目前國內(nèi)已有很多廠家生產(chǎn)3D打印機(jī)（FDM），這些打印機(jī)所應(yīng)用的原理，技術(shù)手段基本上是大同小異，大部分是國外的仿制品，改改外形、微調(diào)結(jié)構(gòu)而已。

作為消費(fèi)者和使用者的我們來說，需要做的就是了解各種各樣的打印機(jī)，搞懂3D打印機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，知道不同打印機(jī)的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)，這樣才可以作出最好的選擇。

下面就給大家簡單總結(jié)了一些FDM型桌面打印機(jī)的基礎(chǔ)硬件知識，希望能幫到大家。

3D打印機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)

（1）機(jī)體框架

機(jī)體框架是各款打印機(jī)之間差異最大的地方，但總的來說有一個(gè)原則是不會(huì)違背的，就是結(jié)構(gòu)的剛性！

各款打印機(jī)主要是采用三角形、矩形來作為機(jī)體結(jié)構(gòu)的基本形狀。因?yàn)榇蛴C(jī)工作的時(shí)候，x軸、y軸是在不斷的運(yùn)動(dòng)的。

為了保證打印機(jī)的精度，噴頭運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量對機(jī)體的影響越小越好！解決方法就是減輕噴頭質(zhì)量和提高機(jī)體剛性。

（2）機(jī)械軸

機(jī)械軸就是XYZ軸運(yùn)動(dòng)的部件，主要有3種類型：

1、直角坐標(biāo)型：XYZ軸成互為直角樣子的，X和Y軸通常是由同步帶連接步進(jìn)電機(jī)來定位的，Z軸則是由絲桿控制的。

2、三角爪型：其數(shù)學(xué)原理是跟直角坐標(biāo)型一樣，用笛卡爾坐標(biāo)系原理的。只是將X和Y軸通過三角函數(shù)來映射到三個(gè)爪的位置上。

3、舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)型：舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)型的X和Y軸坐標(biāo)所運(yùn)用的數(shù)學(xué)原理則是采用極坐標(biāo)系了。跟笛卡爾坐標(biāo)系不同，所以在控制程序上有完全不同的代碼。

（3）控制電路

控制電路的基本結(jié)構(gòu)是由單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、控制噴嘴熱床的場效應(yīng)管還有其他各種輸入輸出接口構(gòu)成。

單片機(jī)現(xiàn)在有兩大種類：

1、用arduino MEGA 開源硬件作為基礎(chǔ)部件

在單片機(jī)外面外加一個(gè)集成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、場效應(yīng)管等外圍電路的電路版。主要代表就是Ramps 、Ultimaker。

這樣的好處是減少了維護(hù)成本，把控制板分為核心板、擴(kuò)展板和驅(qū)動(dòng)板，這樣在其中某一個(gè)板損壞時(shí)只需要更換壞的部分就可恢復(fù)使用。

而且arduino MEGA 的資源較為豐富，擴(kuò)展功能會(huì)比ATMEGA644P 、ATMEGA1284芯片要多。

2、直接用AMTEL ATMEGA644P 、ATMEGA1284等芯片直接將單片機(jī)和控制電路做在一起

主要代表是：Sanguinololu、Printrboard、GEN6、Melzi。這樣的好處是體積較為小、初始成本稍微比第一類少一點(diǎn)。

缺點(diǎn)就是后期維護(hù)困難，沒有一定的電子維修基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)的hold不住。對于小白來說，這種板能維修的可能性幾乎為0。

（4）噴嘴、熱床

噴嘴主要分為兩種：  

1、J-head：重量較輕，適合用在一些精度要求較高，或者機(jī)械軸負(fù)載能力較弱的結(jié)構(gòu)中（三角爪型就用這個(gè)），而且這個(gè)在萬能的*寶上價(jià)格相對便宜。

2、Budaschnozzle：這種噴頭有主動(dòng)散熱和被動(dòng)散熱兩種方式，MK7噴頭就是采用這種結(jié)構(gòu)的主動(dòng)式散熱。makebot 、reprappro的機(jī)器都是采用這種噴頭結(jié)構(gòu)作為默認(rèn)結(jié)構(gòu)。

當(dāng)然這兩種結(jié)構(gòu)同樣也是沒有優(yōu)劣之分，只有適合與不適合之分。我們DIY時(shí)可以根據(jù)自己實(shí)際的需要進(jìn)行重新組合。            

（5）擠出機(jī)

擠出機(jī)主要分為直接擠絲(direct driver Extruder )、齒輪擠絲( Wade's Extruder)和液體擠出三種類型。

我們平時(shí)常用的就是直接擠出和齒輪擠出兩類型，這里就簡單介紹下這兩種。

1、齒輪擠出機(jī)：步進(jìn)電機(jī)用個(gè)小齒輪帶動(dòng)個(gè)大齒輪進(jìn)行擠絲，這種裝置的好處在于對步進(jìn)電機(jī)的電流，還有參數(shù)要求并不是太高。

同時(shí)由于采用齒輪減速加力，因此擠絲力量控制會(huì)較好。缺點(diǎn)就是這種裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較高，維護(hù)起來有點(diǎn)麻煩哦。

2、直接擠絲：步進(jìn)電機(jī)直接接個(gè)擠絲輪進(jìn)行擠絲，這需要用較大扭矩的步進(jìn)電機(jī)。

這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單好維護(hù)，但是不適合長距離擠絲（有些打印機(jī)為提高精度，會(huì)盡量減輕噴頭的重量，則需要將擠出機(jī)放在機(jī)身上，比如UM系列，噴頭到擠出機(jī)之間通過聚聚四氟乙烯管作為導(dǎo)管的）。

（6）電源

一般采用的ATX電源（電腦主機(jī)電源）、開關(guān)電源 、Xbox360 203w電源。普遍使用額定輸出電壓在12-24V，額定電流在8A以上的電源。

整個(gè)打印機(jī)的最大消耗電源部件是噴嘴和熱床，自己在選電源時(shí)最好是選質(zhì)量較好的電腦電源和開關(guān)電源，一般價(jià)錢在100元以下。

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