作者：王春玉 傅浩 于泓阳
出版社：信息技术第一出版分社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
玩转3D打印试读：
前言
3D打印是一种快速成型技术。它以3D数字模型为原型，通过逐层堆叠累积的方式将3D模型构建成为真实的物体。3D打印机的出现，为各行各业都带来了新的发展机遇，同时随着桌面级3D打印机的发展，3D打印机体积越来越小，价格也逐渐趋向平民化，为3D打印机走进日常生活铺平了道路。
在3D打印刚刚萌芽的时候，人们根本不会想到以往“天马行空”的想象力会有变成现实的一天。而如今，3D打印技术正向着令人神往的方向发展，3D打印已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域，尤其是工业设计、数码产品建模等，同时在生物科学、医疗方面也开始发挥作用。可以说，3D打印有着不可估量的前景：
* 3D打印在模具制造方面广泛应用，为制造业注入了一股飞速发展的力量。3D打印机可以在数小时内完成一个模具的打印，很大程度上节约了产品的开发时间。
* 3D打印技术使之前的模具制造逐渐向工业化制造的方向转变。国外已经有不少汽车、飞机甚至是航空火箭上使用了3D打印的零部件，将来也会在国防、军事上来打造高精尖设备。以后，3D打印技术制造的各种交通工具以及工业化部件将会越来越多，到时候，说不定人们日常生活已经离不开3D打印。
* 3D打印技术已经开始应用在生物科学、医疗等前沿科学领域。利用3D打印技术可制造出人体细胞、组织、骨骼等，从而缓解当前器官供体短缺等问题。
* 3D打印技术带来的行业机遇。利用3D打印技术开一家创意饰品店，充分发挥3D模型设计的优势，从而弥补传统行业或者商品店在创新上的不足。你不用担心设计的模型制造不出来，只需要大胆地发挥你的想象，制作的过程可以交给3D打印机来完成。
现在，3D打印正在逐渐展示出其神奇的新特性。在未来，3D打印很可能像现在的笔记本电脑一样，不仅会走进每一个寻常百姓家，甚至会成为便携式的产品，让3D打印无处不在！
在过去一年多的时间里，3D打印在中国进入了高度活跃期，与3D打印相关的新闻和概念频频出现在公众视野中，越来越多的中国民众开始了解3D打印。在京东、淘宝等网上商城中，3D打印机的销售已经如火如荼地展开了。然而对于刚接触3D打印的消费者来说， 3D打印机仍然显得比较陌生，市面上介绍3D打印的书籍还相当少，很多人对于3D打印还没有全面深入的认识。本书全面介绍了3D打印技术，使读者能够宏观地认识3D打印，同时面向实际问题，帮助读者快速掌握3D打印机的使用方法。
本书内容安排
全书图文并茂、讲解细致，内容层次分明，由浅入深。书中配有大量3D打印机的操作截图，一目了然，能帮助读者快速上手。
全书分为7章：第1章为背景介绍，从宏观层面全方位地介绍3D打印机的发展历史以及技术原理等。第2章介绍了如何构建3D模型，其中包括3D建模软件的使用方法、基于图像构建3D模型以及3D扫描仪的简单介绍。第3章详细讲解了3D打印机的使用过程，包括从选材、打印到后期处理，同时还给出了几个简单的打印实例。第4章介绍了科研、工业和家庭这三个领域中3D打印机的应用案例。第5章介绍3D打印机的维护与保养。第6章为3D打印发烧友展示了3D打印机的DIY过程。第7章着眼于3D打印带来的行业机遇，主要从对现有行业的推动和冲击以及对新型产业的推动两方面展开介绍。
本书写作特点
内容全面，表述完整：本书比较全面地介绍了涉及3D打印的各个领域，可以很好地帮助读者从宏观上了解3D打印；同时完整地介绍了3D打印的过程，帮助用户快速掌握3D打印的技巧。
图文并茂，讲解明晰：本书配有大量操作图，辅以明了的文字注解，力图让读者快速掌握实际操作技巧。
本书的出版应该感谢很多人。感谢傅浩、张阳、李广鹏、马惠来、马宏、卞长迪、郑琦、王命达、陈香凝、李鸿鹏、苑春苗和杜强等参与本书的编写；感谢lwda30在百度经验上的倾情分享，在本书的写作过程中百度用户lwda30为我们提供了很多宝贵的经验指导；感谢朗信3D的范瑾经理无私地为本书写作提供了样机；感谢张铮对本书提出的宝贵意见，同时，向关心本书的同仁和朋友表示诚挚的感谢。
本书成编匆忙，虽尽全力，但有碍编者能力，书中难免挂一漏万，敬望广大读者与同仁不吝赐教，提出宝贵意见。
本书内容参考网站：http://www.lxmaker.com。
腾讯微博：http://t.qq.com/Book95_Aaron。
微信公众平台号：makerbot3D。编者2013年10月 1 3D打印那些事儿
人猿相揖别，是因为古人能够手工制造工具并且使用；今人区别于古人，是因为能够用机器自动化大规模制造工具。人类进化至今，一个崭新的文明标志就是能够用机器制造机器。从某种意义上说，当前被赋予无限想象力的3D打印机正是这种能够制造机器的机器。
本章导读：
●3D打印技术成长史和现状
●3D打印的原理及打印耗材
●3D打印的相对优势
●3D打印机导购1.1 3D打印的前世今生
3D打印（3D Printing），即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或者塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常采用数字技术材料打印机来实现。过去3D打印技术常在模具制造、工业设计等领域用于制造模型，现在正逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术直接生产的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、武器制造以及其他领域都有所应用。1.1.1 萌芽期
即便是今天，在多数人看来3D打印还是一种新事物，然而其实在20年前3D打印的设想就已经开始酝酿。设计领域有许多人都知道3D CAD（3D计算机辅助技术），从20世纪70年代诞生到现在， 3D CAD经历了几十年的发展，已经成为广大设计人员的有力工具之一和很多设计领域的重要标准。而快速成型（Rapid Prototyping， RP）技术几乎与3D CAD的发展同步，人们从使用3D CAD的那天起就希望方便地将设计“转化”为实物，因此也就有了发明3D打印机的必要。图1-1 3D打印机
在目前的3D打印机行业中，Z Corporation和Stratasys两家公司的产品占有绝大多数市场份额。提到3DP（Three Dimensional Printing，三维打印）几乎就是美国Z Corporation公司的代称，如图1-2所示。早在1994年，几个来自MIT（麻省理工学院）的科研和技术专家就发明了3DP技术并申请了专利。1997年，为了将3DP技术推向市场，Z Corporation公司正式成立。从那时起，Z Corporation就一直占据着3D打印机市场的半壁江山。2012年， 3D Systems公司完成了对Z Corporation公司的收购。图1-2 Z Corporation公司标志
成立于1990年的美国Stratasys公司（Logo如图1-3所示）率先推出了基于熔融沉积造型（Fused Deposition Modeling, FDM）技术的快速成型机，并很快发布了基于FDM技术的Dimension系列3D打印机。由于FDM技术有其得天独厚的优势，适合汽车、家电、电动工具、机械加工、精密铸造以及工艺品制作等领域使用，因此Stratasys的FDM快速成型机目前在全球RP市场已经占有近半的比例。图1-3 Stratasys公司标志
我国对3D打印技术也同样有着十分强烈的需求。自20世纪90年代初国内就有多所高校开始进行具有自主知识产权的RP技术研发，但是相比RP技术领先的美国、日本等国家，国内还没有一款达到国际水平的3D打印机推向市场，只有部分有实力的企业和科研院所到专业的RP或者3D打印服务商那里租用3D打印机或者订制模型。国内RP技术在研究队伍、资金投入和普及范围等多方面还有很长的路要走。比较而言，港台地区RP技术应用更为广泛。港台地区相比内地RP技术起步较早——很多高校、企业都有自己的3D打印设备。只不过，港台地区RP技术的重点是应用与推广，而并非是自主研发。1.1.2 成长期
根据《3D打印：从梦想到现实》的作者之一胡迪·利普森提供的数据，关于“3D打印”的新闻搜索从2011年才开始猛增，而这项技术其实早在20世纪80年代就出现了。中国物联网校企联盟将其称作“19世纪的思想，20世纪的技术，21世纪的市场”。的确，在全球范围内，“3D打印”的走红似乎都是这两年内的事。
30年前诞生的技术为何现在才火？长期关注3D打印的中国电子信息产业发展研究院装备工业研究所副所长左世全表示，价格下降和技术进步是最重要的两个原因。
据悉，最早的Stratasys 3D打印机每台售价高达13万美元。别说家庭用户，就连企业用户闻其价也退避三舍，Stratasys在成立3年后才卖出自己的第一台3D打印机。时至今日，3D打印机早已不是当年乏人问津的奢侈品，其价格已降至2000美元左右，国产的3D打印机甚至只需1000美元上下。价格的下跌，直接促成了3D打印机进入家庭。在2009~2011年间，美国3D打印机的销量增长了4倍。
与此同时，近30年间，3D打印的技术也在不断成熟。从打印单一材料的模型到直接打印多种材料的产品，再配合计算机软件设计技术的发展，从理论上来说，3D打印机正在日益成为一台能制造万物的神奇机器，人们在它身上看到了越来越多的可能。1.1.3 现状
3D打印技术作为一种高科技技术，综合应用了CAD/CAM技术、激光技术。随着技术的进步，3D打印机除了在产品设计、建筑设计、工业设计、医疗用品设计等领域发挥作用外，在电影动漫、气象、教育、外科医疗等领域也都能发挥其独特的作用。
2011年9月BBC NEWS报道，德国弗劳恩霍夫研究所的一个小组，使用3D打印技术和一种称为“多光子聚合”的技术，成功打印出人造血管，如图1-4所示。通过这一过程打印出来的血管可以与人体组织相互“沟通”，不会遭器官排斥。打印时使用的“墨水”是生物分子与人造聚合体。图1-4 3D打印人造血管
2011年10月，一辆名为“Urbee”的汽车在加拿大温尼伯艺术画廊举行的展会上首次公开亮相，如图1-5所示，它包括玻璃嵌板在内的所有外部组件都是通过3D打印设备生产的。它用电和汽油作为混合动力，车速可达每小时100公里至110公里。图1-5 3D打印“Urbee”汽车
2011年12月，Theo Jansen展示一套采用3D打印机制作的风动机械装置，唯一使用的材料就是PVC，如图1-6所示。这个机械装置需要通过风驱动上面的大扇叶，带动内部的机械齿轮让装置行走，就像一个多足的机器人在那里爬行。图1-6 3D打印风动机械装置
2012年的TED大会上，能打印出肾的3D打印机使人眼前一亮。这次打印出的肾组织只是一个雏形，只是用于实验操作，短期内不能被用于临床应用中，但神奇的效果却产生了震撼效应，如图1-7所示。图1-7 3D打印肾脏
2012年3月，来自维也纳科技大学的研究人员推出了“纳米级”3D打印机，如图1-8所示。它可以创建复杂的对象，比如微型F1赛车、维也纳圣史蒂芬大教堂和伦敦塔桥的微型模型等，它们甚至比一粒沙子还要小。这种打印机使用液态树脂，采用一种名为“双光子光刻”的高新技术，通过激光使树脂硬化成型。图1-8 “纳米级”3D打印微型模型
如今类似的3D服务公司在世界各地蓬勃发展。除了最有名的Shapeways，3D打印机的生产厂商之一的 3D Systems也设立了一家合资公司Mqast，这家公司的机器已可以支持使用铝和不锈钢来打印。目前全球最先进的3D打印机，已可以用激光烧结直接制造复杂的塑料、金属和合金元件。它们不光可以离开传统的大规模机床来制造小数量的部件，还可以用不同方法来制造不同材质的物品。
3D打印技术在国内也取得了很好的发展成果。科研方面的应用相对发展较快，一些科研成果已经被应用到航空航天以及生物、医学等尖端领域。目前，依托高校成果，对3D打印设备进行产业化运作的公司实体主要有：陕西恒通智能机器（依托西安交通大学）和湖北滨湖机电（依托华中科技大学）等。这些公司都已实现了一定程度的产业化，部分公司生产的便携式桌面3D打印机的价格已具备国际竞争力，成功进入欧美市场。一些中小企业成为国外3D打印设备的代理商，经销全套打印设备、成型软件和特种材料。还有一些中小企业购买了国内外各类3D打印设备，专门为相关企业的研发、生产提供服务。国内目前也出现了一些依托3D打印技术的创意打印商店，目前正处于发展阶段。
在光鲜的荣誉及发展背后，3D打印技术现如今也面临着一些问题。第一，现在3D打印技术的精度约为0.1mm，而且打印机本身的售价偏高，不过，随着技术的进步和成本的降低，这个缺点会得到改善甚至会和普通的激光打印机成本一样；第二，生物3D打印机也面临着诸多挑战，其中之一是其打印出的物体如何与身体其他器官尤其是大的组织更好地结合，因为任何打印出来的器官或者身体组织都需要同身体的血管相连，而这可能非常难实现。一旦克服了这个技术障碍，在未来几十年内，生物打印技术将成为一项标准技术；第三，除去技术方面的问题，3D打印还将面对一个更严重的社会问题——安全。3D打印技术即将走进寻常百姓家，只需要有枪械的设计图纸，以及一台3D打印机，即可自行生产出枪械。这会给社会治安带来很大的影响，所以未来是否会有相关的立法和限制措施来进行管控是影响3D打印发展的一个重要因素。1.2 3D打印的原理及材质1.2.1 3D打印原理
3D打印技术每一层的打印过程分为两步。首先在需要的区域喷洒一种特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余的粉末还可以循环利用。
3D打印耗材由传统的墨水、纸张转变为胶水、粉末，当然胶水和粉末都是经过处理的特殊材料，对固化反应速度有要求，对于模型强度以及“打印”分辨率也有直接影响。3D打印技术能够实现600dpi分辨率的打印，每层厚度只有0.01mm，即使模型表面有文字或者图片也能够清晰打印。受到“喷”式打印原理的限制，打印速度势必不会很快，较先进的产品可以实现每小时25mm高度的垂直速率，相比早期产品有10倍提升，而且可以利用有色胶水实现彩色打印，色彩深度高达24位。
3D打印的工作步骤如图1-9及图1-10所示。图1-9 3D打印工作步骤（一）图1-10 3D打印工作步骤（二）1.2.2 材质
根据3D打印的原理，只要使用与模型相同的材质，就能打印出和模型几乎一模一样的东西。因此对于3D打印机来说，耗材才是王道。比如面包，你使用面粉做材料，打印的面包是可以吃的；而使用塑料、石膏等材料打印的只能是面包的模型。3D打印技术本身并不复杂，但可用的耗材却是个难点。普通打印机的耗材就是墨水和纸张，但3D打印机的耗材却主要是胶水和粉末，而且必须经过特殊处理，对材料的固化反应速度等也要求很高。
目前比较普及的3D打印耗材包括：ABS塑料、人造橡胶、铸蜡和聚酯热塑性塑料、金属粉末等。ABS是一种用途极广的热塑性工程塑料，如图1-11所示。人造橡胶，金属粉末等也都具备热塑性，这是对3D打印耗材的一个基本要求。一些汽车的零部件就是用这样的耗材打印出来的。图1-11 ABS塑料图1-12 树脂图1-13 金属钛
如果人体的骨头不幸受伤，传统的骨头移植手术会撷取病患其他部位的骨头或者是利用陶瓷来替代。不过加拿大有一所大学目前正在研发“骨骼打印机”，利用3D打印技术，将人造骨粉转变成精密的骨骼组织。骨骼打印机使用的材料，是一种类似水泥的人造粉末薄膜，也叫“人造骨粉”。打印机会在用骨粉制作的薄膜上喷洒一种酸性药剂，使薄膜变得坚硬。这个过程会一再重复，形成一层又一层的粉质薄膜。最后，精密的“骨骼组织”就这样被创建出来。
由国外一家“科学家实验室”制作完成的砂糖3D打印机CandyFab 4000通过喷射加热过的砂糖，可以做出美味又好看的甜品。如果说用砂糖制作的3D甜品还只是毛毛雨，那么美国宾夕法尼亚大学用改进的3D打印技术打印出的鲜肉则令人瞠目结舌了。打印肉的关键在于原材料的调配，“3D肉”利用实验室培养出来的细胞介质生成的类似鲜肉的替代物质，以水基溶胶为黏合剂，再配合特殊的糖分子结构制成。这应该是目前“最美味”的3D打印材质了。
随着3D打印的不断发展，3D打印机能够支持的打印耗材也会不断得到创新，3D打印也将不仅仅局限于打印模型，整个3D行业也将蓬勃发展。1.3 3D打印的优势
3D打印机不像传统制造机器那样通过切割或者模具塑造制造物品。通过层层堆积形成实体物体的方法从物理的角度上来说扩大了数字概念的范围。对于要求具有精确的内部凹陷或者互锁部分的形状设计，3D打印机是首选的加工设备，它可以将这样的设计在实体世界中实现。下面是来自各个行业、具有不同背景和专业技术水平的人所描述的3D打印；3D打印帮助他们减少主要成本、时间和复杂性障碍。
1．制造复杂物品不增加成本
就传统制造而言，物体形状越复杂，制造成本越高。而对3D打印机而言，制造形状复杂的物品不增加成本，制造一个华丽的形状复杂的物品并不比打印一个简单的方块消耗更多的时间或者成本。制造复杂物品而不增加成本将打破传统的定价模式，并改变我们计算制造成本的方式。
2．产品多样化不增加成本
一台3D打印机可以打印许多形状，它可以像工匠一样每次都做出不同形状的物品。传统的制造设备功能较少，做出的形状种类有限。3D打印省去了培训机械师或者购置新设备的成本，一台3D打印机只需要不同的数字设计蓝图和一批新的原材料就能够源源不断地在打印产品上推陈出新。
3．无需组装
3D打印能使部件一体化成型。传统的大规模生产建立在组装线基础上，在现代工厂，机器生产出相同的零部件，然后由机器人或者工人组装。产品组成部件越多，组装耗费的时间和成本就越多。3D打印机通过分层制造可以同时打印一扇门以及上面的配套铰链，不需要组装。省略组装就缩短了供应链，节省在劳动力和运输方面的花费。供应链越短，污染也越少。
4．零时间交付
3D打印机可以按需打印。即使生产减少了企业的实物库存，企业还可以根据客户订单使用3D打印机制造出特别的或者定制的产品满足客户需求，所以新的商业模式将成为可能。如果人们所需的物品按需就近生产，零时间交付式生产能最大限度地减少长途运输的成本。
5．设计空间无限
传统制造技术和工匠制造的产品形状有限，制造形状的能力受制于所使用的工具。例如，传统的木制车床只能制造圆形物品，轧机只能加工用铣刀组装的部件，制模机仅能制造模铸形状。3D打印机可以突破这些局限，开辟巨大的设计空间，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形状。
6．零技能制造
传统工匠需要当几年学徒才能掌握所需要的技能。批量生产和计算机控制的制造机器降低了对技能的要求，然而传统的制造机器仍然需要熟练的专业人员进行机器调整和校准。3D打印机从设计文件里获得各种指示，做同样复杂的物品，3D打印机所需要的操作技能比注塑机少。它为非技能制造开辟了新的商业模式，并能在远程环境或者极端情况下为人们提供新的生产方式。
7．不占空间，便携制造
就单位生产空间而言，与传统制造机器相比，3D打印机的制造能力更强。例如，注塑机只能制造比自身小很多的物品，与此相反， 3D打印机可以制造和其打印台一样大的物品。3D打印机调试好后，打印设备可以自由移动，从而可以制造比自身还要大的物品。较高的单位空间生产能力使得3D打印机适合家用或者办公使用，因为它们所需的物理空间小。
8．减少废弃副产品
与传统的金属制造技术相比，3D打印机制造金属时产生较少的副产品。传统金属加工的浪费量惊人，90%的金属原材料被丢弃在工厂车间里。3D打印制造金属时浪费量减少。随着打印材料的进步，“净成形”制造可能成为更环保的加工方式。
9．材料无限组合
对当今的制造机器而言，将不同原材料结合成单一产品是件难事，因为传统的制造机器在切割或者模具成型过程中不能轻易地将多种原材料融合在一起。随着多材料3D打印技术的发展，我们有能力将不同原材料融合在一起。以前无法混合的原料混合后将形成新的材料，这些材料色调种类繁多，具有独特的属性或者功能。
10．精确的实体复制
数字音乐文件可以被无休止地复制，音频质量并不会下降。未来， 3D打印将数字精度扩展到实体世界。扫描技术和3D打印技术将共同提高实体世界和数字世界之间形态转换的分辨率，我们可以扫描、编辑和复制实体对象，创建精确的副本或者优化原件。1.4 3D打印机的选购
现在3D打印机拥有多种品牌和型号，不同品牌和型号的3D打印机多采用了不同的打印技术，其应用领域也有所差异，用户在选用3D打印机时更多的需要考虑自己的应用需求、成本等方面的信息。1.4.1 选购参数
下面为大家介绍一些关键的3D打印机参数，在购买3D打印机的时候应该根据自己的需求，着重考虑相应的参数。
1．打印尺寸
打印尺寸是指3D打印机能打印的最大体积，是由3D打印机的打印区域大小决定的。一般用“长×宽×高”的参数来表示一个3D打印机的打印尺寸，如210mm×210mm×220mm，这个参数表示了3D打印机的X、Y、Z三个方向的最大伸展长度。对于家庭用的桌面级3D打印机而言，其打印尺寸的各方向参数大多在几百毫米左右。
2．打印精度
3D打印机的精度可以有几个不同方面的参数。层高精度是指在Z轴方向，每一层的最小高度，因为一般3D打印机是逐层打印的，层高越小，打印的就越精细，当然速度也会相应的减慢；定位精度是指在三个轴向上位置的误差，误差越小，物体成型后越真实；喷嘴直径决定了打印材料的细腻程度，喷嘴越细，吐出的材料就越细，当然就可以有更高的精度，物体边缘的锯齿会相应减少。在选择3D打印机的时候，不同的3D打印机可能会给出不同方面的打印精度，这使得我们很难比较3D打印机的精度，所以最好可以亲自查看打印实物的边缘和拐角清晰度、最小细节尺寸、侧壁质量和表面光滑度等。
3．打印材料
虽然目前已经有很多打印耗材出现在人们的视野中，但是能够真正在桌面级3D打印机应用的并不多，目前最为常见的两种耗材是PLA（环保塑料）和ABS（工程塑料）。PLA可以在没有加热床的情况下打印大型零件模型而边角不会翘起，PLA还具有较低的熔体强度，打印的模型更容易塑型，表面光泽性较好，色彩艳丽。ABS具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。在选择材料时应根据自己的需要合理选材。
4．多色与多材料打印
现在已经有支持彩色打印和多材料打印的3D打印机，其根本原理在于3D打印机有几个打印喷头。对于单喷头的打印机，一次成型的过程中只能打印出一种颜色、一种材料的物体。如果需要打印彩色物体，可以用单喷头打印机分别打印不同颜色的部件，在后期处理时将它们组合成彩色物体；也可以直接用多喷头的打印机，在一次成型的过程中将彩色物体打印出来。对于多种材料混合的物体，是同样的道理。
5．打印软件
每一款3D打印机都有与之配套的3D打印软件，该软件的作用是将3D模型转化为3D打印机可以识别的G-code。在选购3D打印机时也要注意打印机提供的软件，是否与自己的操作系统兼容，是否简单易用。1.4.2 机型介绍
下面我们将给出几种家用3D打印机的简单介绍。
1．Cube X 3D打印机
3D Systems公司在2013年的消费电子展上（Consumer Elec-tronics Sho, CES）发布了速度更快的Cube型号及加大版的Cube X型号3D打印机，这两种3D打印机主要面向消费者打印领域， Cube X型号适合桌面用户，且功能较第二代Cube更多，其外观如图1-14所示。
售价：2万~3万元； 材料：PLA / ABS；
软件：所有Cube X 3D打印机都包含一份完整的Axon 2打印软件，可以将3D模型转换为打印机识别文件格式（G-code），无需另外购买相关软件；
特点：最多支持三种打印色彩，视打印机具体硬件配置不同而有所区别。图1-14 Cube X 3D打印机
2．MakerBot 3D打印机
自从MakerBot公司2009年发布采用简易构造的低价位产品之后，这种打印机便作为可轻松制造小型立体造型物的工具受到了全世界的关注。MakerBot目前公布的最新机型为“MakerBot Replica-tor 2X”。 MakerBot专门面向Replicator用户开设了名为“Thingi-verse”的社区网站，用户可以下载并使用其他用户制作的3D模型，这可谓是Replicator系列的最大特点。网站上公开了iPhone保护壳、儿童玩具以及配件等多种造型物的数据，完全不会3D建模的用户也可以使用3D打印机。
售价：2万~4万元； 材料：PLA/ABS；
软件：MakeWare套装，无需另外购买软件；
特点：为ABS材料优化的平台设计、通风围板设计、双喷头打印。图1-15 MakerBot Replicator 2X打印机
3．Ultimaker 3D打印机
Ultimaker是由三位来自荷兰的开发者共同开发的。相比较MakerBot，Ultimaker具有更快的速度，更高的性价比，可打印更大的尺寸，同时还是一个开源的3D打印机。和MakerBot一样， Ultimaker也是使用ASB塑料或者PLA塑料来制作产品的，属于熔融沉积快速成型打印机。
售价：1万元左右；材料：PLA/ABS；
软件：Cura是一个开源软件，将3D模型转换为G-code，简单易用；
特点：可以在Ultimaker官网找到它的物料清单和相关软硬件源码，图纸。如果你能力够强，你可以完全自己去DIY一台Ulti-maker！
4．太尔时代UP！ 3D打印机
太尔时代是一个很低调的国产3D打印公司。在2012年底，美国MAKE杂志评选最佳3D打印机，太尔时代的UP！3D打印机荣登榜首。MAKE是一款协助读者将自己动手做(DIY)的概念运用到生活中的科技领域的杂志。目前太尔时代已经发布了第二代3D打印机UP！Plus。
售价：1万元左右；材料：PLA/ABS；
软件：打印软件是一款与打印机同名的UP软件，目前更新到UP 2.0；
特点：方便设置，方便使用，重量较轻。
5．朗信LXMaker系列3D打印机
朗信3D是为小企业和个人用户提供定制桌面式3D打印机的国产3D打印品牌。他们的产品价位相对较低，性价比较高，并且机器打印尺寸很大，能满足部分工业需要。比较适合刚刚开始接触3D打印的用户和小企业使用。朗信3D的产品包括第1代系列和第2代系列，同系列产品中有不同材质的外壳，如木质、亚克力、工业塑料和钢等。
售价：5000元左右；材料：PLA/ABS；
软件：使用的是Cura软件作为G-code转换软件；
特点：价格便宜，售后方便完善，服务非常到位。 2 3D模型构建
经过本书第1章的介绍，相信你已经对3D打印有了一个全面的了解，现在应该迫不及待的想要动手实践了吧。3D打印大致分为构建3D模型，安装打印软件以及机器打印3个部分。就像打印照片必须先有电子版的照片一样，打印物体也需要一个电子版的“物体”，而这个电子版的“物体”在3D打印里就是指3D模型。
本章将为大家介绍如何构建3D模型：包括如何用3D建模软件构建3D模型；如何用相应的工具将2D图像转换为3D模型；如何使用3D扫描仪得到3D模型，以及如何将其他类型的3D模型文件转换为已广泛被3D打印所支持的STL格式。2.1 3D建模软件
目前市场上有很多3D建模软件，其中包括SketchUp、Blend-er等开源的3D建模产品，以及CAD、3DMax、maya等商业软件。它们专注于不同的领域，例如CAD主要应用于工业设计，而maya则主要应用于动画、影视方面。在这里，我们介绍几款有代表性的开源软件（SketchUp、AutoQ3D Community、FreeCAD），包括使用这几款软件建模的方法。2.1.1 开源3D建模软件推荐
本小节为大家推荐几款常用的3D建模软件，它们有各自不同的侧重点，实际使用时可以根据不同的模型选择。
1．SketchUp
SketchUp是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时交流的需要，它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思，是3D建筑设计方案创作的优秀工具。SketchUp是一款很适合于设计师使用的软件，因为它的操作不会成为障碍，可以专注于设计本身。SketchUp于2006年被谷歌收购。
软件的界面简洁，如图2-1所示，易学易用，命令极少，避免了其他类似设计软件操作复杂的缺陷，比较适合初学者。在设计过程的任何阶段都能生成直观的三维成品，甚至可以模拟手绘草图的效果，几乎可以达到“所见即所得”的境界。图2-1 SketchUp界面
目前开源的最新版本是SketchUp Make，被描述为“供业余爱好者、儿童以及热情的设计师使用”。SketchUp还有相应的商业版，目前最新的商业版是SketchUp Pro 2013。支持Windows和MacOS操作系统。
SketchUp的下载地址：www.sketchup.com/download
2． AutoQ3D Community
AutoQ3D Community是一种简单的轻量级3D模型编辑工具，能够利用你电脑显卡的全部处理资源，快速形成原型的3D设计。其界面非常直观，易于使用。如图 2-2所示。AutoQ3D Commu-nity目前最新版本是AutoQ3D Community 1.4.0，支持Windows、MacOS以及Linux操作系统。
AutoQ3D Community的下载地址：http://autoq3d.softpedia. com/。图2-2 AutoQ3D Community界面
3．FreeCAD
FreeCAD是来自法国Matra Datavision公司的一款开源免费3D CAD软件，是一个功能化、参数化的建模工具。FreeCAD的直接用户目标是机械工程、产品设计，当然也适合工程行业内的其他广大用户，比如建筑或者其他特殊的工程行业，如图2-3所示。
FreeCAD的最新版本是 FreeCAD 0.13，支持Windows、MacOS以及部分Linux操作系统。
FreeCAD的下载地址：http://sourceforge.net/projects/free-cad/files/FreeCAD%20Windows/。图2-3 FreeCAD界面
4．Blender
Blender是最受欢迎的免费开源3D模型制作软件套装。跨平台支持所有的主要操作系统。功能非常强大，但是上手比较难；一旦学会了，用起来就会非常方便，如图2-4所示。
Blender目前最新版本是Blender 2.67b，支持Windows、MacOS及大部分Linux操作系统。
Blender下载地址：http://www.blender.org/download/get-blender/。图2-4 Blender界面
5．Sculptris
Sculptris是款免费的3D雕刻软件，小巧却强大。用户可以像玩橡皮泥一样，拉、捏、推、扭等做一切可以对橡皮泥做的事，如图2-5所示。
Sculptris最新版本是Sculptris 1.02，支持Windows和MacOS操作系统。
Sculptris下载地址：http://pixologic.com/sculptris/。图2-5 Sculptris界面2.1.2 SketchUp建模
1．安装
首先从http://www.sketchup.com/download下载SketchUp的安装文件，下载之前，会要求你填写电子邮箱并且选择操作系统。
在Windows下双击安装文件弹出安装界面，如图2-6所示。点击“Next”按钮继续安装。图2-6 安装界面
出现软件许可协议，如图2-7所示。勾选同意并点击“Next”按钮继续安装。图2-7 软件许可协议
选择软件安装位置，如图2-8所示。点击“Change”按钮选择SketchUp的安装位置，然后点击“Next”按钮继续安装。图2-8 选择软件安装位置
最后点击“Install”按钮即开始SketchUp的安装，如图2-9所示。图2-9 开始安装
安装完成后，桌面上会出现SketchUp的快捷方式。接下来，就可以随心所欲的使用SketchUp构建你自己的3D模型了。
打开SketchUp，看到SketchUp欢迎界面，如图2-10所示。如果希望以后打开SketchUp时不再出现欢迎界面，不要勾选左下角的“Always show on startup”。图2-10 欢迎界面
在开始使用SketchUp之前，还需要选择一个模板，点击欢迎界面右上角的“Choose Template”按钮，然后从给出的模板列表（如图2-11所示）选择一个需要的模板。第一个是最简单、最常用的模板。图2-11 选择模板
选择一个模板后，点击图2-11所示界面右下角的“Start using SketchUp按钮”，进入SketchUp主界面，如图2-12所示。图2-12 SketchUp主界面
2．构建模型
SketchUp的功能非常强大，小到一个茶杯，大到一个建筑模型，都可以用SketchUp描绘出来。下面就让我们一起看看怎样用SketchUp绘制一个圆柱体吧！（1）显示工具栏
第一次打开SketchUp时，只有一些简单的工具排列在菜单栏下面，如图2-12所示。为了更方便的制作3D模型，我们可以把一些常用的工具放在工具栏中。
首先，在菜单栏选择“View”→“ToolBars”，然后在右边弹出的列表中勾选常用的工具，如图2-13所示。图2-13 显示工具栏（2）设置单位
在默认情况下，SketchUp是以美制英寸为单位的，这就需要将系统单位改为我国规范中的要求——公制毫米，精度为0.0mm。具体操作如下：
在菜单栏选择“Window”→“Model Info”，弹出一个关于模型信息的对话框，在模型信息对话框的左侧选择“Unit”选项，右边出现关于长度单位和角度单位的信息，如图2-14所示。
在长度单位区域，将“Format”改为“Decimal”（十进制），并以“Millimeters”（毫米）为最小单位，“Precision”改为0mm。
提示：角度单位不用设置，国内与国外统一使用“度”为单位。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]