Module 01 · Course Orientation & Origins of Desktop 3D Printing课程导读与桌面 3D 打印的起源
01-01-04 - Let's Meet a 3D printerUltimaker 2+ 打印机概览
课程内容简介
在之前的课程中，我们已经大致了解了桌面级3D打印的背景及相关技术。现在，让我们具体认识一款将在课程中深入探索的桌面级3D打印机——Ultimaker 2+。
实地探访：New Lab 的 Ultimaker 办公室
我们现在位于纽约布鲁克林的 New Lab，这是一个充满创新精神的办公空间。在这里，Ultimaker 为实验室成员捐赠了一批 Ultimaker 2+ 和 Ultimaker 3 打印机，供成员在不同场景中使用，包括：
- 3D打印实验室
- 办公桌面
- 其他共享空间
这些打印机将在本课程中作为参考设备，为大家讲解当前市场上熔丝制造（Fused Filament Fabrication, FFF） 技术的优秀桌面级设备的特性。
走近 Ultimaker 2+ 打印机
打印机的工作状态
我们来到 New Lab 的成员桌面3D打印实验室，看到了一台 Ultimaker 2+ 正在工作。让我们来看看它是如何运作的。
- 第一印象：工具头运动
- 工具头在打印平台上方移动，看似简单，但其中隐藏了许多复杂的原理。
打印机的关键组成部分与工作原理
1 材料来源：线材卷轴（Filament Spool）
- 线材是什么？
- 这是构成打印物体的核心材料，一般是塑料线材（例如 PLA、ABS）。
- 材料的路径：
- 线材通过打印机后方的送丝装置（Filament Drive Mechanism），以极慢的速度被拉入机器。
- 接着，线材经过Bowden 管进入打印机的热端。
2 热端的工作原理
热端内部的流程分为以下几个区域：
- 冷却区（Cold Zone）： 保持线材的固态形态。
- 过渡区（Transition Zone）： 逐渐软化线材。
- 熔化区（Melt Zone）： 将线材完全加热成熔融状态。
- 核心平衡：
打印机在切片计算阶段会精准调节冷却区线材的向下压力，使熔融材料顺利流入工具头，确保打印过程稳定。
3 工具头的打印动作
- 工具头的任务是逐层打印：
- 首先绘制每一层的外壳轮廓（Shells）。
- 然后填充内部材料，使用稀疏填充（Sparse Infill） 或实心填充（Solid Infill） 模式。
- 稀疏填充的优势：
- 根据需要填充一定百分比的材料（如5%或20%），在保证结构完整性的同时，节约材料和打印时间。
桌面级3D打印机的设计多样性
设计差异化
当前市场上有许多优秀的桌面级3D打印机，不同设备在以下方面各有特色：
- 机械运动系统
- 电子元件
- 挤出机设计
特殊类型打印机
除了 Ultimaker 这种传统的笛卡尔打印机（Cartesian），还有其他类型的打印机值得探索，例如：
- Delta 打印机
- Polar 打印机
延伸资源
- 本课程还将提供关于其他打印机类型的详细资源，帮助大家了解不同打印机的特点与应用场景。
- 想了解更多？请参阅课程附带的资源材料。
课程总结
通过 Ultimaker 2+ 的示例，我们不仅看到了桌面级3D打印的基本原理，也初步认识了打印机的关键组成部分。在未来的课程中，我们将进一步探索其他类型打印机及其应用潜力！