前言

之前我分享過一篇3D打印LCD光固化的入門推薦，作為民用非金屬3D打印技術(shù)，熔融沉積FDM技術(shù)占據(jù)著舉足輕重的一支，所以接著LCD光固化后，今天我們聊聊FDM，在此之前方便對(duì)3D打印不了解的小白，我們溫故一下非金屬3D打印的分類。主流的非金屬成型技術(shù)分為熔融沉積FDM，選擇性粉末燒結(jié)SLS，光固化SLA/LCD，這幾種打印技術(shù)的區(qū)別是什么呢？

1、FDM是將線狀材料通過加熱融化后，通過噴頭擠出，噴頭通過移動(dòng)后將融化的材料沉積成型；

▲FDM打印

2、SLS是通過激光將粉末融化燒結(jié)，每燒結(jié)一層厚再鋪一層新的粉末進(jìn)行燒結(jié)，最終將未燒結(jié)的粉末去除留下成型的燒結(jié)品；（這類設(shè)備國(guó)內(nèi)以華曙高科為首，一般均為工業(yè)設(shè)備，民用桌面小型設(shè)備暫未出現(xiàn)）

▲SLS打印

3、SLA和LCD都是通過光線對(duì)光敏樹脂進(jìn)行固化，SLA類似SLS一樣，是激光束通過振鏡掃描樹脂進(jìn)行固化，而LCD則是將打印層的橫截面圖像投射到樹脂上，從而使暴露的材料硬化。平臺(tái)從樹脂桶中緩慢垂直升起并構(gòu)建每一層。每層中的所有點(diǎn)同時(shí)固化，SLA和LCD的區(qū)別有點(diǎn)類似顯像管電視和液晶電視的區(qū)別，不過原理都是將樹脂固化。值得一提的是SLA目前民用桌面設(shè)備也就Formlab推出過幾款設(shè)備，但耗材價(jià)格頗高、打印精度尚可（本人擁有一臺(tái)Formlab2，強(qiáng)烈不建議小伙伴入手，土豪不差錢的可忽視），在此并不是否定sla技術(shù)，高技術(shù)和SLS一樣，主打工業(yè)領(lǐng)域的大型設(shè)備，而Formlab只是下放到了民用，SLA桌面設(shè)備卻被LCD碾壓。

▲SLA打印

▲LCD打印

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科普完后我們回歸正題向大家介紹FDM設(shè)備的選擇及避坑指南

對(duì)于準(zhǔn)備入手FDM打印機(jī)的小伙伴，相信關(guān)注的必定是價(jià)格和性能，我從工業(yè)級(jí)龍頭Stratasys、曾經(jīng)一度叱咤風(fēng)云的makerbot到國(guó)內(nèi)幾千上萬不等的設(shè)備均使用過，反而對(duì)最低價(jià)格的FDM打印機(jī)很少有所關(guān)注，所以這次特地在淘寶上看了看入門級(jí)3D打印機(jī)并購(gòu)買了一臺(tái)。

▲淘寶首頁(yè)前三的都是Anycubic的FDM，出于對(duì)那么低價(jià)位的FDM不報(bào)什么期待的原因，也沒有多看，就選了一款價(jià)格適中的Kobra2買來測(cè)試。

開箱

▲收到Kobra2后其實(shí)還是有些小期待的，畢竟花了千把來塊錢，也希望打印機(jī)的做工能超過預(yù)期吧，整個(gè)打印機(jī)通過三層珍珠棉分開放置，從上到下分別是彈簧鋼成型平臺(tái)、Z軸組件、XY軸底座組件，隨機(jī)也配送了TF卡，切片軟件、安裝說明、使用說明都以電子檔方式存放在TF卡內(nèi)，同時(shí)也配送了整套內(nèi)六角扳手和軸承鎖緊用的扳手，家里沒有任何工具的用戶也能輕松安裝以及后期維護(hù)。

主部件

▲龍門架結(jié)構(gòu)一端是42步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)通過聯(lián)軸器連接Z軸T型絲杠，絲杠上端使用閉環(huán)同步帶連接左側(cè)絲杠，雙絲杠結(jié)構(gòu)可以有效使X軸橫梁同步上下移動(dòng)，對(duì)于千元級(jí)設(shè)備來說雙絲杠結(jié)構(gòu)是誠(chéng)意滿滿。

▲底座組件主要負(fù)責(zé)Y軸運(yùn)動(dòng)方向，平臺(tái)為220mmX220mm，平臺(tái)本體為鋁合金平板，下部安裝熱床加熱片、上層安裝了耐高溫磁鐵皮。

【避坑點(diǎn)1】磁鐵皮在高溫情況下會(huì)發(fā)生退磁現(xiàn)象，因此FDM使用的磁鐵皮必須選用耐高溫的磁鐵皮，而且全新狀態(tài)下，磁力必須要很強(qiáng)，因?yàn)殡S著長(zhǎng)時(shí)間使用，磁性衰退是必然的，而不耐溫的磁鐵皮則會(huì)更快失去磁性。

▲噴頭機(jī)構(gòu)作為FDM打印機(jī)最重要的部件，在FDM打印失敗的零件中80-90%是因?yàn)閲婎^問題打印失敗的，這款噴頭后續(xù)我會(huì)拆開詳細(xì)告訴大家噴頭的注意事項(xiàng)。

細(xì)節(jié)

剛剛說到噴頭會(huì)直接影響打印成敗，而打印機(jī)傳動(dòng)部件則能直接影響打印精度，接下來我們看看哪些細(xì)節(jié)可以值得關(guān)注

▲Kobra2在塑料部件均使用了開模注塑部件，極大地保證了傳動(dòng)部件的裝配精度

【避坑點(diǎn)2】入門級(jí)打印機(jī)由于售價(jià)較低，制造廠家會(huì)極力降低成本，對(duì)于部分零件，尤其是塑料零件，開模鑄造成本大會(huì)直接使用3D打印的塑料件裝在3D打印機(jī)上，所以在選購(gòu)裝有3D打印零件的打印機(jī)就要慎重了。

▲早期的FDM打印機(jī)包括makerbot在內(nèi)，XY軸傳動(dòng)都使用銅軸套傳動(dòng)，銅軸套價(jià)格低廉，精度只能說湊活，后來發(fā)展選用滾珠軸套，這兩種軸套在高速運(yùn)動(dòng)下噪音較大，精度一般，高端機(jī)上一般會(huì)使用直線滑軌，但直線滑軌價(jià)格高昂，而Kobra2使用了一種折中的方法，在上下兩側(cè)安裝軸承滑軌的方式傳動(dòng)，既保證了一定精度（精度相對(duì)低于直線滑軌，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銅軸套），又能實(shí)現(xiàn)高速靜音運(yùn)動(dòng)。

▲XY軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通常使用同步帶（工業(yè)級(jí)設(shè)備部分會(huì)使用滾珠絲杠，但Stratasys也仍使用同步帶），歸零探頭使用了微動(dòng)開關(guān)，而電機(jī)使用了標(biāo)準(zhǔn)的42電機(jī)，但Kobra2的Y軸同步帶輪與電機(jī)距離較遠(yuǎn)，如果同步帶張緊力過大，電機(jī)軸會(huì)發(fā)生彎曲，長(zhǎng)期使用會(huì)損壞電機(jī)。

▲打印機(jī)正面有兩個(gè)插槽，一個(gè)是USB-C口和TF卡插口，在插口方面Kobra2不是很盡如人意，因?yàn)樵跊]有無線傳輸功能的設(shè)備上使用TF卡，勢(shì)必需要使用讀卡器，雖然配件包里贈(zèng)送了，但還是有所不便的，而USB-C無論是電腦連接還是使用U盤，都相當(dāng)不便，如果有無線傳輸功能或者有USB-A口，在拷入打印G代碼時(shí)會(huì)方便很多。

▲3D打印成不成就看第一層，這句話無論是FDM還是光固化，因此成型平臺(tái)是所有打印機(jī)廠家最用心制造的部件之一，在早期FDM成型底板使用的是高硼硅玻璃，高硼硅玻璃作為底板有兩個(gè)很大的問題，玻璃表面光滑，首層材料很難附著，需要噴漆或者涂膠來增加玻璃表面附著力，而玻璃非常硬，所以一旦打印完成，零件很難從玻璃上取下，因此隨著不斷改進(jìn)，目前主流使用了彈簧鋼片材料，鋼片表面粗糙的紋理能夠加強(qiáng)首層表面附著力，鋼片具有很好的彈性，取下成型底板使鋼片彎曲變形，零件很容易從鋼片上取下。

▲在細(xì)節(jié)上Kobra2此處讓人驚訝，就是在龍門架安裝位置，對(duì)底座鋁型材進(jìn)行了機(jī)加工處理，以確保打印機(jī)有更高的精度。

噴頭組件

▲首先Kobra2的碰頭機(jī)構(gòu)被紫色注塑蘇塑料外殼包裹，正面是一個(gè)離心風(fēng)扇，該風(fēng)扇是用于為剛成型的PLA零部件散熱使用

▲噴頭組件側(cè)面有鏤空的散的孔，用于風(fēng)扇對(duì)喉管冷卻散熱排風(fēng)使用

▲噴頭反面需要和打印機(jī)裝配，所以沒有過多的裝飾件，可以很清楚的看到

▲在噴頭加熱塊配備了原尺寸開模的硅膠保溫套，由于噴頭加熱塊距離材料散熱出風(fēng)口比較近，在打印過程中，冷卻的風(fēng)吹到零件上后容易反彈至噴頭，導(dǎo)致加熱塊溫度發(fā)生明顯的波動(dòng)，而加熱塊溫度波動(dòng)后會(huì)導(dǎo)致材料融化不均勻，擠出材料粗細(xì)不均勻等問題。

▲噴頭所料外殼通過在噴頭組件背面的兩顆螺絲固定，材料冷卻風(fēng)扇由兩顆螺絲固定在塑料外殼上，因此在拆卸時(shí)，千萬注意取下塑料外殼時(shí)，不要用力拖拽，等取下風(fēng)扇后才可，以免拖拽后扯斷風(fēng)扇導(dǎo)線，而風(fēng)扇出風(fēng)口是由前后兩片開模注塑的制作。

【避坑點(diǎn)3】很多廉價(jià)打印機(jī)的出風(fēng)口為了節(jié)約成本都會(huì)使用3D打印件，而打印件又會(huì)使用PLA材料的（成本低、成型容易），而PLA的致命點(diǎn)在于不耐高溫，出風(fēng)口位置相對(duì)溫度較高，PLA材料很容易變形，選擇打印機(jī)時(shí)出風(fēng)口盡可能選購(gòu)較優(yōu)秀的散熱風(fēng)口，有些打印機(jī)更加直接粗暴，就是將風(fēng)扇口直接對(duì)著零件吹，這樣的打印機(jī)也要慎重。

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拆到噴頭組件的核心，喉管散熱風(fēng)扇上方為噴頭組件的材料擠出機(jī)構(gòu)，下半部分為熱熔機(jī)構(gòu)▲擠出機(jī)構(gòu)由5顆螺絲固定，取下兩顆短螺絲就可以分離擠出機(jī)構(gòu)和熱熔機(jī)構(gòu)，取下三顆長(zhǎng)螺絲就可以拆開擠出機(jī)構(gòu)，為什么我在這里要講述如何拆解擠出機(jī)構(gòu)（說明書中未提及拆解方法），是因?yàn)閿D出機(jī)構(gòu)有事因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而容易卡絲，因此需要拆開維護(hù)。

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▲拆開擠出機(jī)構(gòu)，內(nèi)部零件功能已在圖片中標(biāo)識(shí)，但同為近端供絲機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)上也有很多區(qū)別

【避坑點(diǎn)4】有些打印機(jī)擠出輪直接安裝在電機(jī)上，未設(shè)計(jì)減速增扭齒輪，所以會(huì)遇到打印機(jī)擠出輪扭力不足的現(xiàn)象，而這現(xiàn)象輕則影響打印速度，重則出現(xiàn)打印斷絲；主從動(dòng)擠出輪有些打印機(jī)未設(shè)計(jì)雙齒聯(lián)動(dòng)，則會(huì)導(dǎo)致從動(dòng)輪與線材打滑。

▲打印機(jī)擠出輪是保證打印機(jī)連續(xù)打印供絲數(shù)小時(shí)的關(guān)鍵部件，擠出輪的齒加工的非常鋒利能夠牢牢抓住絲材。

裝配

▲總體安裝都非常便捷，首先是在打印機(jī)底部通過4顆固定龍門架機(jī)構(gòu)。

▲噴頭通過圖片上畫圈的死磕螺絲固定

▲彩色液晶顯示器使用三顆加大的蘑菇頭內(nèi)六角螺絲固定在底座40X40鋁型材上.

▲在龍門架X軸電機(jī)附近安裝斷絲檢測(cè)器，安裝時(shí)注意斷絲檢測(cè)器箭頭方向，在這里要吐槽一下，斷絲檢測(cè)機(jī)只通過一顆螺絲固定，在使用時(shí)不小心動(dòng)一下容易發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

▲在安裝完所有硬件后，就可以按照說明書連接所有電纜接頭了，電纜接頭也不用怕接錯(cuò)，每個(gè)接頭上都標(biāo)有對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽告訴用戶接頭對(duì)應(yīng)的連接的硬件。

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接下來看下安裝后總體的狀態(tài)吧

▲安裝完打印機(jī)后，就可以安裝切片軟件了，在隨機(jī)的TF卡中分別附了兩款切片軟件，分別是Anycubic自家的切片軟件以及Prusa切片軟件，兩個(gè)軟件都支持windows版本和Mac版，至于兩個(gè)切片軟件的區(qū)別呢？Anycubic自家的切片軟件對(duì)打印機(jī)有較高的適配性，適合新手用戶，軟件內(nèi)對(duì)打印機(jī)參數(shù)、材料參數(shù)設(shè)置了推薦值，可以做到傻瓜式切片打印，和Prusa相比更高級(jí)的參數(shù)。

至于切片軟件到底是干什么用的？這里做一個(gè)簡(jiǎn)單的小科普，3D打印機(jī)是通過讀取G代碼來識(shí)別運(yùn)行的，但是3D圖紙是如何轉(zhuǎn)化為G代碼呢？就是通過切片軟件來實(shí)現(xiàn)的，而軟件中的各種參數(shù)就是切片軟件轉(zhuǎn)化為G代碼的邏輯和原則，按用戶指定的要求進(jìn)行切片。后續(xù)我會(huì)專門寫一篇切片軟件參數(shù)調(diào)試的文章。

▲在剛使用打印機(jī)時(shí)，對(duì)于那么多參數(shù)相信小伙伴會(huì)兩眼一抹黑，所以可以使用廠家預(yù)設(shè)的推薦參數(shù)，但根據(jù)實(shí)際情況，廠家參數(shù)不是萬精油，也會(huì)遇到一些小問題，我列舉了幾個(gè)常見的問題，用小白用戶參考

首先是上圖的藍(lán)色方框，零件轉(zhuǎn)角處會(huì)產(chǎn)生“波紋”這樣的波紋可以通過降低打印機(jī)速度可以調(diào)整，但很多打印機(jī)即便速度講了再低，波紋都只會(huì)減緩不能去除，如果是如門打印機(jī)，個(gè)人建議不要太花精力去調(diào)整了，因?yàn)槭苤朴陔姍C(jī)、傳動(dòng)、架構(gòu)，噴頭高速轉(zhuǎn)向后會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)，有些打印機(jī)可以基層代碼刷入固件后減緩轉(zhuǎn)向擾動(dòng)，而對(duì)于初級(jí)玩家而言，只可通過調(diào)整打印速度和XY軸加速度來減緩。

▲其次是紅圈出現(xiàn)的問題，就是起始點(diǎn)擠出過量的問題，這個(gè)問題相對(duì)就很容易解決，只要在切片穿軟件中的回抽界面調(diào)節(jié)重新啟動(dòng)時(shí)的額外長(zhǎng)度，如果擠出過量那就設(shè)置為負(fù)值，如果擠出空虛，則設(shè)置為正值

▲很多對(duì)3D打印略有了解的小伙伴總會(huì)說FDM打印機(jī)打印的零件精度完全沒法和LCD光固化打印機(jī)的相比，就不斷地黑FDM如何如何差，但是FDM和LCD各有其特點(diǎn)，F(xiàn)DM打印機(jī)因?yàn)槭褂镁€材，所以線材選擇相當(dāng)多，不論是線材的材料種類還是線材的顏色。

▲由于顏色選擇的多樣性，所以FDM初級(jí)玩家可以打印更多創(chuàng)意玩具和工具用品，這次我在3D打印網(wǎng)站上隨意找了兩個(gè)Switch卡帶存放盒，鮮亮的顏色非常適合Switch

同時(shí)近幾年各大廠家也研發(fā)出了彩虹色線材，非常適合創(chuàng)意物品的打印

在這里不得不提這款打印機(jī)的高速打印確實(shí)讓我吃驚，我有一臺(tái)3年前買的中端FDM打印機(jī)，當(dāng)時(shí)打印速度極限大概在90-100mm/s，達(dá)到這個(gè)速度時(shí)，很多細(xì)節(jié)精度很難保證，但Kobra2的最大速度可以達(dá)到300mm/s，在這個(gè)速度下，可以肉眼可見地看到零件在生長(zhǎng)，除了在轉(zhuǎn)角處會(huì)出現(xiàn)一定量波紋外，打印精度還是相當(dāng)高的，如果需要打印一些外觀要求比較高的零件小伙伴可以選擇性的降低一些打印速度。

通過微距看層紋理，如何評(píng)判z軸紋理優(yōu)良，只要看z軸打印的各層都在同一個(gè)垂直平面，這是評(píng)定打印機(jī)綜合性能的重要標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榇蛴C(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不好、噴頭擠出機(jī)控制精度差都會(huì)讓Z軸層與層之間有略微的錯(cuò)位，這就導(dǎo)致打印件看上去很粗糙。

總結(jié)

作為一款市售的千元級(jí)入門FDM打印機(jī)來說，就Anycubic品牌而言他表現(xiàn)的素質(zhì)讓我十分吃驚，主要是以下幾個(gè)方面：

1、超預(yù)期的零件做工，但凡是塑料零件都是用了塑料注塑件，零件間的整體裝配精度相當(dāng)高

2、超預(yù)期打印精度，可以說現(xiàn)在千元機(jī)能夠媲美幾年前的萬元機(jī)的打打印精度

3、超預(yù)期的打印速度，300mm/s的打印速度讓打印周期提速，也是像我這樣沒有耐心的小伙伴的福音

4、超預(yù)期的價(jià)格，說實(shí)話，就像我文章開頭那樣說的對(duì)于全千元的價(jià)格很不敢相信能買到很好的打印機(jī)，但事實(shí)卻出乎意料。