三維打印機不僅使立體物品的造價降低
，且激發了人們的想象力。未來三維打印機的應用將會更加廣泛。3D打(da)印(yin)技(ji)術(shu)最(zui)突(tu)出(chu)的(de)優(you)點(dian)是(shi)無(wu)需(xu)機(ji)械(xie)加(jia)工(gong)或(huo)任(ren)何(he)模(mo)具(ju)

，就(jiu)能(neng)直(zhi)接(jie)從(cong)計(ji)算(suan)機(ji)圖(tu)形(xing)數(shu)據(ju)中(zhong)生(sheng)成(cheng)任(ren)何(he)形(xing)狀(zhuang)的(de)零(ling)件(jian)，從(cong)而(er)極(ji)大(da)地(di)縮(suo)短(duan)產(chan)品(pin)的(de)研(yan)製(zhi)周(zhou)期(qi)，提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)率(lv)和(he)降(jiang)低(di)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)。這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)目(mu)前(qian)正(zheng)迅(xun)猛(meng)發(fa)展(zhan)，已(yi)越(yue)來(lai)越(yue)引(yin)起(qi)人(ren)們(men)的(de)廣(guang)泛(fan)重(zhong)視(shi)。3D打印技術作為一種高科技技術，綜合應用了CAD/CAM技術
、激光技術，光化學以及材料科學等緒多方麵的技術和知識
，讓產品設計、建築設計
、工業設計、醫療用品設計等領域的設計者
，第一時間方便輕鬆的獲得全彩色實物模型，便於重新修定CAD設計模型
，從而節省了為錯誤設計製造工藝裝備的費用，並節省了研製時間。

　　

　　

　　

上圖所示的主板是整個係統的核心控製部件。其核心是一片Sanguino，它是一塊Arduino兼容的主板由一塊ATMEGA644P(＄4.2975)芯片驅動。Arduino是源自意大利的一個開放源代碼的硬件項目

，該平台包括一片具備簡單I/O功效的電路板以及一套程序開發環境。Arduino可以用來開發可獨立運作、並具互動性的電子用品，或者也可以開發出與PC相連的周邊裝置，同時能在運作時與PC上的軟件進行溝通。

　　

Arduino 平台由兩部分組成：硬件（包括微控製器、電路板等）和軟件（編程接口和語言）。平台的兩個部分都是開源的。如果需要，您可以下載 Arduino 的圖表
、購買需要的所有獨立部件、切割電路板並從頭開始製作一個電路板。同樣地，Arduino 旨在提供一個簡單的界麵和一個將所有功能集於一身的包
，同時嚐試提供其他優點：低成本，可以從頭開始構建便宜的 Arduino 板，並且預組裝的組件十分便宜

；跨平台軟件，獲得適用於 Microsoft Windows、Mac OS X 和 Linux 的 Arduino 軟件；簡單的語言，Arduino 開發人員嚐試使語言可以被初學者輕鬆掌握，但是對於高級用戶足夠靈活；開放源碼，Arduino 從上到下完全是開源的，如果需要構建或修改軟件，您可以隨意執行。此外，Arduino 的官方 Web 站點包含豐富的維基，其中的代碼樣例和示例都是免費共享的；Arduino成本低功能強大的特點
，滿足了低成本3d打印機項目的需求
，是理想選擇。該主板連接了所有的周邊擴展，用來驅動整個3d打印機
，其中包含了3個步進電機接口，還有四個RJ45接口用於連接擠壓控製電路板
，該電路板用於控製打印頭，此外主板上還配備一個SD卡插槽及ATX電源接口。

　　

　　

　　

　　

　　

該電路板用於控製步進電機

，通過兩個極限開關來獲得輸入。基於Allegro A3982(＄1.9920) 步進電機驅動。此步進控製芯片價格和性能上都有相對的優勢，滿足3D打印機低成本和功能充足的特性。

　　

　　

　　

　　

　　

該電路板由PWM驅動板，DC電機驅動板
，溫度傳感板，RS485(＄49.9800)接口和一塊Arduino組合而成。該板用於控製在打印過程中的材料輸出。

　　

　　

　　

　　

　　

　　

這是利用它來製造柔性電路板（FPC）可能就鮮為人知了。事實上不管多薄的銅箔，甚至隻是一塊導電布材料
，FPC都可以用3D打印機來進行蝕刻。任何厚度的FPC常用材料例如FR4也可以用此方法蝕刻。

　　

 

　　

PLA
，尼龍，ABS和大多數的耗材都很難有效的用2D打印機粘在銅箔上，因此也難以蝕刻成想要的電路。但是， Ninjaflex材料可以這個難題，它幾乎可以粘上任何材料
，包括亞克力、藍色印刷膠帶和玻璃。電路板的線路可以通過像123D Design這(zhe)樣(yang)的(de)免(mian)費(fei)軟(ruan)件(jian)來(lai)繪(hui)製(zhi)，它(ta)可(ke)在(zai)銅(tong)箔(bo)板(ban)或(huo)者(zhe)是(shi)導(dao)電(dian)布(bu)上(shang)繪(hui)製(zhi)線(xian)路(lu)。從(cong)第(di)一(yi)幅(fu)圖(tu)不(bu)難(nan)看(kan)出(chu)
，能(neng)利(li)用(yong)常(chang)用(yong)氯(lv)化(hua)鐵(tie)蝕(shi)刻(ke)方(fang)法(fa)。上(shang)述(shu)圖(tu)片(pian)展(zhan)示(shi)的(de)是(shi)電(dian)路(lu)試(shi)驗(yan)板(ban)和(he)穿(chuan)孔(kong)板(ban)，孔(kong)中(zhong)心(xin)距(ju)為(wei)0.1英寸。這與其它的0.1英寸標準的管腳中心距元件相匹配。第二幅圖是完成的電路板
，一個Picaxe微控製器。如果要設計一個輕且薄的電路板，這樣設計完全沒問題。不過，如果對繞著性要求高的話
，這些器件距離需要設計得更遠。

　　

　　

 

現在需要準備3D打印耗材
，我用的是Makerbot Replicator 2，不過其他品牌的打印機通過同樣的擠出機也可以。白色的Ninjaflex材料，之前有試過黑色和無色透明的Ninjaflex
，但是附著性沒有白色的好，也許可以試試其它的顏色。工具包括：剪刀；純銅滌塔夫麵料（0.02英寸）；超薄銅箔電路板（小於0.01英寸）；潔淨的襯裏材料
；樂泰膠；123D Design或者其它可生成並且運行STL文件的3D軟件；氯化鐵
，可以嚐試用其它的蝕刻液
；鋼絲球；丙酮；布基膠帶。

　　

　　

　　

繪製線路，123D Design可設計線路以及圖形，繪製完圖形後將噴出0.011英寸厚度的薄膜。0.06英寸的線路寬度和0.04英ying寸cun的de線xian距ju是shi標biao準zhun數shu值zhi
，可ke匹pi配pei元yuan件jian的de管guan腳jiao間jian距ju。隔ge離li條tiao的de使shi用yong
，在zai繪hui製zhi圖tu案an邊bian上shang還hai需xu添tian加jia一yi個ge隔ge離li條tiao，當dang打da印yin圖tu案an時shi隔ge離li條tiao可ke根gen據ju不bu同tong的de電dian路lu板ban材cai料liao的de厚hou度du進jin行xing調tiao整zheng。0.7英寸以下都可製作。如果需要更厚的板材
，則需要壓住底部的隔離條，以便做出合適的厚度。

　　

　　

　　

如果使用ninjaflex材料進行打印
，需要對3D打印機進行調整。

　　

檢查擠壓機
，用Ninjaflex打印之前調整好擠壓機，才能正常完成工作。在Makerbots 的舊版打印機Replicator 2安裝一個擴充成套工具，另外需要為此下載一個Thingiverse驅動快。如果你用的是其他的打印機型號，則需要確定Thingiverse的de驅qu動dong快kuai是shi否fou匹pi配pei你ni的de打da印yin機ji。因yin為wei在zai軸zhou承cheng與yu齒chi輪lun之zhi間jian存cun在zai很hen小xiao的de間jian隙xi，這zhe會hui導dao致zhi很hen多duo問wen題ti產chan生sheng。銅tong箔bo上shang的de鍍du層ceng誤wu差cha隻zhi允yun許xu在zai很hen小xiao的de範fan圍wei內nei
，如ru果guo噴pen劑ji沒mei有you很hen好hao的de粘zhan上shang，後hou續xu的de蝕shi刻ke也ye會hui不bu徹che底di。所suo以yi機ji床chuang必bi須xu保bao持chi非fei常chang平ping整zheng並bing水shui平ping。可ke用yong標biao準zhun刻ke度du對dui機ji床chuang進jin行xing調tiao整zheng，將jiang其qi印yin在zai機ji床chuang的de中zhong間jian，然ran後hou在zai每mei次ci打da印yin結jie束shu後hou都dou保bao證zheng0.02英寸的誤差範圍內，這一步非常關鍵。

　　

　　

　　

待打印的電路板材料在機床上必須是平整水平的，唯一的辦法就是用噴劑膠粘住。在固定之前，先擦掉這塊板子的氧化層。

　　

　　

　　

在打印完線路後，檢查油墨是否有效的粘在電路板上
，如果間距太小則需要調整123D Design的STL文件，並且加厚隔離條。

　　

　　

　　

把板子從打印機上取出後，需要注意不能在Ninjaflex上(shang)進(jin)行(xing)任(ren)何(he)的(de)擠(ji)壓(ya)動(dong)作(zuo)，然(ran)後(hou)清(qing)理(li)機(ji)床(chuang)。用(yong)丙(bing)酮(tong)清(qing)洗(xi)電(dian)路(lu)板(ban)底(di)部(bu)的(de)殘(can)留(liu)膠(jiao)，這(zhe)樣(yang)有(you)助(zhu)於(yu)底(di)層(ceng)的(de)銅(tong)箔(bo)能(neng)蝕(shi)刻(ke)徹(che)底(di)。接(jie)著(zhe)就(jiu)是(shi)將(jiang)電(dian)路(lu)板(ban)放(fang)在(zai)標(biao)準(zhun)的(de)氯(lv)化(hua)鐵(tie)蝕(shi)刻(ke)液(ye)中(zhong)。

　　

　　

　　

蝕(shi)刻(ke)導(dao)電(dian)布(bu)可(ke)以(yi)製(zhi)作(zuo)繞(rao)折(zhe)性(xing)更(geng)好(hao)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)
，這(zhe)個(ge)對(dui)需(xu)要(yao)反(fan)複(fu)性(xing)彎(wan)折(zhe)的(de)電(dian)路(lu)非(fei)常(chang)有(you)用(yong)。接(jie)下(xia)來(lai)的(de)蝕(shi)刻(ke)過(guo)程(cheng)和(he)上(shang)述(shu)的(de)方(fang)法(fa)一(yi)樣(yang)
，不(bu)過(guo)還(hai)要(yao)注(zhu)意(yi)加(jia)一(yi)點(dian)：在此電路板材底麵需有加強板。如果導電布和加強板的厚度大於0.007英寸
，則需要調整隔離條。導電布的蝕刻速度隻需要5分鍾左右。

　　

　　

　　

上述的電路板樣品線路中心間距是0.1英寸，目前做過最細的是0.03英寸線寬和0.05英寸的線距。這個間距適合可製作SOIC電路。Ninjaflex材料幾乎可以打印所有物體
，它的優點是附著性佳、柔韌性好。

　　

隨著技術的進步
，現在3D打印機在電影動漫、氣象、教育、外科醫療等領域都能發揮獨特的作用。在教育領域，3D打印機能夠將抽象概念帶入現實世界，將學生的構思轉變為他們可以捧在手中的真實立體彩色模型
，令教學更為生動；在建築領域，3D打印機能夠為曲麵異形建築的重要精密構件快速製作精確模型，實現傳統建築模型製作無法達到的工藝水平；在工業生產領域
，3D打印機可以為金屬鑄件直接打印模型、模型插件和圖案
；在地理空間領域，3D打印機可以輕鬆將GIS數據轉化為三維地形及城市景觀模型或沙盤；而在娛樂藝術領域，3D打印機還可根據電子遊戲、三維動畫以及其他創作產生的三維數據輕鬆製作自定義頭像和雕像。

 

文字來自39度。


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