![解析3D打印机：3D打印机的科学与艺术[图书]](http://images.china-pub.com/ebook3765001-3770000/3768854/zcover.jpg)
基本信息
- 原书名：Practical 3D Printers: The Science and Art of 3D Printing
- 原出版社： Apress
【插图】
编辑推荐
从硬件、软件和升级三个维度解析各类开源3D打印机的基本原理和技术细节，详细讲解常见3D打印机的调试、使用、升级和维护，以及3D打印模型的设计
以动手实践为目标，包含多个实战案例，不仅教授读者如何打印各类物品，而且能启发读者DIY属于自己的3D打印机
内容简介
书籍
计算机书籍
国内第一本从硬件、软件和升级三个维度全面解析各类开源3D打印机的基本原理和技术细节的著作，不仅详细讲解了3D打印机的结构、固件、分层工具、应用软件、热熔丝的种类、使用技巧，而且还详细讲解了常见3D打印机的调试、使用、升级和维护，以及3D打印模型的设计。本书强调动手实践，包含多个实战案例，3D文字、多模型混搭、迷你相扑机器人等，不仅教读者如何打印各类物品，而且能启发读者DIY属于自己的3D打印机。
《解析3D打印机：3D打印机的科学与艺术》分为三部分。第一部分（第1～3章）介绍3D打印机的工作原理、常见类型、选购方法、3D打印机的机械和电子器件、常用分层和控制软件、校准打印机的设置和操作等。第二部分（第4～9章），此部分涵盖与3D模型矢量图绘制和操作、模型的合并和消除、文件导入/导出、网格处理、模型混搭等相关的多种工具及技术运用技巧：讲解如何利用Thingiverse和Google 3D模型库查找并共享3D模型；介绍3DTin和Tinkercad（基于Web的实体建模软件），并制作一个外星侵略者模型；利用Inkscape、OpenSCAD、MeshLab、MeshMixer制作多种复杂模型，诸如3D文字、蒸汽朋克军舰、迷你相扑机器人、发条双足机器人、行走的石像鬼、行走的矮人等。第三部分（第10章）揭秘如何通过机械部件、电子器件等进行3D打印机升级。附录给出维护和故障排除的技巧，以及3D打印机相关的资源。
计算机书籍
国内第一本从硬件、软件和升级三个维度全面解析各类开源3D打印机的基本原理和技术细节的著作，不仅详细讲解了3D打印机的结构、固件、分层工具、应用软件、热熔丝的种类、使用技巧，而且还详细讲解了常见3D打印机的调试、使用、升级和维护，以及3D打印模型的设计。本书强调动手实践，包含多个实战案例，3D文字、多模型混搭、迷你相扑机器人等，不仅教读者如何打印各类物品，而且能启发读者DIY属于自己的3D打印机。
《解析3D打印机：3D打印机的科学与艺术》分为三部分。第一部分（第1～3章）介绍3D打印机的工作原理、常见类型、选购方法、3D打印机的机械和电子器件、常用分层和控制软件、校准打印机的设置和操作等。第二部分（第4～9章），此部分涵盖与3D模型矢量图绘制和操作、模型的合并和消除、文件导入/导出、网格处理、模型混搭等相关的多种工具及技术运用技巧：讲解如何利用Thingiverse和Google 3D模型库查找并共享3D模型；介绍3DTin和Tinkercad（基于Web的实体建模软件），并制作一个外星侵略者模型；利用Inkscape、OpenSCAD、MeshLab、MeshMixer制作多种复杂模型，诸如3D文字、蒸汽朋克军舰、迷你相扑机器人、发条双足机器人、行走的石像鬼、行走的矮人等。第三部分（第10章）揭秘如何通过机械部件、电子器件等进行3D打印机升级。附录给出维护和故障排除的技巧，以及3D打印机相关的资源。
作译者
Brian Evans，电子媒体专家、艺术家，精通电子产品和数字化制造，尤擅利用MakerBot或RepRap的3D 打印机以及Arduino电子平台在艺术和设计领域创造新的作品。他还是《Beginning Arduino Programming》的作者。他的作品曾多次在美术馆和大学展出。2009年参加了加拿大艾伯塔省班夫新媒体研究所的开源硬件峰会，2011年参加了纽约的开源硬件峰会。
程晨，资深嵌入式开发工程师，在桌面3D打印机DreamMaker（www.dreammaker.cc）系列产品的研发过程中进行过大量测试工作，深谙3D打印机的工作原理和实践，关注开源硬件、关注机器人。同时也是国内首本Arduino著作《Arduino开发实战指南：AVR篇》作者，另著有《自律型机器人制作入门：基于Arduino》、《Arduino电子设计实战指南：零基础篇》。
程晨，资深嵌入式开发工程师，在桌面3D打印机DreamMaker（www.dreammaker.cc）系列产品的研发过程中进行过大量测试工作，深谙3D打印机的工作原理和实践，关注开源硬件、关注机器人。同时也是国内首本Arduino著作《Arduino开发实战指南：AVR篇》作者，另著有《自律型机器人制作入门：基于Arduino》、《Arduino电子设计实战指南：零基础篇》。
目录
《解析3D打印机：3D打印机的科学与艺术》
译者序
前言
第1章 3D打印机的世界 1
1.1 格雷伯爵茶，热的 1
1.2 3D打印机如何工作 2
1.2.1 笛卡儿机械 3
1.2.2 热熔塑料进料头 3
1.2.3 打印托盘 4
1.2.4 直线运动导轨 4
1.2.5 挡块 5
1.2.6 框架 6
1.3 现有的3D打印机 7
1.3.1 RepRap类型 7
1.3.2 Box Bot类型 9
1.3.3 RepStrap类型 12
1.3.4 Upstart类型 13
1.4 选择合适的3D打印机 15
1.4.1 3D打印机汇总 16
1.4.2 打印区域比较 16
译者序
前言
第1章 3D打印机的世界 1
1.1 格雷伯爵茶，热的 1
1.2 3D打印机如何工作 2
1.2.1 笛卡儿机械 3
1.2.2 热熔塑料进料头 3
1.2.3 打印托盘 4
1.2.4 直线运动导轨 4
1.2.5 挡块 5
1.2.6 框架 6
1.3 现有的3D打印机 7
1.3.1 RepRap类型 7
1.3.2 Box Bot类型 9
1.3.3 RepStrap类型 12
1.3.4 Upstart类型 13
1.4 选择合适的3D打印机 15
1.4.1 3D打印机汇总 16
1.4.2 打印区域比较 16
译者序
近几年，随着开源硬件的发展，尤其是Arduino的出现，让硬件电子作品的制作变成一件很容易上手的事情，一时间，爱好者、艺术家、设计师等没有电子硬件背景的人纷纷投入到开源硬件的领域当中，产生了很多有意思的项目和作品。另外，开源硬件帮助硬件工程师更快地实现他们的创意和设计，这些创意和设计随着开源硬件的发展快速地在全球得到复制，在Arduino方面，开源桌面3D打印机是十分突出的项目。基于Arduino平台，大家共享项目代码、改进结构设计、分享制作成果，真正地让每一个人都能够参与项目。本人因为Arduino的关系，接触桌面3D打印机比较早，有幸见证了开源桌面3D打印机的兴起和发展，了解到各种3D打印机之间的相互关系，从最开始的RepRap到现在的百花齐放、百家争鸣，3D打印机已被大众所熟知，3D打印机在开源硬件的影响力之上，进一步影响到每个人的生活。
2012年，《连线》杂志前主编、《纽约时报》畅销书《长尾理论》及《免费：商业的未来》的作者克里斯·安德森推出了一本新书《创客：新工业革命》。该书中提到，随着3D打印机的普及，传统的加工制造业会受到很大的冲击，每个人都可以按照自己的想法来制造个性化的产品，人们会从目前虚拟的网络世界转移到现实的加工制造业，数以百万计发明家和爱好者的集体潜力将喷薄而出，实现全民制造，掀起新一轮的工业革命。随着《创客：新工业革命》这本书的热销，3D打印机也越来越受到各种目光的关注。目前市面上也有几本关于3D打印机的书，但基本都是从经济的角度出发，真正全面介绍各种开源3D打印机技术细节的书还没有，所以当本人发现本书时，就希望能将其翻译出来，揭开3D打印机的神秘面纱，让更多的人能够真正动手去制作一台桌面3D打印机。
本书在系统阐述了开源3D打印机的基本工作原理的基础上，全面介绍了目前主流开源3D打印机的技术细节，包括3D打印机的结构、固件、分层工具、应用软件、热熔丝种类、使用技巧等多个方面。是国内第一本全面介绍各种开源3D打印机具体技术细节的书籍。另外，本书在介绍具体的3D打印机之外，还对多种开源的3D建模软件和几家提供3D模型的网站进行了介绍，并带领读者完成了几个很有意思的应用。
全书分为10个章节还有两个附录。前3章介绍了3D打印机的种类、工作原理以及校准方法，让读者能够快速对3D打印机的历史和技术有个全面了解。从第4章到第9章，都是通过项目的方式告诉读者如何创建模型、打印模型、分享模型，其中穿插介绍了很多3D建模软件、3D模型共享的网站以及一些辅助软件。第10章以及附录则让读者对3D打印机的认识更上了一层，通过之前对3D打印机的使用，读者一定对3D打印机的性能有进一步的要求，第10章则告诉我们3D打印机的哪些部分可以升级、如何升级，另外要保证打印质量，平时的保养以及使用上的技巧也是很重要的，这些都包含在附录A中，而附录B则针对更专业的读者，你们可以根据附录中的信息在网络上寻找有用的信息。
如果你对3D打印机的技术感兴趣，想自己做一台3D打印机或已经有了一台3D打印机而不清楚如何使用它，这本书一定是一个不错的选择。
2012年，《连线》杂志前主编、《纽约时报》畅销书《长尾理论》及《免费：商业的未来》的作者克里斯·安德森推出了一本新书《创客：新工业革命》。该书中提到，随着3D打印机的普及，传统的加工制造业会受到很大的冲击，每个人都可以按照自己的想法来制造个性化的产品，人们会从目前虚拟的网络世界转移到现实的加工制造业，数以百万计发明家和爱好者的集体潜力将喷薄而出，实现全民制造，掀起新一轮的工业革命。随着《创客：新工业革命》这本书的热销，3D打印机也越来越受到各种目光的关注。目前市面上也有几本关于3D打印机的书，但基本都是从经济的角度出发，真正全面介绍各种开源3D打印机技术细节的书还没有，所以当本人发现本书时，就希望能将其翻译出来，揭开3D打印机的神秘面纱，让更多的人能够真正动手去制作一台桌面3D打印机。
本书在系统阐述了开源3D打印机的基本工作原理的基础上，全面介绍了目前主流开源3D打印机的技术细节，包括3D打印机的结构、固件、分层工具、应用软件、热熔丝种类、使用技巧等多个方面。是国内第一本全面介绍各种开源3D打印机具体技术细节的书籍。另外，本书在介绍具体的3D打印机之外，还对多种开源的3D建模软件和几家提供3D模型的网站进行了介绍，并带领读者完成了几个很有意思的应用。
全书分为10个章节还有两个附录。前3章介绍了3D打印机的种类、工作原理以及校准方法，让读者能够快速对3D打印机的历史和技术有个全面了解。从第4章到第9章，都是通过项目的方式告诉读者如何创建模型、打印模型、分享模型，其中穿插介绍了很多3D建模软件、3D模型共享的网站以及一些辅助软件。第10章以及附录则让读者对3D打印机的认识更上了一层，通过之前对3D打印机的使用，读者一定对3D打印机的性能有进一步的要求，第10章则告诉我们3D打印机的哪些部分可以升级、如何升级，另外要保证打印质量，平时的保养以及使用上的技巧也是很重要的，这些都包含在附录A中，而附录B则针对更专业的读者，你们可以根据附录中的信息在网络上寻找有用的信息。
如果你对3D打印机的技术感兴趣，想自己做一台3D打印机或已经有了一台3D打印机而不清楚如何使用它，这本书一定是一个不错的选择。
前言
《连线》、《纽约时报》、《经济学家》、《华尔街日报》、《BBC》，甚至是《科尔伯特报告》等，到处都是关于个人3D打印机的报道。3D打印机，有时也叫做“立体制造”或者“快速原型制造”，这是一种使用塑料或者金属原料将数字设计转换成3D实物的新兴技术。这种技术实际上已经有25年的历史了，之前仅仅是工程师和设计师在使用，如今3D打印机开始影响到每个人的生活，例如，以往工业领域用价值3万美元的机器制造的物品，现在只需要不足2000美元一台的小巧桌面型机器即可在家中自己制作一个相同质量的物品。
而且，在这种新颖的个人3D打印机上设计和打印3D物品并不需要使用者是位专业的工程师或设计师。事实上，这些机器适用于整个K-12基础教育（美国基础教育）体系，并且这种技术越来越受欢迎。使用3D打印机只需要你有一颗永不满足的好奇心，并且乐意动手实践，同时要学习一些不同的应用程序来帮助你设计和打印3D模型。人们用3D打印机制作的东西五花八门，从简单实用的衣服夹到精彩搞笑的机器宠物乐园。
这本书假定你也像我一样对使用3D打印技术实现自己的想法非常感兴趣。也许你刚好考虑要购买一台自己的3D打印机来看看它到底是个什么东西，也许你已经有了一台3D打印机，并且准备尝试打印一个实物，无论如何，这本书将告诉你关于3D打印机的来龙去脉，以及如何设计用于打印的模型。
为什么要拥有一台3D打印机
为什么要拥有一台3D打印机呢？因为它好玩！虽然现在很多关于个人3D打印机或3D打印方式将彻底改变这个世界经济利益的评论，但我认为这种观点稍显夸张，而且没有抓住3D打印机的特点。当然，你可以打印一些小玩意，然后拿到Etsy或Ebay上卖掉赚点小钱。可以肯定的是，一旦你有了一台3D打印机，你就会不停地看看周围的东西有什么是可以打印的。不过最重要的是，你应该有一台自己的3D打印机并学习如何使用它，因为它真的很有趣。我和我的学生花了很多时间欣赏我们设计的东西从3D打印机里打出来的过程——那真是太神奇了。
可能你是一个设计师，希望将这种技术应用到你的专业领域；可能你是一个艺术家，在探索一种新的媒体表现形式；可能你是一个发明家，需要一条小巧的台式生产线。在其他方面，或许你想探索创建3D打印珠宝的可能性，或许你刚好喜欢火车、机器人什么的，不管你想将3D打印技术应用在哪方面，最重要的是你要喜欢这种简单的制造过程。如果你买了一台个人3D打印机，那么我向你保证它不会像普通文档打印机那样“只是工作”，你一定会非常高兴自己拥有一台这样的打印机。但它的使用并没有想象的那样简单，这是一件好事，这样你在用它打印你想制作的物品时就会充满挑战，这正是使用3D打印机最大的乐趣。
3D打印机的大世界
在过去的5年中，我们从最初的一台个人3D打印机到数百台各种各样的3D打印机，从RepRap到MakerBot；从Printrbot到Mosaic。很多人都在制造3D打印机，似乎每周都有一台崭新的3D打印机问世。那么，在一本书里如何才能涵盖所有的3D打印机呢？从某种角度来说，这是不可能的。现在有太多的个人3D打印机，根本无法覆盖所有的内容。
但是所有的这些3D打印机原理上都差不多，我们也可以简单地介绍通常如何使用3D打印机以及如何设计在其中打印的物品。我们将专门探讨一些不同的3D打印机、使用的软件以及电子器件是如何工作的。也许介绍的3D打印机不是你最喜欢的那种，但是在3D打印机的大世界里，我们所能做的最好的事情就是告诉你如何开始正确地使用常用的3D打印机来打印物品。
找一台充满乐趣的3D打印机，让我们来看看如何使用它。
关于这本书
这本书大致分为三个部分：硬件、软件和升级。前3章主要介绍的是硬件知识，从介绍3D打印机如何工作的一张大图开始，深入剖析了3D打印机的部件及工作链，在完成第一次打印之后还总结了校准3D打印机的一些技巧。软件部分是本书介绍较多的部分，介绍了各种建模及应用软件，并用它们完成了多个项目，包括3D文字、模型混搭、机器人和3D纪念品。升级部分介绍了一些实用的升级方案，以改善3D打印机的操作以及提高3D打印的质量。
本书既可以作为3D打印机的指导手册，也可以作为一本参考手册。如果作为指导手册，那么从第1章开始，我们会告诉你如何购买一台打印机，如何使用它，如何校准它，如何设计一个模型来打印，以及改善现有的打印机。如果你对3D打印机或设计已经有了一定的了解，那么这本书可以作为一本参考手册，包括将绘制的图形转成3D模型，参数化的计算机辅助设计（CAD）以及如何处理和准备3D模型以进行打印。
这本书并不是一本关于具体某台3D打印机的说明书，如果是这样的一本书，那么当本书出版时，会因为3D打印机的更新而过时。相反，这是一本介绍打印机来龙去脉的书，我们假定你购入了一台3D打印机后，非常想弄清楚它是怎么工作的。我们把重点放在这里，并告诉你如何让3D打印机带来全新的体验。3D打印机爱好者是一群非常活跃的创客，他们依靠论坛、维基、博客和其他在线方式交流和分享信息。附录B中列出了很多的网络资源。
书中的项目集中在第4章到第9章，每一章是一个主题，我们的项目中使用了很多种软件。这样做的目的是让你更多地了解3D打印机以及模型设计制作的相关知识。我们会介绍一些适用于各种3D建模的软件。没有一个能解决所有建模问题的3D软件，各种各样的软件让3D打印变得非常有趣。每一位读者都会有自己的风格、自己的喜好。如果这本书写得不错，那么每个人都会有他自己喜欢的那一部分。
动手
我教给我的学生最好的一节课就是“动手去学习知识”。本书中的项目看起来都很简单，有些甚至有点搞笑，但是我们所做的一切都是为了传授基本知识，之后你可以利用这些基本知识去做你想做的任何模型，到时候限制你的就只有你的想象力。但首先，我们要从这些书中的例子开始，尝试一些改变，看看会发生什么，这些会让你之后的模型制作更顺利。
我们不仅要动手去学习，同时还要勇于尝试、勇于犯错，犯错在学习过程中也是很重要的。设计个模型，看看是什么效果，哪里好，哪里不好，然后再设计一个新的版本，看看有什么改善，之后再设计一个版本。这个过程中学习到的很多内容和经验是通过书本学不到的。通过你的“桌面工厂”（差不多能这么称呼），你能不停地进行各种尝试，这样你就会不断地积累经验，然后与大家分享。
分享
分享对于整个3D打印社区来说是一件非常重要的事情，书中所有的设计都是基于Creative Commons Attribution-ShareAlike license （www. creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/）许可共享，国内称作“知识共享、署名相同”方式分享许可。每一种设计都可以轻松地在模型共享网站Thingiverse （www.thingiverse.com）上下载。我希望每个拿到这本书的人都能够制作这些模型，甚至是利用从书中学到的知识设计新的模型。
而且，在这种新颖的个人3D打印机上设计和打印3D物品并不需要使用者是位专业的工程师或设计师。事实上，这些机器适用于整个K-12基础教育（美国基础教育）体系，并且这种技术越来越受欢迎。使用3D打印机只需要你有一颗永不满足的好奇心，并且乐意动手实践，同时要学习一些不同的应用程序来帮助你设计和打印3D模型。人们用3D打印机制作的东西五花八门，从简单实用的衣服夹到精彩搞笑的机器宠物乐园。
这本书假定你也像我一样对使用3D打印技术实现自己的想法非常感兴趣。也许你刚好考虑要购买一台自己的3D打印机来看看它到底是个什么东西，也许你已经有了一台3D打印机，并且准备尝试打印一个实物，无论如何，这本书将告诉你关于3D打印机的来龙去脉，以及如何设计用于打印的模型。
为什么要拥有一台3D打印机
为什么要拥有一台3D打印机呢？因为它好玩！虽然现在很多关于个人3D打印机或3D打印方式将彻底改变这个世界经济利益的评论，但我认为这种观点稍显夸张，而且没有抓住3D打印机的特点。当然，你可以打印一些小玩意，然后拿到Etsy或Ebay上卖掉赚点小钱。可以肯定的是，一旦你有了一台3D打印机，你就会不停地看看周围的东西有什么是可以打印的。不过最重要的是，你应该有一台自己的3D打印机并学习如何使用它，因为它真的很有趣。我和我的学生花了很多时间欣赏我们设计的东西从3D打印机里打出来的过程——那真是太神奇了。
可能你是一个设计师，希望将这种技术应用到你的专业领域；可能你是一个艺术家，在探索一种新的媒体表现形式；可能你是一个发明家，需要一条小巧的台式生产线。在其他方面，或许你想探索创建3D打印珠宝的可能性，或许你刚好喜欢火车、机器人什么的，不管你想将3D打印技术应用在哪方面，最重要的是你要喜欢这种简单的制造过程。如果你买了一台个人3D打印机，那么我向你保证它不会像普通文档打印机那样“只是工作”，你一定会非常高兴自己拥有一台这样的打印机。但它的使用并没有想象的那样简单，这是一件好事，这样你在用它打印你想制作的物品时就会充满挑战，这正是使用3D打印机最大的乐趣。
3D打印机的大世界
在过去的5年中，我们从最初的一台个人3D打印机到数百台各种各样的3D打印机，从RepRap到MakerBot；从Printrbot到Mosaic。很多人都在制造3D打印机，似乎每周都有一台崭新的3D打印机问世。那么，在一本书里如何才能涵盖所有的3D打印机呢？从某种角度来说，这是不可能的。现在有太多的个人3D打印机，根本无法覆盖所有的内容。
但是所有的这些3D打印机原理上都差不多，我们也可以简单地介绍通常如何使用3D打印机以及如何设计在其中打印的物品。我们将专门探讨一些不同的3D打印机、使用的软件以及电子器件是如何工作的。也许介绍的3D打印机不是你最喜欢的那种，但是在3D打印机的大世界里，我们所能做的最好的事情就是告诉你如何开始正确地使用常用的3D打印机来打印物品。
找一台充满乐趣的3D打印机，让我们来看看如何使用它。
关于这本书
这本书大致分为三个部分：硬件、软件和升级。前3章主要介绍的是硬件知识，从介绍3D打印机如何工作的一张大图开始，深入剖析了3D打印机的部件及工作链，在完成第一次打印之后还总结了校准3D打印机的一些技巧。软件部分是本书介绍较多的部分，介绍了各种建模及应用软件，并用它们完成了多个项目，包括3D文字、模型混搭、机器人和3D纪念品。升级部分介绍了一些实用的升级方案，以改善3D打印机的操作以及提高3D打印的质量。
本书既可以作为3D打印机的指导手册，也可以作为一本参考手册。如果作为指导手册，那么从第1章开始，我们会告诉你如何购买一台打印机，如何使用它，如何校准它，如何设计一个模型来打印，以及改善现有的打印机。如果你对3D打印机或设计已经有了一定的了解，那么这本书可以作为一本参考手册，包括将绘制的图形转成3D模型，参数化的计算机辅助设计（CAD）以及如何处理和准备3D模型以进行打印。
这本书并不是一本关于具体某台3D打印机的说明书，如果是这样的一本书，那么当本书出版时，会因为3D打印机的更新而过时。相反，这是一本介绍打印机来龙去脉的书，我们假定你购入了一台3D打印机后，非常想弄清楚它是怎么工作的。我们把重点放在这里，并告诉你如何让3D打印机带来全新的体验。3D打印机爱好者是一群非常活跃的创客，他们依靠论坛、维基、博客和其他在线方式交流和分享信息。附录B中列出了很多的网络资源。
书中的项目集中在第4章到第9章，每一章是一个主题，我们的项目中使用了很多种软件。这样做的目的是让你更多地了解3D打印机以及模型设计制作的相关知识。我们会介绍一些适用于各种3D建模的软件。没有一个能解决所有建模问题的3D软件，各种各样的软件让3D打印变得非常有趣。每一位读者都会有自己的风格、自己的喜好。如果这本书写得不错，那么每个人都会有他自己喜欢的那一部分。
动手
我教给我的学生最好的一节课就是“动手去学习知识”。本书中的项目看起来都很简单，有些甚至有点搞笑，但是我们所做的一切都是为了传授基本知识，之后你可以利用这些基本知识去做你想做的任何模型，到时候限制你的就只有你的想象力。但首先，我们要从这些书中的例子开始，尝试一些改变，看看会发生什么，这些会让你之后的模型制作更顺利。
我们不仅要动手去学习，同时还要勇于尝试、勇于犯错，犯错在学习过程中也是很重要的。设计个模型，看看是什么效果，哪里好，哪里不好，然后再设计一个新的版本，看看有什么改善，之后再设计一个版本。这个过程中学习到的很多内容和经验是通过书本学不到的。通过你的“桌面工厂”（差不多能这么称呼），你能不停地进行各种尝试，这样你就会不断地积累经验，然后与大家分享。
分享
分享对于整个3D打印社区来说是一件非常重要的事情，书中所有的设计都是基于Creative Commons Attribution-ShareAlike license （www. creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/）许可共享，国内称作“知识共享、署名相同”方式分享许可。每一种设计都可以轻松地在模型共享网站Thingiverse （www.thingiverse.com）上下载。我希望每个拿到这本书的人都能够制作这些模型，甚至是利用从书中学到的知识设计新的模型。
媒体评论
第1章
3D打印机的世界
如果你拿起这本书，那么你一定像我一样被3D打印机迷住了。也许你已经在媒体上看到过一款个人3D打印机，并且想要了解更多这方面的知识；也许你是一名艺术家、设计师、工程师、发明家或者创客，你想知道如何利用3D打印机完成你的设计；也许你已经购买了自己的个人3D打印机，现在只是想要寻找一些帮助来学习如何使用它。就从本章开始我们的3D打印机之旅吧，首先介绍一下一般3D打印机的工作原理，然后看看现在市场上2000美元以下的各种DIY 3D打印机的采购指南，或者只是简单地告诉你能用3D打印机干什么。最后在本章的小结中会说说完成本书中项目所需要的材料和用品。
在这一章，我们会学到以下内容：
什么是个人3D打印机，它是如何工作的
当前不同类型的多种3D打印机
用于打印的不同材料
成功使用3D打印机所需的各种工具和用品
我们从科幻小说的3D打印机开始吧！
1.1格雷伯爵茶，热的
这句话大部分人都很熟悉，在电视剧版《星际迷航：下一代》中让–卢克·皮卡德舰长对着墙上的一个终端设备说出几句话，几秒钟之后，他选择的饮品就出现在面前。这个虚构的设备叫做“replicator”——一种响应即时请求、重组基本材料原子创造新事物的机器。这种3D打印机我们现在依然没有，创造出这种改变分子结构，凭空制造出物品的设备还需要走很长的路。
但是，今天的个人3D打印机利用一种称为熔积成型（Fused Filament Fabrication，FFF）的技术已能够用塑料制作很多东西。整个过程像是在一个微小而精致的热熔胶枪喷嘴内熔化并挤出塑料，然后通过沉积塑料丝的方式按层绘制，逐层累积融合，最终冷却形成坚实而耐用的塑料部件。这项技术在设计与工程行业已经存在了大约25年，从汽车零件的制造到烤箱的设计都有应用。
因为今天工业用3D打印机价格少则几万，多则超过几十万美元，所以一些勇敢的人提出了疑问：“制造一台自己的3D打印机有多难？”事实是，在最初的阶段，因为没有基础确实很困难，但是在过去的5年（自从第一台DIY 3D打印机面世），很多先进的技术已经在开发人员的共同努力下攻克了，并在世界范围内制造出成千上万的3D打印机。想要了解不断发展的3D打印机的分类，就一定要看看RepRap Family Tree。现在，我们具体来看看这些3D打印机是如何工作的。
1.23D打印机如何工作
本章中出现的所有个人3D打印机彼此有许多相似之处，尽管它们可能有少许不同，但至少在原理上是相似的。我们通过图1-1来仔细看看这些3D打印机是如何工作的。
……
3D打印机的世界
如果你拿起这本书，那么你一定像我一样被3D打印机迷住了。也许你已经在媒体上看到过一款个人3D打印机，并且想要了解更多这方面的知识；也许你是一名艺术家、设计师、工程师、发明家或者创客，你想知道如何利用3D打印机完成你的设计；也许你已经购买了自己的个人3D打印机，现在只是想要寻找一些帮助来学习如何使用它。就从本章开始我们的3D打印机之旅吧，首先介绍一下一般3D打印机的工作原理，然后看看现在市场上2000美元以下的各种DIY 3D打印机的采购指南，或者只是简单地告诉你能用3D打印机干什么。最后在本章的小结中会说说完成本书中项目所需要的材料和用品。
在这一章，我们会学到以下内容：
什么是个人3D打印机，它是如何工作的
当前不同类型的多种3D打印机
用于打印的不同材料
成功使用3D打印机所需的各种工具和用品
我们从科幻小说的3D打印机开始吧！
1.1格雷伯爵茶，热的
这句话大部分人都很熟悉，在电视剧版《星际迷航：下一代》中让–卢克·皮卡德舰长对着墙上的一个终端设备说出几句话，几秒钟之后，他选择的饮品就出现在面前。这个虚构的设备叫做“replicator”——一种响应即时请求、重组基本材料原子创造新事物的机器。这种3D打印机我们现在依然没有，创造出这种改变分子结构，凭空制造出物品的设备还需要走很长的路。
但是，今天的个人3D打印机利用一种称为熔积成型（Fused Filament Fabrication，FFF）的技术已能够用塑料制作很多东西。整个过程像是在一个微小而精致的热熔胶枪喷嘴内熔化并挤出塑料，然后通过沉积塑料丝的方式按层绘制，逐层累积融合，最终冷却形成坚实而耐用的塑料部件。这项技术在设计与工程行业已经存在了大约25年，从汽车零件的制造到烤箱的设计都有应用。
因为今天工业用3D打印机价格少则几万，多则超过几十万美元，所以一些勇敢的人提出了疑问：“制造一台自己的3D打印机有多难？”事实是，在最初的阶段，因为没有基础确实很困难，但是在过去的5年（自从第一台DIY 3D打印机面世），很多先进的技术已经在开发人员的共同努力下攻克了，并在世界范围内制造出成千上万的3D打印机。想要了解不断发展的3D打印机的分类，就一定要看看RepRap Family Tree。现在，我们具体来看看这些3D打印机是如何工作的。
1.23D打印机如何工作
本章中出现的所有个人3D打印机彼此有许多相似之处，尽管它们可能有少许不同，但至少在原理上是相似的。我们通过图1-1来仔细看看这些3D打印机是如何工作的。
……
书摘
第1章
3D打印机的世界
如果你拿起这本书，那么你一定像我一样被3D打印机迷住了。也许你已经在媒体上看到过一款个人3D打印机，并且想要了解更多这方面的知识；也许你是一名艺术家、设计师、工程师、发明家或者创客，你想知道如何利用3D打印机完成你的设计；也许你已经购买了自己的个人3D打印机，现在只是想要寻找一些帮助来学习如何使用它。就从本章开始我们的3D打印机之旅吧，首先介绍一下一般3D打印机的工作原理，然后看看现在市场上2000美元以下的各种DIY 3D打印机的采购指南，或者只是简单地告诉你能用3D打印机干什么。最后在本章的小结中会说说完成本书中项目所需要的材料和用品。
在这一章，我们会学到以下内容：
什么是个人3D打印机，它是如何工作的
当前不同类型的多种3D打印机
用于打印的不同材料
成功使用3D打印机所需的各种工具和用品
我们从科幻小说的3D打印机开始吧！
1.1格雷伯爵茶，热的
这句话大部分人都很熟悉，在电视剧版《星际迷航：下一代》中让–卢克·皮卡德舰长对着墙上的一个终端设备说出几句话，几秒钟之后，他选择的饮品就出现在面前。这个虚构的设备叫做“replicator”——一种响应即时请求、重组基本材料原子创造新事物的机器。这种3D打印机我们现在依然没有，创造出这种改变分子结构，凭空制造出物品的设备还需要走很长的路。
但是，今天的个人3D打印机利用一种称为熔积成型（Fused Filament Fabrication，FFF）的技术已能够用塑料制作很多东西。整个过程像是在一个微小而精致的热熔胶枪喷嘴内熔化并挤出塑料，然后通过沉积塑料丝的方式按层绘制，逐层累积融合，最终冷却形成坚实而耐用的塑料部件。这项技术在设计与工程行业已经存在了大约25年，从汽车零件的制造到烤箱的设计都有应用。
因为今天工业用3D打印机价格少则几万，多则超过几十万美元，所以一些勇敢的人提出了疑问：“制造一台自己的3D打印机有多难？”事实是，在最初的阶段，因为没有基础确实很困难，但是在过去的5年（自从第一台DIY 3D打印机面世），很多先进的技术已经在开发人员的共同努力下攻克了，并在世界范围内制造出成千上万的3D打印机。想要了解不断发展的3D打印机的分类，就一定要看看RepRap Family Tree（http://reprap.org/wiki/RepRap_Family_Tree）。现在，我们具体来看看这些3D打印机是如何工作的。
1.23D打印机如何工作
本章中出现的所有个人3D打印机彼此有许多相似之处，尽管它们可能有少许不同，但至少在原理上是相似的。我们通过图1-1来仔细看看这些3D打印机是如何工作的。
图1-13D打印机如何工作（Gary Hodgson，2011）
1.2.1笛卡儿机械
3D打印机的核心灵感来源于笛卡儿机械，这种机械可以沿着三个直线方向移动，分别是X轴、Y轴和Z轴，这种坐标系称为笛卡儿坐标系。要做到这一点，这些3D打印机必须使用具有较高精度和准度的小型步进电机，通常是每步1.8度，再通过细分控制步进电机使其精度达到1毫米。三轴机械像其他计算机数字控制（CNC）设备一样能够沿着线性轴运动，在指定的位置上让热熔塑料进料头挤出加热的塑料丝，然后通过沉积塑料丝的方式绘制3D物品的某一层形成薄层。本书中所有的3D打印机都是通过同步带和同步轮沿X轴和Y轴提供快速而精确的定位，Z轴则大多数使用螺纹杆或丝杆来精准定位。
虽然这听起来很复杂，但事实真的没那么复杂，因为几乎所有厂家生产的DIY 3D打印机都是用这种标准化的组件组装而成的。在某种程度上，多年来艰苦的工作，从一无所知到今天制造出如此出色的3D打印机，我们要感谢开放和共享的社区，它们对设计和改进的自由共享进一步提高了3D打印机的技术。
1.2.2热熔塑料进料头
3D打印机的世界
如果你拿起这本书，那么你一定像我一样被3D打印机迷住了。也许你已经在媒体上看到过一款个人3D打印机，并且想要了解更多这方面的知识；也许你是一名艺术家、设计师、工程师、发明家或者创客，你想知道如何利用3D打印机完成你的设计；也许你已经购买了自己的个人3D打印机，现在只是想要寻找一些帮助来学习如何使用它。就从本章开始我们的3D打印机之旅吧，首先介绍一下一般3D打印机的工作原理，然后看看现在市场上2000美元以下的各种DIY 3D打印机的采购指南，或者只是简单地告诉你能用3D打印机干什么。最后在本章的小结中会说说完成本书中项目所需要的材料和用品。
在这一章，我们会学到以下内容：
什么是个人3D打印机，它是如何工作的
当前不同类型的多种3D打印机
用于打印的不同材料
成功使用3D打印机所需的各种工具和用品
我们从科幻小说的3D打印机开始吧！
1.1格雷伯爵茶，热的
这句话大部分人都很熟悉，在电视剧版《星际迷航：下一代》中让–卢克·皮卡德舰长对着墙上的一个终端设备说出几句话，几秒钟之后，他选择的饮品就出现在面前。这个虚构的设备叫做“replicator”——一种响应即时请求、重组基本材料原子创造新事物的机器。这种3D打印机我们现在依然没有，创造出这种改变分子结构，凭空制造出物品的设备还需要走很长的路。
但是，今天的个人3D打印机利用一种称为熔积成型（Fused Filament Fabrication，FFF）的技术已能够用塑料制作很多东西。整个过程像是在一个微小而精致的热熔胶枪喷嘴内熔化并挤出塑料，然后通过沉积塑料丝的方式按层绘制，逐层累积融合，最终冷却形成坚实而耐用的塑料部件。这项技术在设计与工程行业已经存在了大约25年，从汽车零件的制造到烤箱的设计都有应用。
因为今天工业用3D打印机价格少则几万，多则超过几十万美元，所以一些勇敢的人提出了疑问：“制造一台自己的3D打印机有多难？”事实是，在最初的阶段，因为没有基础确实很困难，但是在过去的5年（自从第一台DIY 3D打印机面世），很多先进的技术已经在开发人员的共同努力下攻克了，并在世界范围内制造出成千上万的3D打印机。想要了解不断发展的3D打印机的分类，就一定要看看RepRap Family Tree（http://reprap.org/wiki/RepRap_Family_Tree）。现在，我们具体来看看这些3D打印机是如何工作的。
1.23D打印机如何工作
本章中出现的所有个人3D打印机彼此有许多相似之处，尽管它们可能有少许不同，但至少在原理上是相似的。我们通过图1-1来仔细看看这些3D打印机是如何工作的。
图1-13D打印机如何工作（Gary Hodgson，2011）
1.2.1笛卡儿机械
3D打印机的核心灵感来源于笛卡儿机械，这种机械可以沿着三个直线方向移动，分别是X轴、Y轴和Z轴，这种坐标系称为笛卡儿坐标系。要做到这一点，这些3D打印机必须使用具有较高精度和准度的小型步进电机，通常是每步1.8度，再通过细分控制步进电机使其精度达到1毫米。三轴机械像其他计算机数字控制（CNC）设备一样能够沿着线性轴运动，在指定的位置上让热熔塑料进料头挤出加热的塑料丝，然后通过沉积塑料丝的方式绘制3D物品的某一层形成薄层。本书中所有的3D打印机都是通过同步带和同步轮沿X轴和Y轴提供快速而精确的定位，Z轴则大多数使用螺纹杆或丝杆来精准定位。
虽然这听起来很复杂，但事实真的没那么复杂，因为几乎所有厂家生产的DIY 3D打印机都是用这种标准化的组件组装而成的。在某种程度上，多年来艰苦的工作，从一无所知到今天制造出如此出色的3D打印机，我们要感谢开放和共享的社区，它们对设计和改进的自由共享进一步提高了3D打印机的技术。
1.2.2热熔塑料进料头
