在网站上面了解最新 3D打印资讯。附录 E提供了国外的一些 3D打印网站，为一些懂外文的创客和爱好者准备，提供更广阔的 3D打印全球资讯。 本书的第 3、4、5、6章 3D打印机软件、硬件和组装调试方面的知识，附录 A和 B部分由张统老师编写。我编写了第 1章、第 2章、第 7章、第 8章，附录 C、D、E部分。还有一些地方为共同润色。本书 3D打印机组装的全过程视频由张统老师讲解，由我负责录制、剪辑和后期制作。 《3D打印机轻松 DIY》适合想了解 3D打印，并紧跟 3D打印趋势的人群，图文并茂，让 3D打印爱好者或有自动化、机械等专业背景的学生，以及从事快速成型相关研究的人员、创客等人群，迅速熟悉整个 3D打印流程，能按部就班地成功组装打印机并掌握 3D打印模型技巧，可进行 3D打印机的功能拓展开发，迅速进入到 3D打印行业。在 3D打印的大浪潮来临之际，希望大家抓住这个机会，实现自己的创意与创业梦，木每 3D打印培训网必将竭尽所能，为大家提供 3D打印的培训便利。 本书在成书过程中，获得了不少单位的无私支持，感谢机械工业出版社对作者的信任，感谢大连各 3D打印企业在信息方面提供的支持，感谢致源航拍在 3D打印机组装中提供的设备支持，更要感谢大连人社局国家级孵化基地提供的场地支持。 然而，我们还处于 3D打印行业的拓荒阶段，缺少相关经验加以借鉴，本书存在的一些错误和偏颇之处，希望读者给予谅解。 大连木每三维打印有限公司 木每 3D打印培训网 总经理 宋闯