[導(dǎo)讀]3D打印機(jī)是工程師的高科技工具還是愛(ài)好者的玩具？來(lái)看看如何實(shí)際操作3D打印機(jī)制作一個(gè)地球儀。

“3D打印機(jī)”這個(gè)名稱，個(gè)人以為，在科技產(chǎn)品里，屬于命名相當(dāng)成功的。聞聽(tīng)此名時(shí)，會(huì)讓聽(tīng)者瞬間有恍然大悟的欣快感——“不就是立體打印唄~”但仔細(xì)一琢磨，又不得不承認(rèn)，關(guān)于原理、過(guò)程、細(xì)節(jié)云云，其實(shí)全不知曉。在知其然不知其所以然的網(wǎng)絡(luò)世界，要解釋熱門詞匯，更得憑借老辦法：眼見(jiàn)為實(shí)。

雖然已采訪過(guò)清華幾位教授、參觀過(guò)高級(jí)實(shí)驗(yàn)室，也采訪了太爾時(shí)代創(chuàng)始人，但在親眼見(jiàn)到這臺(tái)機(jī)器工作之前，我還是無(wú)法100%確定，自己了解其全部工作原理和過(guò)程。

太爾時(shí)代提供拍攝的這臺(tái)3D打印機(jī)“UP”是面向大眾消費(fèi)級(jí)別的簡(jiǎn)易產(chǎn)品，只支持長(zhǎng)寬高在140mm以內(nèi)的三維設(shè)計(jì)模型打印，售價(jià)約為1萬(wàn)人民幣（要打印大型、高精尖、直接能用的零部件，請(qǐng)自行購(gòu)買6位數(shù)以上的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，謝謝）。

拆開(kāi)包裝后的裸機(jī)狀態(tài)——也并非全裸——是已安裝好工作平臺(tái)（承接打印物、可上下左右前后移動(dòng)）和機(jī)頭（加熱噴吐材料、可上小左右前后移動(dòng)）的機(jī)身。包裝內(nèi)，配有一個(gè)小型工具包，內(nèi)有鏟子，鑷子，剪子，改錐，螺絲刀，夾子等，很是小巧簡(jiǎn)便，讓人想起西方傳說(shuō)中幫人類工作的小精靈常使用的工具。

要完成的硬件安裝只有簡(jiǎn)單的兩步，連文科女生都能Handle。

首先，把懸掛材料的支架，用螺絲刀安裝在機(jī)身左側(cè)。然后，把為UP標(biāo)配的材料線箍（重0.7kg，每捆能打二三十個(gè)小模型），掛在支架上，扯出材料線頭，連接在機(jī)頭上，至此，安裝完畢。So，此處的材料線箍好比傳統(tǒng)打印機(jī)的墨盒；此處的機(jī)頭，好比傳統(tǒng)打印機(jī)的噴頭。

之后，就像要為傳統(tǒng)打印機(jī)在電腦上安裝打印驅(qū)動(dòng)一樣，3D打印機(jī)也需要自己的驅(qū)動(dòng)，只不過(guò)，這個(gè)驅(qū)動(dòng)要高端一點(diǎn)。將UP連接電腦，點(diǎn)擊安裝驅(qū)動(dòng)程序和控制軟件。需要區(qū)分的是，該控制軟件和三維設(shè)計(jì)軟件并非一個(gè)東西，它只能將三維設(shè)計(jì)圖（通常是STL格式，或MAX）導(dǎo)入，但無(wú)法完成設(shè)計(jì)任務(wù)。就好比傳統(tǒng)打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)只能指揮打印，但不能輸入、打字、編輯文檔。

具體來(lái)說(shuō)，3D打印機(jī)的控制軟件，任務(wù)在于將三維設(shè)計(jì)草圖導(dǎo)入后，“切”成二維的水平層——每層厚0.3mm，這樣3D打印機(jī)才可識(shí)別。理解到這一步，3D打印機(jī)就不再那么神秘了：工作時(shí)，它實(shí)際是按層打印，每一個(gè)極薄的層面堆疊起來(lái)，便構(gòu)成三維造型。而3D打印精度，便部分體現(xiàn)在水平層能有多薄，越薄越精細(xì)。

當(dāng)3D打印控制軟件將三維設(shè)計(jì)圖“切”好后，你可通過(guò)此軟件預(yù)估大體打印時(shí)間，可以在此查看打印預(yù)覽，三維設(shè)計(jì)圖；還可通過(guò)此軟件，手動(dòng)操控3D打印機(jī)的一些簡(jiǎn)單動(dòng)作。比如，在首次安裝3D打印機(jī)時(shí)，要為工作平臺(tái)調(diào)平。通過(guò)這個(gè)控制軟件，點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕，你可以讓機(jī)頭在工作平臺(tái)的中心和四角分別停一下，用工具包中0.2mm的塞尺量一下，是否等高。不然，通過(guò)調(diào)整螺絲可實(shí)現(xiàn)水平。

或者，如果你上次用黃色材料打印過(guò)，這次想改用白色。你可以點(diǎn)擊控制軟件中的“噴出”按鈕，機(jī)頭會(huì)將殘留的一點(diǎn)余料“吐”出來(lái)，方便你安裝新材料。

機(jī)頭是一個(gè)0.3mm的噴口，工作時(shí)會(huì)加溫到260°融化材料，可上下左右前后運(yùn)動(dòng)，將ABS塑料拉絲，與同樣可以上下左右前后運(yùn)動(dòng)的工作平臺(tái)配合默契，以此完成材料的每一層打印和最終的整體堆疊塑形。打印過(guò)程中，工作平臺(tái)也會(huì)保持大約80°的高溫，為了給剛“打印”出來(lái)的模型保持一定溫度，不會(huì)冷卻過(guò)快導(dǎo)致變形。

《時(shí)間線》編輯部準(zhǔn)備打印一個(gè)直徑在10公分左右的地球模型，表面凹凸有致，表現(xiàn)地球的各大洲和海洋。

UP開(kāi)機(jī)。此時(shí)，會(huì)有一個(gè)初始化的過(guò)程，工作平臺(tái)和機(jī)頭會(huì)上下左右活動(dòng)一下，自我檢測(cè)，大約1分鐘。之后，我們需要把一個(gè)粘接底板（黃色的塑料板）放在工作平臺(tái)上面，用夾子夾住，用來(lái)接打印模型。在打印完畢后，可連模型帶粘接底板一起拿下來(lái)。

控制軟件顯示，地球模型被切成179層，計(jì)算出打印時(shí)間約在一小時(shí)二十分鐘左右。點(diǎn)擊開(kāi)始打印，數(shù)據(jù)資料就被傳到打印機(jī)上了，開(kāi)始工作了。

機(jī)頭要預(yù)熱，加溫到260°需要5分鐘。機(jī)頭完成升溫，發(fā)出一陣長(zhǎng)鳴，打印開(kāi)始。

非常有趣的是，控制軟件會(huì)根據(jù)打印模型的大小、內(nèi)部支撐構(gòu)造等因素，自行設(shè)計(jì)一個(gè)打印底座，以支撐模型。3D打印機(jī)會(huì)先把底座“噴”出來(lái)，然后在層層精巧的將模型“噴”在底座上。以至于一開(kāi)始出現(xiàn)一個(gè)橫七豎八的底座時(shí)，我們以為打印機(jī)出了故障。

打印過(guò)程中，機(jī)身左下角會(huì)交替閃爍紅綠燈，代表它在工作，表去煩它。工作聲音跟普通打印機(jī)很相似，但有時(shí)在特定運(yùn)動(dòng)角度，會(huì)引起機(jī)身共振，那時(shí)聲音好像電鋸鋸木頭。湊近聞一聞，會(huì)有一點(diǎn)塑料遇熱的味道。工程師說(shuō)，如果在面積較小的密閉空間搞3D打印，味道還是很可觀的。

一個(gè)半小時(shí)過(guò)去后，一個(gè)小地球被UP完整“吐”了出來(lái)，起伏有致，但仔細(xì)看還是會(huì)發(fā)現(xiàn)表面有層層紋理——這是受限于每一層厚度有限的緣故。我們將小地球與粘貼底板一起從尚有余熱的工作平臺(tái)上取下來(lái)，用鏟子將模型帶底座一起從粘貼地盤上鏟除；再用剪子、鑷子之類，將底座和地球分離，至此，3D打印完畢。

整個(gè)過(guò)程充滿工程學(xué)和機(jī)械力量帶給人的視聽(tīng)嗅享受，以及親自動(dòng)手的愉快。

捧著《時(shí)間線》創(chuàng)造的這個(gè)地球~~模型~~回想3D打印機(jī)在上個(gè)月的美國(guó)，已通過(guò)這樣的工作方式打印出半自動(dòng)步槍的各個(gè)零部件，且組裝完畢后能成功發(fā)射6枚子彈，不由感嘆世界真瘋狂。再回想清華教授說(shuō)，他們與生命科學(xué)相結(jié)合的生物3D打印技術(shù)，在幾十年后的終極目標(biāo)之一是“打印”出活體移植的腎臟、肝臟……頓時(shí)，世界觀又再次凌亂了。