1.7 如何挑選一臺好的3D打印機

本章通過前面6個小節詳述了3D打印機的原理、打印流程、打印材料和優、缺點，目的就是為了讓讀者能對3D打印有一個系統性的認識，而不是只單純地弄懂一兩個名詞。這些認識最終將會幫助你挑選出一臺合適的3D打印機，畢竟，對于創業者來說，一臺合適的3D打印機才是至關重要的。當然也能幫助你練就一雙“火眼金睛”，識別出市場上的假冒偽劣產品。

現在市場上可以買到的3D打印機種類異常繁多，在淘寶網上的搜索條目就有20類，共1.6萬多件寶貝，再加上其他網絡論壇和個人出售的，可供用戶選擇的打印機著實數不勝數。而且每臺打印機從外觀到性能各不相同，價格也從幾千元到幾十萬元不等，要從中挑選出自己想要的那一臺，還真不是易事。總體來說，3D打印機可以從機型、打印性能、材料屬性等方面來挑選，在本章最后編者也會推薦幾款打印機供創業者參考。

1.7.1 機型

3D打印機的機型多種多樣，如果按照從市場上可以買到的種類來分，大致可以分為三角洲型、龍門吊型和封閉機型三種。

□ 三角洲型

也稱為“Kossel型”，如圖1-62所示。在傳動原理上三角洲屬于并聯臂打印機（柱坐標計算法），與其他常見的四方形3D打印機不同（XYZ坐標計算法）。這種打印機使用并聯結構，剛度相同的情況下重量減輕很多，結構也較其他類型的3D打印機要簡單，在運輸方面有一定的優勢。而且這種機型在打印時所采用的是柱面坐標運算法，較四方形的XYZ坐標計算法來說要快，因此在打印時可以獲得較快的打印速度。同時三角形的結構有助于提升整體機身的穩定性，故而能獲得較高的打印精度。

這是近幾個月新興起的一種結構，由于結構簡單，而且大部分配件都可以從網上買到，因此這種機器多數是玩家自己DIY出來的，售價大致在1000～5000元之間。一般來說這種機型的使用壽命不長，維護不易，且由于是玩家自制的，售后不一定有保證，對于新手來說不推薦該機型。但如果是自己DIY，那倒可以省去很多成本（DIY的成本在800～1500元左右）。

□ 龍門吊型

龍門吊式簡易3D打印機如圖1-63所示。龍門吊型的傳動方式類似于工廠中的行車，仿制不難，因此這種結構的山寨機最多，也是做得最廉價的，在淘寶網上最便宜的已經賣到了1000多元。龍門吊型的機器成型尺寸小，打印精度不高，同時結構也是最不穩定的，因為大多數廠家在零件固定處并沒有做可靠連接，用料也常常用的是便宜貨。這就造成了該機器在打印時經常出現失步、漏絲等問題，因此不推薦創業者選用這種類型的機器。

□ 封閉機型

封閉機型的機器如圖1-64所示，是最為常見的桌面機型。這類打印機的特點就是體型小且簡單，對于打印一些小型工藝品和小型部件來說都可以滿足使用要求。而且看起來也沒有三角洲和龍門吊型那種過于原汁原味的雜亂感，相反，良好的外觀給人的是一種優秀、成熟的設計感。

這種機型通常都是由品牌公司出產的，售后有保證，而且一般會隨機附贈很多小工具和3D打印手冊等，總體來說性價比還是不錯的。價格相對前兩者較貴，基本在5000元以上。如果創業者需要購買，請優先考慮此類打印機。

1.7.2 打印性能

如同我們在選購計算機時會考慮它的CPU、內存、顯卡、硬盤等各項參數一樣，在選購3D打印機時，同樣需要考慮眾多的參數。這些參數一般都是與打印息息相關的，因此統稱為“打印性能”，其主要有以下幾種。

□ 打印精度

打印精度是最為重要的一項性能參數。它直接影響著最終模型的外觀質量，而這往往也是消費者對一個模型最為重視的地方。

打印精度是3D打印機最令人困惑的指標之一，應謹慎對待。在部分產品說明書中打印精度可能被寫成分辨率、每英寸點數（DPI）、Z軸層厚、像素尺寸、束斑大小和噴嘴直徑等。盡管這些參數有助于比較同一類3D打印機的精度，但是很難用來比較不同的3D打印技術。在選購3D打印機時最好的比較策略是親自用眼睛去鑒定不同打印機打印出來的相同模型成品。查看鋒利的邊緣和拐角清晰度、最小細節尺寸、側壁質量和表面光滑度。用數字顯微鏡會有助于部件成品的鑒定，因為這種廉價的設備可以放大并拍攝微小的細節便于比較。當然使用專門測試3D打印用的模型去檢測也是一個很好的選擇。

□ 打印速度

打印速度對創業者的盈利效率有著重要影響。因為制造廠商和打印技術的不同，“打印速度”的含義不盡相同。打印速度可能是指單個打印作業在Z軸方向打印一段有限距離所需的時間（例如，每小時在Z軸方向打印的英寸或毫米值），擁有穩定垂直構建速度的3D打印機通常采用這種表達方式。其垂直打印速度與打印部件的幾何形狀和單個打印工作的部件數無關。垂直構建速度快，且因部件幾何形狀或打印部件數而產生很少或不產生速度損失的3D打印機，是概念建模的首選，因為這類打印機能夠在最短時間內快速生產大量替換部件。

另一種描述打印速度的方式是打印一個具體部件或者具體體積所需的時間。采用此描述方法的打印技術通常適用于快速打印單個簡單的幾何部件，但遇到額外的部件被添加到打印作業中，或者正在打印的幾何形狀復雜性和尺寸增加時，就會減速。由此產生的構建速度變慢，會導致決策過程的延長，削減個人3D打印機在概念建模方面的優勢。然而，打印速度始終是越快越好，對概念建模應用而言更是如此。垂直構建速度不受打印數量和復雜度影響的3D打印機，是概念建模應用的首選，因為它們可以快速地大量打印不同的模型，用于同時進行比較，這就能加速和改善早期決策過程。

□ 打印成本

打印成本是很容易被忽視的一個性能，但對創業者來說卻是極為重要的。打印成本通常表示為打印每單位體積的成本，如每立方英寸的成本或每立方厘米的成本。即使是同一臺3D打印機，打印單個零部件的成本也會因為幾何形狀的不同而相差很大，所以一定要了解賣家提供的部件成本是指某一特定部件，還是各類部件的平均值。根據自己常用的典型零部件STL文件包來估算部件成本，往往更有助于決定你所期望的部件成本。為了準確地比較不同賣家聲稱的參數值，有必要了解成本估算中包含什么、不包含什么。

一些3D打印機廠商的部件成本只是指某特定數量打印材料的成本，而且這個數量僅僅是成品的測量體積。這種計算方法并不能充分體現真實的部件打印成本，因為它忽略了使用的支撐材料、打印工藝產生的過程損耗及打印過程中使用的其他消耗品。各種3D打印機的材料使用率有顯著的差異，因此了解真實的材料消耗是準確比較打印成本的另一個關鍵因素。

打印成本取決于3D打印機打印一組既定部件所消耗的材料總量和使用材料的價格。通常，使用粉末材料的3D打印技術，部件成本最低。廉價的石膏粉是基礎建模材料，未使用的粉末會不斷地在打印機中回收和再利用，因此其打印成本可以達到其他3D打印技術的1/3～1/2。

而有些FDM類打印機僅使用一種消耗材料，既用于打印部件所需，也用于打印過程中的支撐部分。相比其他打印技術，它通常使用較少的材料作為支撐材料，因此其產生稀疏的支撐結構，而且很容易被清理掉。大多數單材料3D打印機不會產生大量工藝廢料，這使其具有極高的材料性價比。

另一類FDM打印機需要使用專門的支撐材料，但材料售價不高。這類支撐材料需要在打印完成后通過熔化、溶解或加壓噴水的方式清理。比起前者，這類打印機往往使用大量的材料用于打印支撐結構。可溶解的支撐材料需要高強度、腐蝕性化學物質進行特殊處理和清潔措施。噴水清理方法需要進水口和排水口，為此工作場所的預算成本可能要增加幾千元。這種處理采用勞動密集型方式，并可能導致精致的部件細節被損壞，因為噴水清理是通過加壓的方式清除支撐材料。此外，卡在凹槽處的支撐材料可能由于噴不到而無法清理干凈。能最快、最有效地清理支撐材料的產品，是采用蠟作為支撐材料的3D打印機，通過熔化方式進行清理。可熔化的支撐材料只需要一臺專門的整理烘箱就能進行快速、批量清潔，使用最少的勞動力，且不對物體表面施壓，故不會對脆弱的細節造成損壞。即使是卡在凹槽內的支撐材料也可以被清理干凈，這就能順利打印復雜的幾何形狀，實現最大的設計自由。蠟支撐材料的清理不需要使用化學用品，且清理掉的蠟材料可以與普通垃圾放置在一起，無須特殊處理。

請注意：一些受歡迎的3D打印機在打印過程中會將昂貴的構建材料融入支撐材料，共同進行支撐，這就增加了打印過程中消耗材料的總成本。這些打印機通常還會產生大量的過程損耗，因此在打印同一組部件的情況下，會比其他打印機使用更多的材料。

□ 成型尺寸

成型尺寸直接決定了創業者的業務范圍。如果太小，可打印的東西不是很多；如果太大又可能用不到，造成浪費。因此成型尺寸的選擇還在于創業者本人是否明確了自己的打印對象和打印目的。

1.7.3 材料屬性

了解預期的應用和所需材料的特性，對于選擇3D打印機來說很重要。每種技術各有所長也各有所短，都應作為選擇個人3D打印機的考慮因素。對宣傳中聲稱的可用材料數量應謹慎考察，因為并不能保證所有的可用材料都能實現真正需要的使用性能。至關重要的一點：做出購買決定前，務必在預期應用中進行測試，對打印部件進行評估。官方發布的詳細參數中不會介紹隨著時間的推移和使用環境的改變，部件的穩定性如何。如果沒有充分考慮和測試這一點，可能會造成實際使用的限制。對于概念建模應用來說，實際的物理特性可能沒有部件成本和模型外觀那么重要。概念模型主要用于可視化效果的溝通，可能使用后很快就被丟棄。驗證模型可能需要模擬最終產品的效果，需要實現與最終生產材料接近的功能特征。快速生產應用的材料可能需要具有可鑄性或耐高溫性。最終使用零部件一般需要在較長的時間內保持牢固。

每種3D打印技術都受限于具體的材料類型。對于個人3D打印，材料大致可分為非塑料、塑料、蠟這幾類。你應該以哪類材料最符合價值和應用范圍要求為依據，來選購3D打印機。與單臺3D打印機相比，多種技術的結合可提高打印靈活性，擴展應用領域。通常，比起使用一臺昂貴的系統設備，組合使用二臺不太貴的3D打印機雖然預算相同，但是可以實現更高的價值，提供更大的應用范圍和打印能力。

非塑料材料常使用石膏粉與可打印的黏合劑，部件成品緊密而堅硬，可以通過浸潤變得非常牢固。這類部件可以表現優秀的概念模型，在沒有彎曲性要求的情況下提供一定程度上的功能測試。明亮的白色基本材料，結合獨家的全彩色打印能力，可以制造出逼真的視覺模型，而無須額外的繪畫或后期處理。

塑料材料可以柔軟也可以堅硬，有些還具有高耐溫性。透明塑料材料、生物相容性塑料材料、可鑄性塑料材料均有銷售。不同技術制造的塑料部件性能差異很大，這在廠家公布的規格上可能并不顯而易見。一些3D打印機制造的部件會隨著時間的推移或環境的不同而持續改變特性和尺寸。例如，用來標識塑料耐熱性的常見規格參數是“熱變形溫度（HDT）”。雖然HDT是一種衡量指標，但是它并不能預測在實際應用中超過HDT時材料的可用性。有些材料可能當溫度略高于規定的HDT時就出現功能特性的急劇退化；而某些材料的性能退化緩慢，從而擴大了塑料的適用溫度范圍。另一個例子是濕度對部件的影響。部分3D打印的塑料成品是防水的，而部分塑料成品則是多孔的，會因吸收水分導致部件膨脹而改變尺寸。多孔部件顯然是不適合高濕度應用或加壓應用環境的，可能需要進一步的勞動密集型后期處理，方能適用于這些環境。

3D Systems公司的新型“混合”3D打印機結合了經過驗證的光固化（SLA）性能和個人3D打印機的易用性。這類3D打印機提供較廣的塑料材料范圍，單臺3D打印機可實現ABS、聚丙烯和聚碳酸酯塑料打印。可以簡單、快速和經濟地進行材料更換，一臺3D打印機可實現廣泛的塑料應用。特別注意：聲稱支持眾多打印材料的技術，常常在材料轉換過程中產生廢料。這類3D打印機中有些帶有多個打印頭，更換材料時必須完全清理干凈，而清理的過程中就會產生昂貴的廢料。

1.7.4 推薦機型

以下給出的幾款機型在各大展會上均有不俗表現，且在玩家圈中有不錯的口碑。

□ Solidoodle 4

Solidoodle 4相對來說算是低端3D打印機中的戰斗機，如圖1-65所示。與便宜的山寨品牌來說擁有完整的金屬框架，更加安全。另外，它也能夠支持PLA及ABS雙材質，整體打印效果也不錯。

參考價格：800美元（約合5000元人民幣）。

□ MakerBot Replicator 2

Makerbot是一家位于美國布魯克林的創業公司，是當今最著名的3D打印機生產商之一，也是最早進軍中國市場的3D打印機品牌。他們出產的Makerbot Replicator 2定位是家用的、簡易的3D打印機，其外觀設計出眾，性能也十分出色，支持PLA及ABS雙材質，打印精度最高為0.1mm，打印尺寸也較大，可達285mm×153mm×155mm，滿足大部分的使用要求，是目前最可靠的機器之一，如圖1-66所示。但即便是入門機型，它的價格似乎也過于昂貴，對于資金短缺的3D打印創業者來說是個悲劇。

參考價格：4500美元（約合24000元人民幣）。

□ Ultimaker 2

Ultimaker 2是由三位來自荷蘭的年輕人共同開發的，也是國際著名的3D打印機品牌。相比較MakerBot的RP2，Ultimaker 2具有更快的速度，更高的性價比，可打印更大的尺寸，同時還是一個開源的3D打印機—這也就意味著市場上可能充斥著大量的假冒偽劣產品。支持多種3D打印材料、支持WIFI連接，是一款精準、高效、快捷的開源3D打印機，如圖1-67所示。對于買不起Makerbot Replicator 2的創業者來說，選擇Ultimaker 2也是不錯的選擇。

參考價格：2500美元（約合13000元人民幣）。

□ UP！mini

UP！mini是北京太爾時代（TierTime）推出的消費級桌面3D打印機，如圖1-68所示。北京太爾時代（TierTime）在國內來說算是一流的3D打印機制造商，但與國外品牌相比還是有一定的差距。所推出的這款UP！mini打印精度最高只有0.2mm，打印尺寸也相對較小，只有120mm×120mm×120mm，只能打印一些小件。但綜合考慮打印性能、價格和售后服務來說，還是遠勝于國內一般的山寨機的，而且也省去了品牌機海外代購的麻煩。

參考價格：7500元人民幣。

1.7.5 不推薦機型

以下給出兩款論壇中差評較多的打印機，以供創業者參考。

□ 3D Systems CubePro

其是3D打印品牌公司3D Systems的產品，如圖1-69所示。簡約、時尚的外觀讓這款CubePro在剛剛面向市場的時候收獲了諸多好評，但它高昂的價格（基本在兩萬元人民幣以上）也確實在第一時間嚇退了不少買家，此外，該打印機只能使用專門的打印墨盒，售價約800～900元人民幣，總體來說使用成本與表現出來的打印性能并不成正比，因此不推薦各創業者選用該機型。

□ XYZ Printing

XYZ Printing是臺灣三緯公司出產的產品，其最大的特點就是價格低廉，僅為3100元人民幣左右。價格與山寨機類似，卻有著不輸大品牌機器的精良外觀，如圖1-70所示。雖然該公司宣稱其產品“3年內售出100萬臺”，但從3D打印博覽會上的實際演示效果來看，打印質量較差，機床運行十分激烈，如果要打印一些精細物件，很可能達不到你想要的效果。同時該打印機只能使用自家公司出產的線材，而將近200元人民幣/卷的高昂材料費也讓用戶苦不堪言。