3D打印能打印什麼模型

之前有童鞋認為3d打印作用有限，理由之一是因為模型是一點點堆積起來，下面不能空，所以一個中空的球就處理不了了。就先從這個話題開始吧。




當前很火的開源3D FDM打印，起源於英國bath大學的一個教授啟動的reprap項目（bath大學外行可能不知道，內行都知道它是機械領域的頂級牛B學校）鏈接出處這個網站上包含有3d FDM打印的所有資料，但是因為開源的緣故，沒人統籌，網站導航結構很混亂，找東西基本靠搜，新手很容易就摸不著頭腦。 。 。

reprap的標誌像一個水滴，下面是半圓，上面是個45度的等邊三角。這個標誌可是大有含義，其實這代表了3d堆積打印的特點，所謂45度原則。一個像外傾斜的面不能超過45度，否則上面就塌下來了，這跟搭房子摞磚是一個道理，假如你用正方形的磚塊蓋房子，上面一塊磚的中心（重心）不能放在下面一塊磚的邊界之外，不然磚就倒了，如果這塊磚的高度是長度的一半，中心剛好在邊界上，一層層搭起來最後就是一個45度的斜面。看到這裡，數學好的同學肯定看出來了，不對，磚塊只能放一塊，再加一塊就整體倒了。這個道理沒錯，但實際上3d打印是融化材料擠出來的，因為材料是軟的，只有最上面一層打印需要考慮這個問題，下面的層都已經冷卻固化粘合起來了，加上材料本身很輕，靠粘合力完全撐的住，因此考慮45度就夠了。有了這個45度原則，就可以理解reprap的那個標誌，我們打印不了一個空的球了，一個大的垂直孔都也不行，因為圓形的最上面一部分違反了45度原則，所以只能把所有的洞變成那種水滴的形狀，這個靠軟件倒是可以自動改。

如此說來，3d打印不是很受限？非也！回到蓋房子，其實不管什麼房頂，要封頂時都會碰到這個45度問題，人家是怎麼搞的？很簡單，兩面的牆豎起來以後，在上面架一根橫梁就行了，3D打印裡管這個叫bridge，架橋嘛，誰都懂，但用融化的材料怎麼架橋呢？貼張圖就明白了，打印頭拖著​​絲飛快的從一頭跑到另外一頭搭上，這個橋就架起來了。

有了架橋的方案，小的孔只要打成六邊形的近似就好了，最上面的一邊架橋。但架橋的問題是，跨度大了不行，橋會塌，那怎麼辦？簡單，中間造橋墩嘛。這個在3d打印裡叫支撐，就是用一個很鬆散的結構做個類似橋墩功能的支點，把橋架起來，等打印完了，材料都固化了，再手工把支持拆掉，高級的3d打印機用2個打印頭，另外一種水溶性材料做支撐部分，打好模型泡在水里吧支撐融化了就好了。當然了，這個支撐也可以通過規則讓軟件自動生成出來了，比如下面這張圖。

好了，有了支撐，應當可以理解3d打印什麼樣複雜結構的模型都能打印出來了吧。

via 西西河