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2013.12.25 04:26PM
相信許多人都對3D立體列印（3D打印）有所耳聞，而目前*普遍的一種立體列印成型技術就稱做”熱熔解積層法”，英文名稱是Fused Deposition Modeling，一般簡稱FDM。
FDM是一種容易理解的積層製造技術。我們可以把它理解為一種像做蛋糕時擠奶油一樣的3D立體列印方式。透過電腦控制，將3D模型轉換成對應的X/Y/Z軸移動指令，控制列印頭移動位置，並將加熱融化的熱塑性材料從列印頭的噴嘴擠出層層堆疊於平面上，從底部逐漸成型為立體物件。
而現在常見的雷射光固化成型法(SLA)，則是採用雷射光照射光硬化樹脂進行固化成型；選擇性雷射燒結法(SLS)，採用金屬粉末為材料，利用雷射的高溫來「焊接」粉末成型。
3D立體列印機的優點？
相較於傳統的工廠開模製造的技術，3D列印的成型技術有著以下幾點優勢：
能夠設計及製造傳統工廠難以（甚至是無法）生產的複雜物件。
不需要組裝，一次成型。
客製化的個人需求。每個人所需要的零件都不一樣，傳統製造的開模成本非常高，但是3D列印的製造方式不需要開模，所以可以做到單一化/低成本客製。
精確的實體複製。
3D立體列印機的原理？
FDM (熱熔解積層製造) 機台可以歸類為以下幾個關鍵組件：
步進馬達(Stepper motor)是3D列印機的主要動力來源，透過韌體控制使馬達旋轉特定角度，提供馬達在X/Y/Z軸上精密移動，控制列印頭在空間中移動到指定的位置。
擠料馬達(Extruder Stepper Motor)通常是另外獨立的一個小馬達，將線材(Feedstock)精準的推進列印頭中加熱融化。
列印頭(Extruder Hotend)是將塑膠線材加熱融化並擠出成型的部分，主要分成兩個部分：「加熱筒(heating barrel)與喉管(throat)」
加熱筒：裝設了加熱塊(heating block)以及加熱棒(heating rod)，並將溫度感測器(Thermistor)埋在裡面，精確的感知現在的溫度。當線材被推進到喉管的時候會接觸到加熱筒，當溫度上升後，線材會融化而從噴嘴(nozzle)被擠出來。
噴嘴口徑有許多規格，通常口徑越大的話層高可以設定越大，列印速度快但是外觀較粗糙，相對的，使用小口徑的噴嘴可以獲得較好的表面細節表現。
線材(Feedstock)有許多種不同的塑膠材質，每種材質有不同的特性與溫度適應性，一般常見的線材有PLA與ABS。PLA可以不用列印在熱床上，ABS則必須在熱床上較不容易翹曲。
平台(Build Platform)為成型物所附著的平面。
大多數的3D列印機採用加熱平台(Heated Bed)，主要是因為ABS材料在列印過程中容易因為溫度變化劇烈而翹曲，所以透過加熱平台維持底層材料的溫度，可以有效解決翹曲的問題。有部份的機型沒有加熱平台，主要都是針對PLA做列印使用。
主機板(Mainboard)包含步進馬達驅動晶片(Stepper Motor Driver)、電路板、與輸入/輸出接頭。
常見的開源主機板有RAMPS、Printrboard、Sanguinololu與RUMBA。
電源(Power supply)為了應付加熱的需求，通常會使用高瓦數的交換式電源供應器(Switching Power supply)。
為了安全考量，會建議將3D列印機的接地端子連接到大樓或屋子的接地線。
框架(Frame)有非常多種不同的形式，例如XYZ直角座標機器人、三角洲機器人等。
3D列印有什麼限制？
3D列印技術雖然能夠解決很多問題，但是畢竟還是相當年輕的技術，有著某些先天上的限制，如下述：
強度。3D列印是經由線材堆疊而成，所以各層之間僅靠線材的熱熔互相結合，沒有化學結合，所以在層與層之間的強度遠不及XY平面的強度。
列印需要支撐材料。在傳統工廠生產的零件可能只需要一個簡單的治具就能將各部位組合後成型加工，但是3D列印的成型方式是「堆疊」，在製作超過45度以上的懸空結構時需要支撐(Slic3r 中稱為 Support structure )。
列印速度。列印一個100mm x 100mm x100mm 的模型約略需要5個小時才能夠完成(約略為5立方公分/每小時)。
成型精度。目前常見的3D列印機成型精度大約是0.1mm~0.4mm，列印0.1mm的精度約需要花費4倍以上的時間，所以一般來說0.2mm是*平衡的選擇。
成型尺寸。3D列印機的成型尺寸直接受到列印平台的大小所限制。
成本。目前雖然機器硬體與材料成本有大幅下降，但是相較於工廠大量生產來說，單體的製造成本仍然高昂得多。
如何獲得3D模型檔案？
自行建模。
從Thingiverse等3D列印模型分享網站下載。
透掃描實體獲得3D模型檔案(例如Matterform 3D掃描器)