3D打印机似乎正在席卷世界——至少是席卷了新一代。几乎每周都有关于这些设备和它们可以打印的东西的新闻报道，从枪支到糖果到宇航员的披萨，从火箭发动机部件到医疗植入物，甚至是活体组织。尽管它们使用各种技术，可以用各种材料打印，但它们的共同之处在于能够获取物体的3D CAD文件表示，并从中生成实体物体。3D打印过程也被称为加法制造，因为它构建对象(通常在层中)，而不是减去制造去除材料的方法，如切割、钻孔或铣削。
尽管本文将集中讨论最常见的3D打印机类型——那些面向业余爱好者、设计师和消费者，能够打印塑料物体的3D打印机——但首先我们将看看其他类型的3D打印机3 d打印技术方法。
从火箭发动机到披萨再到活细胞
选择性激光烧结(SLS)使用激光来融合塑料、金属、陶瓷或玻璃的颗粒。在工作结束时，剩余的材料被回收。电子束熔炼和相关的选择性激光熔炼(SLM)分别用电子束和激光束将金属粉末逐层熔化。钛经常与EBM一起用于合成医疗植入物和飞机部件，美国宇航局使用SLM从镍合金中打印出火箭发动机部件。
美国国家航空航天局也在探索为深空任务打印深盘披萨的可能性。3 d食物打印机把面团、巧克力、奶酪或其他食品用喷嘴喷出来的糊状物铺在地上。
在3 d生物打印一般悬浮在液体或凝胶中，打印机将活细胞层层叠放，制造软骨、骨骼、皮肤、血管和其他结构。尽管这项技术有很大的潜力，但它基本上仍处于实验阶段。虽然3D生物打印技术已被用于打印心脏和肾脏细胞层，但人工器官仍有很长的路要走。
多喷嘴的建模是一种类似于喷墨机的系统，它将一种彩色的，像胶水一样的粘合剂喷洒到连续的粉末层上，在那里要形成物体。这是最快的方法之一，也是少数支持彩色打印的方法之一。
另一种技术是将液体聚合物暴露在来自数字光处理(DLP)投影仪，它一层一层地硬化聚合物，直到物体建成，剩下的液体聚合物被排出。
未来在塑料行业
不过，本文的重点是3D打印机，它能够打印塑料物体，面向爱好者、专业人士和消费者销售。他们使用了一种被称为熔合灯丝制造(FFF)的方法，将塑料灯丝熔化，然后分层沉积，创造出3d打印的塑料物体。这项技术是由RepRap开源3D打印运动普及起来的，现在市场上的3D打印机中的大部分软件和硬件都是基于开源的。虽然在某些情况下模型之间有实质性的差异，但它们的基本操作是相同的。
软件
软件
3D打印机一般通过计算机控制，需要几个程序:一个驱动程序、一个切片机和一个打印控制程序。3D打印机制造商通常将程序捆绑在一起，并针对他们的模型优化软件包。(cuify软件包含在3D系统立方3D打印机在活力(1299美元)(在一个新窗口中打开)结合切片机和打印控制实用程序在一个单一的程序。)切片器获取3D对象文件(通常是STL格式)，并根据分辨率(层高)和可在切片器内设置的其他参数将其“切片”成层以供打印。切片器还显示要打印对象的3D表示。一旦对象被切片，它就可以被保存为一种有利于打印的格式(通常是g代码)。
打印控制软件可以让您加热挤出机和控制温度，以及移动挤出机在三维空间。它常用于设定挤出机与搭建平台之间的最小距离。也就是说，大多数打印功能都是自动化的，因此在许多情况下，只需打开一个目标文件，将软件连接到打印机，然后按下Print即可。
灯丝
灯丝
最常用的塑料原料用于熔融灯丝制作3D打印是PLA和ABS，它们是一种缠绕在线轴上的细丝。聚乳酸(聚乳酸)是一种玉米基可生物降解聚合物，需要加热到约185C (365F)，才能很好地挤压和结合。(3D打印中的温度以摄氏度为单位。)ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)是一种热塑性塑料，在3D打印中使用需要更高的温度(~240C，或464F)。它往往是光滑而有力的。融化的PLA可能闻起来有点甜，而融化的ABS会散发出烧焦的塑料气味，而且会引起头痛，所以最好在通风良好的地方使用。
最常见的用于3D打印的纤维直径为1.75毫米(0.07英寸)，通常以1公斤(2.2磅)的线轴出售。大多数3D打印机制造商出售他们首选的塑料卷。3D系统公司提供的不是标准的线轴，而是与Cube 3D打印机兼容的灯丝墨盒。许多3D打印机背后都有一个线轴支架，基本上是一个水平杆来固定塑料丝的线轴。Type A Machines现在包括了礼帽，一个精致的支架，可以容纳多个线轴，以及它的系列1打印机。
框架
框架
3D打印机的机身或框架差异很大，从Cube 3D打印机的极简主义开放式塑料底盘到Cube 3D打印机的工业强度四四方方的钢框架Solidoodle 2职业它可以承受一个250磅重的人的重量。激光切割的木框，回想起这些打印机的RepRap起源，很常见;我们已经在产品中看到了它们，比如A型机器系列(2295.00更新模型:Series 1 2014 at Dynamism)(在一个新窗口中打开)．
而起来!迷你的打印区域是封闭的(可以通过门和罩)，大多数低价(和许多中等价格)3D打印机都有一个开放的框架。开放框架可以让您清楚地看到正在进行的工作，但有两个缺点。一个是噪音。3D打印机有四个马达，其中几个经常切换方向，噪音很大。对于一些型号的打印机，比如Cube 3D打印机，噪音可能很有趣，听起来像太空时代的音乐，但即使这样也会逐渐消失，特别是当你和其他人近距离使用打印机时。一个封闭的框架可以消除许多印刷噪音。(完全棚子了!虽然Mini在打印过程中相对安静，但它有另一种噪音问题:在打印工作开始和结束时，它会发出几声响亮而令人讨厌的哔哔声。)
开放式框架的另一个问题是，它不能防止烟雾，这可能是一个问题，特别是当使用ABS塑料打印时。如果你在开框打印机上使用ABS打印，一定要在附近放一个风扇，如果可能的话，打开窗户。
挤出机总成(又名打印头)
挤出机总成(又名打印头)
挤压机是3D打印机对传统打印机打印头的模拟。在挤出机的底部是喷嘴，液化塑料通过它喷射(挤出)。上面是一个熔化室，其中加热元件熔化塑料丝之前挤压。所述组件的顶部有一个孔，所述灯丝送入孔内;细丝紧贴在一个马达驱动的齿轮上，转动齿轮，将细丝送入熔化室。大多数3D打印机在喷嘴附近都有一个小风扇来散热。
打印的床
打印的床
打印平台是打印物体的表面。它将至少与打印机的构建区域的宽度和深度一样大(它能够打印的最大对象的大小)。它通常被处理成允许对象在打印时粘附在它上面。你需要在每次打印之前应用胶水到立方体3D打印机的构建平台，然后冲洗下流动的水软化胶水时，工作完成。Solidoodle 2 Pro使用加热构建平台(这减少了使用ABS塑料打印时角的卷曲趋势)。了起来!mini有一个类似钉板的表面，上面的小孔充满了熔化的塑料，a型机器系列1的表面有轻微的沟槽。
运动
运动
挤出机组件和打印床在三维x相对移动(从一侧到另一侧);Y (in and out);和Z(上和下)-以便挤出机依次沉积熔融塑料层来创建对象。这是通过连接皮带的电机来实现的，每个轴上都有一个电机。
运动的确切性质因模型而异。例如，与立方体3D打印机和UP!Mini，打印头沿X轴运动，打印床沿Y轴和Z轴运动;RepRap Prusa Mendel的头向X、Z方向移动，床向Y方向移动。A型机器系列1的头向X、Y方向移动，而打印床只能垂直移动，因为打印床很大。
印刷
印刷
当你发出打印命令时，熔化室加热到所需的温度，这取决于所使用的塑料的类型。挤出机移动到它的起始位置，几乎接触到构建平台。当塑料足够热时，打印将开始，挤出机将相对于构建平台移动，以沉积塑料，一层一层，根据文件的说明进行打印。由于挤出机靠近构建平台，第一层一般压在打印床上;这有助于它坚持构建平台。(打印机的分辨率是它的层高，用微米或千分之一毫米来测量。典型的分辨率范围在100到250微米之间，或0.0039到0.0098英寸。)
使用FFF，打印总是从下往上，在连续的层中进行。即使同时打印多个对象，它也会一层一层地同时打印它们，而不是一次打印一个对象，然后再打印下一个对象。
当打印完成时，挤出机通常会离开打印对象，打印机将处于闲置状态，直到您下次使用它。移除打印对象可能是一个挑战，因为你可能需要把它从打印床上撬开，或者软化固定它的胶水，但只要小心和坚持，它应该会松动。然后你就有了自己的3D打印对象来欣赏了。
