3D打印机轻松DIY 第2版_张统宋闯编著_9787111575191

　　《3D打印机轻松DIY　第２版》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、国内部分3D打印机厂家及网址、国内部分3D打印行业网站及论坛网址，以及国内外部分3D打印模型下载链接。　　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。

　　3D打印技术（也称为增材制造技术，区别传统的减材技术），是以数字化、人工智能化及新型材料应用为特征的生产制造方式，改变了传统的工业生产制造模式，被称为是第三次工业革命的标志。
　　世界各国在争先恐后地发展和推动3D打印技术，美国率先在国家层面上建立了战略规划，以强力推动本土3D打印技术的统一协调发展。一方面，通过政府资金投入的牵引，突破现有技术瓶颈；另一方面，通过商业合作、媒体宣传、人才培养等多种方式，拓展3D打印技术在各领域的应用和商业推广。
　　我国围绕落实《中国制造2025》，支持开发工业大数据解决方案，利用大数据培育发展制造业新业态，开展工业大数据创新应用试点。同时，促进大数据、云计算、工业互联网、3D打印、个性化定制等的融合集成，推动制造模式变革和工业转型升级。
　　3D打印作为智能制造的组成部分，创新创业的重要工具，头脑中创意的实现手段，应该被大众所了解和掌握。目前，大众还主要是从媒体和热点中了解3D打印，比如打印枪支、打印房屋等新闻，还没有真正介入其中。因此，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，于是本书应运而生。
　　本书第1版出版后，受到读者欢迎。不少初学者依据书中内容组装出了第一台3D打印机；获得了3D打印界的一些良好反馈，一些企业参考本书内容开发了新的机器；最远影响到西藏那曲地区，当地学校用本书来指导3D打印实验室的建设；3D打印爱好者根据本书的信息进行了新型3D打印机的设计；不少中职和高校将本书用作3D打印创新创业中心（双创中心）的参考书籍。在第1版的编写过程中，由于当时可以参考的专业资料不是太多，3D打印爱好者的规模也没有现在这么庞大，随着时间的推移，一些设计和结构面临更新，越来越多新的硬件诞生，因此需要增加新的DIY机型,附录中的一些3D打印机厂家和网址也发生了变更，有必要对第1版进行修订。
　　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，其目的是让大家了解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、Kossel Mini以及UItimaker2三种主要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、Kossel Mini和UItimaker2三种应用最广的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、第三部分为Kossel Mini和UItimaker2，也按照从外部框架到内部的顺序安装。三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，可以轻松完成三种机型的组装，并了解三种不同机型的特点。
　　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方法，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提供了国内外的一些3D打印模型下载链接地址。

目录前言第1章走进3D打印1 1.1 3D打印起源、原理及优点1 1.1.1 3D打印的起源1 1.1.2 3D打印的基本原理3 1.1.3 3D打印的优点5 1.2 3D打印机分类及常见的3D打印机6 1.3 未来3D打印应用趋势12 第2章 3D打印机组装前的准备19 2.1 了解Reprap 3D打印机19 2.1.1 发展历史19 2.1.2 工作原理27 2.1.3 数学坐标系28 2.2 选择机型30 2.3 3D打印材料选择32 2.3.1 常见3D打印材料32 2.3.2 材料的选择36 2.4 准备工具37 2.4.1 五金工具37 2.4.2 电子及其相关工具38 第3章 3D打印机的硬件准备39 3.1 框架39 3.2 步进电动机44 3.3 步进电动机驱动器49 3.4 传动部件52 3.5 限位开关56 3.6 挤出部件58 3.7 加热床62 3.8 FSR压力传感器68 3.8 温度传感器68 3.10 电源70 3.11 控制电路板72 3.12 液晶显示屏73 第4章 3D打印机的软件配置75 4.1 常用固件75 4.2 固件基本设置78 4.2.1 固件详细设置78 4.2.2 机械设置81 4.2.3 固件上传85 4.3 常用上位机控制软件85 4.3.1 Pronterface控制软件86 4.3.2 Repetier控制软件88 4.4 切片软件设置93 4.4.1 切片软件Slic3r93 4.4.2 切片软件Cura102 第5章 3D打印机的组装过程107 5.1 Prusa i3 3D打印机组装107 5.1.1 打印机特点和性能指标107 5.1.2 组装流程108 5.1.2.1 框架组装108 5.1.2.2 Y轴平台组装110 5.1.2.3 Y轴加热平台与传动组装112 5.1.2.4 X轴平台组装与安装116 5.1.2.5 挤出机组装119 5.1.2.6 电子设备安装122 5.1.2.7 组装电路图125 5.2 Kossel Mini 3D打印机组装125 5.2.1 打印机特点和性能指标125 5.2.2 组装流程126 5.2.2.1 型材框架组装126 5.2.2.2 线性导轨安装131 5.2.2.3 步进电动机安装139 5.2.2.4 同步带安装140 5.2.2.5 联动臂组装142 5.2.2.6 挤出头安装145 5.2.2.7 挤出机组装150 5.2.2.8 加热平台安装154 5.2.2.9 电子设备安装155 5.2.2.10 组装电路图157 5.3 Ultimaker 2 3D打印机组装158 5.3.1 打印机特点和性能指标158 5.3.2 组装流程158 5.3.2.1 框架组装158 5.3.2.2 X、Y轴安装168 5.3.2.3 Z轴平台安装177 5.3.2.4 挤出机安装187 5.3.2.5 挤出头安装190 5.3.2.6 电子设备安装192 5.3.2.7 组装电路图196 第6章 3D打印机的调试199 6.1 Prusa i3 3D打印机的调试198 6.1.1 打印平台的基本调试198 6.1.2 限位开关的调试202 6.1.2.1 限位开关位置的调试202 6.1.2.2 限位开关触发的调试204 6.1.3 步进电动机驱动电流的调试205 6.1.4 步进电动机移动方向的校准206 6.1.5 平台移动距离的校准206 6.1.6 加热平台相对水平的调试208 6.1.7 挤出头与加热床之间间距的调试209 6.1.8 加热温度的校准209 6.1.8.1 挤出头温度的校准209 6.1.8.2 加热床温度的校准210 6.2 Kossel Mini 3D打印机的调试210 6.2.1 框架和传动部分的调试210 6.2.2 限位开关的调试211 6.2.3 加热平台相对水平的自动调试211 6.2.4 FSR的触发校准212 6.2.5 加热喷头和加热床距离的调试212 6.3 Ultimaker2 3D打印机的调试214 6.3.1 框架结构调试214 6.3.2 X、Y轴结构调试214 6.3.3 Z轴结构调试214 6.3.4 加热平台水平调试215 第7章 3D打印机打印技巧217 7.1 3D打印STL文件技巧217 7.2 选择合适的打印参数221 7.2.1 打印壁厚221 7.2.2 打印层高222 7.2.3 打印速度223 7.2.4 填充密度224 7.2.5 填充方式225 7.3 选择合适的打印位置225 7.4 合理添加支撑226 7.5 使用智能风扇227 7.6 适宜的环境温度228 7.7 选择打印平台表面固定材料228 7.8 打印过程中的问题解决技巧231 7.8.1 打印物体翘边231 7.8.2 堵头232 7.8.3 打印断层233 7.8.4 打印漂移234 7.9 打印后模型处理235 7.9.1 模型取下235 7.9.2 支撑拆除235 7.9.3 模型表面后处理236 第8章 3D打印机改进和功能开发239 8.1 框架的改进239 8.2 机械结构的改进242 8.2.1 SCARA机械臂结构3D打印机242 8.2.2 小型化可折叠3D打印机245 8.2.3 一机多用平台247 8.2.4 传动结构249 8.3 控制电路板的改进250 8.4 挤出机的改进251 附录253 附录A 故障排除253 附录B 维护升级255 附录C 国内部分3D打印机厂家及网址256 附录D 国内部分3D打印行业网站及论坛网址260 附录E 国内外部分3D打印模型下载链接263 参考文献265

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