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3D 打印入门 - 硬件与软件

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最近入手了一个 3D 打印机，现在把详细的过程记录下来。

1. 硬件

硬件主要就是机器和耗材。

1.1 打印机

3D 打印机使用的是 Youtube 上很火的 Ender 3 Pro。当时也是看 Youtube 推荐这么多而且也很便宜就买了。

基本上 3D 打印机基本上就挤出成型（FDM）、粉状粉末物料成型（SLS）、光聚合成（SLA）。

这个打印机是使用 FDM 了。原理就是打印头加热，把条形塑料加热软化，按照电脑3D模型作画。耗材基本上是 PLA 和 ABS

然后另外一个比较常用而且打印效果会比 FDM 好的是 SLA。这个可以打印的没有那么粗糙。FDM 打印会有一条一条的痕迹。基本耗材就是 Resin（树脂），但是要求的步骤会多一些，所以最好有一些 3D 打印的经验再入手。

1.2 耗材 (Filament)

现在最常见的3d打印材料主要是ABS和PLA，ABS是个极其常见的合成塑料了，一般你的键盘上的键帽就是 ABS。ABS 需要你的打印机带盖子，保持内部的温度一定要恒温。所以如果打印机没有盖子的话基本没法打 ABS 材料。

PLA又叫聚乳酸，这东西熔点很低，基本在185°C就可以熔融加工，所以也就是最常见的打印材料了。

resin 树脂材料主要是给 SLA 打印机用的。

我买的是 HATCHBOX 家的 PLA 1.75 mm，是圈内的朋友推荐的，因为牌子实在太多。你可以选择各种颜色的 PLA 基本都一样。链接：HATCHBOX PLA 3D Printer Filament

1.3 树莓派

我加上这个主要是因为 3D 打印机没办法接入自己家的 WiFi 网络，每次打印都需要使用 SD 卡移来移去就很麻烦。可以给树莓派刷一个 OctoPrint。OctoPrint 是一个开源软件，专门用来控制 3D 打印。然后再连接到 Ender 3，就可以远程打印了。

OctoPrint

当然给你的树莓派装一个摄像头就可以远程观察你的打印机了。

树莓派就是最普通的 Raspberry Pi 4 Model B WiFi Bluetooth (4GB)

我是加了一个风扇以及摄像头。外壳可以不买，然后让 3D 打印机打出来。

风扇和摄像头链接：

2. 软件

2.1 文件格式

3d 打印文件格式最长用到的基本上是这几种：

  • .stl 业界标准
  • .gcode 打印机可以识别并打印的文件
  • .obj Blender 默认文件，基本用来设计的
  • .3dm rhino 文件格式
  • .max 3dmax 的文件格式

一般打印流程就是使用设计软件 rhino, blender 或者随便什么 3D 设计的软件，做完导出成 stl 文件，然后通过切片软件(Cura)，切片成 .gcode 这样就可以直接打印了。

当然如果你配置了 OctoPrint，可以在 Cura 上直接打印。

2.2 切片软件 Cura

Cura 是免费的开源软件。简单易用，不用花太多时间就能上手。

当然你打开之后需要根据你的线材和打印机进行一些配置。

  1. 安装后第一次打开，会让用户选择机型。根据自己的打印机类型来选择就可以了。
  2. 打开 stl 文件后可以按 Slice 就可以知道大概需要多少时间打印
  3. 修改打印设置

基本有如下可以改的参数：

  • Quality： 如果你是 0.4mm Noozle 喷头的话，基本 Layer height 就是 0.2 mm
  • Speed: 移动速度一般在 50 mm/s - 70 mm/s，一般我都控制在 60
  • Build Plate Temperature：一般也说 bed temperature，最好在 60
  • Printing temperature：也说 Extruder temperature，一般在 185 - 220，默认是 200
  • Infill： 20% 我一般
  • Infill Pattern： 默认是 line，我改成了 Gyroid，据说强度更好
  • Enable Ironing：默认是 false，我勾选了。可以让最顶上一层更顺滑
  • Inroning pattern： 选择Zig zag
  • Support：这里如果你的模型不需要可以不选择，如果是那种悬空之类的得选上，否则模型粘不在板子上就废掉了。

改完了之后保存你自己的设置。

2.3 制作 OctoPrint

进入 Download，下载最新版本，基本上所有 Raspberry 都支持。Octoprint官方推荐使用Raspberry Pi 3B，不然视频卡顿影响打印。

下载完镜像之后，烧录进你的 Raspberry Pi 的 SD 卡，官网推荐 Etcher。

然后在你的电脑上的闪存卡根目录上编辑 octopi-wpa-supplicant.txt 来配置 WiFi 连接。 重要：请勿为此使用写字板（Windows）或TextEdit（MacOS X），因为已知这些编辑器会处理文件，从而使配置失败。 请改用Notepad ++，Atom或VSCode之类的东西，或者至少要注意文件中的警告。

然后就可以拔掉 SD 卡，装上去启动。通过 SSH 登录到 Pi（如果计算机支持 bonjour 或路由器分配的IP地址，则位于octopi.local），默认用户名为 pi，默认密码为 raspberry。 运行sudo raspi-config。 打开后修改用户名密码。

后面就可以通过 http//octopi.local 或 http//<你的pi的IP地址> 访问 OctoPrint。

界面：

  • Connection
  • GCode Viewer Tab 是看打印材料的
  • Control Tab： 如果你连接了 Camera 现在就可以在这里看到了。不需要任何多余设置。除非你的 camera 是 usb 连接的。

2.4 Cura 连接 OctoPrint

下载 Cura 插件 OctoPrintPlugin。可以在 Cura 软件里的 marketplace 找到。

步骤：

  • 得保证 Octoprint 正在运行。
  • 安装 marketplace 下的 OctoPrintPlugin
  • 选择你在用的 printer
  • 打开 printer preference，你可以看到 connect Octoprint 选项
  • 从列表中选择您的 OctoPrint 实例，然后输入 OctoPrint 设置中可用的 API Key。
  • API key 可以在 OctoPrint Settings 的 API 下面有个 Global API Key里找到
  • 按下 connect 按钮，将 Cura 中的打印机与 OctoPrint 实例连接。
  • 从这时开始，打印监视器应该可以工作了，您应该能够在Cura窗口的右下角切换到 打印到Octoprint。

2.5 模型下载

一般我都是去 Thingiverse 下载。

可以在 yeggi 搜索相关的 3D 模型。

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