随着3D打印技术的不断普及，越来越多人开始关注起3D打印机，前段时间，小影还被问到：3D打印机听起来那么高科技，是不是结构原理很复杂啊？针对这个问题呢，小影特别对巨影FDM 3D打印机做笔记总结了一下，话不多说，赶紧跟小影一起学习起来吧！

工作原理

FDM 3D打印机的原理其实跟热熔胶枪是一样的，就是把一段塑料棒加热融化，在喷嘴上挤出材料，然后按照软件设置好的路径画出模型的形状。挤出的材料有一定的直径，一层一层叠起来就会形成立体的物件。

其实我们大部分人都接触过 3D 打印的产品——蛋糕。只不过3D打印机是能精确的控制挤出直径，冷却温度，X、Y、Z的控制精度。让每一层材料精确地冷却固化在指定位置。

一台FDM 3D打印机，大概有几十个零件。根据分工，我们可以把它们抽象成几个部分。

外框：打印机的骨架

打印的过程中，喷头要在水平XY平面和垂直的Z轴运动（有的机型是喷头固定高度，打印平台来移动）。外框越稳固，打印出来的效果就越好。像巨影FDM 3D打印机采用的都是钣金一体结构，打印也是更稳定！

步进电机+传动系统：打印机的手臂

      打印机一般用多个步进电机，带动皮带或者齿轮来控制喷头。电机的精度普遍都挺高的，所以这个部分，决定因素其实是皮带。皮带过紧可能会在打印过程中眺齿；皮带过松，可能打印的时候有旷量，就是电机转了，喷头却没有相应的移动。表现出来的现象就是打印的圆弧不圆，直角不直。

喷头：打印机的心脏

      这里为了好理解，用了喷头这个词，标准的叫法是挤出机。包含一个喷嘴，一个加热装置让材料融化，一个推送装置把固体的料拉进加热区域，一个冷却风扇让喷头的材料温度降下来，到打印出来的时候快速固化。

这部分的重点是温度和速度。

根据不同的材料来配置加热温度，让材料可以顺畅的在固态——液态——固态之间转化。加热温度比较固定，根据材料配置就行，比如PLA材料210℃比较合适。

温度过高，不能及时冷却和固化，打印出来的东西会比较塌，不太好成型。温度过低，材料没有足够的温度，跟已经打印的原料结合，打印出来的东西会比较的粗糙，强度也不够，容易分层断裂。

速度由喷嘴直径和推送装置的速度决定。这个也要平衡好，为了获得更好的打印质量，一般推荐速度在80mm/s以下效果比较好。

打印机操作系统：小脑

FDM 3D打印机，大多是基于开源的 RepRap 项目，或者定制的 RepRap 系统。类似 Android 的情况，这个系统用来执行 Gcode 打印指令，然后用传感器收集温度数据上传，纯执行角色。

切片软件：大脑

切片软件是打印机的大脑。

这里面可以分三个部分说。

首先是打印的走线。就是模型分层后，具体喷头走哪个路径，怎么避开已经打印的线，怎么尽量拐大弯来降低对精度的要求。

然后是填充算法。怎么保证用料又少，又有足够的结构强度。

还有就是支撑结构。这个可以拿攀岩来打比方，你攀一个负角度的地方，就容易掉下去。一般你设计的悬空角度不大于45°，那应该可以直接打印。如果模型中有多处悬空，会造成打印层的松软和下沉。软件可以自动地在悬空的位置下面垫一些料，自动帮你完成。

打印参数设置会影响最终打印效果，需要根据自己的机器，用的材料设定最优的方案。

      以上可以算是3D打印机的全部了。是不是觉得FDM 3D打印机其实也没太复杂呢。

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