[導讀]3D打印機是工程師的高科技工具還是愛好者的玩具？來看看如何實際操作3D打印機制作一個地球儀。

“3D打印機”這個名稱，個人以為，在科技產品里，屬于命名相當成功的。聞聽此名時，會讓聽者瞬間有恍然大悟的欣快感——“不就是立體打印唄~”但仔細一琢磨，又不得不承認，關于原理、過程、細節云云，其實全不知曉。在知其然不知其所以然的網絡世界，要解釋熱門詞匯，更得憑借老辦法：眼見為實。

雖然已采訪過清華幾位教授、參觀過高級實驗室，也采訪了太爾時代創始人，但在親眼見到這臺機器工作之前，我還是無法100%確定，自己了解其全部工作原理和過程。

太爾時代提供拍攝的這臺3D打印機“UP”是面向大眾消費級別的簡易產品，只支持長寬高在140mm以內的三維設計模型打印，售價約為1萬人民幣（要打印大型、高精尖、直接能用的零部件，請自行購買6位數以上的工業級產品，謝謝）。

拆開包裝后的裸機狀態——也并非全裸——是已安裝好工作平臺（承接打印物、可上下左右前后移動）和機頭（加熱噴吐材料、可上小左右前后移動）的機身。包裝內，配有一個小型工具包，內有鏟子，鑷子，剪子，改錐，螺絲刀，夾子等，很是小巧簡便，讓人想起西方傳說中幫人類工作的小精靈常使用的工具。

要完成的硬件安裝只有簡單的兩步，連文科女生都能Handle。

首先，把懸掛材料的支架，用螺絲刀安裝在機身左側。然后，把為UP標配的材料線箍（重0.7kg，每捆能打二三十個小模型），掛在支架上，扯出材料線頭，連接在機頭上，至此，安裝完畢。So，此處的材料線箍好比傳統打印機的墨盒；此處的機頭，好比傳統打印機的噴頭。

之后，就像要為傳統打印機在電腦上安裝打印驅動一樣，3D打印機也需要自己的驅動，只不過，這個驅動要高端一點。將UP連接電腦，點擊安裝驅動程序和控制軟件。需要區分的是，該控制軟件和三維設計軟件并非一個東西，它只能將三維設計圖（通常是STL格式，或MAX）導入，但無法完成設計任務。就好比傳統打印機的驅動只能指揮打印，但不能輸入、打字、編輯文檔。

具體來說，3D打印機的控制軟件，任務在于將三維設計草圖導入后，“切”成二維的水平層——每層厚0.3mm，這樣3D打印機才可識別。理解到這一步，3D打印機就不再那么神秘了：工作時，它實際是按層打印，每一個極薄的層面堆疊起來，便構成三維造型。而3D打印精度，便部分體現在水平層能有多薄，越薄越精細。

當3D打印控制軟件將三維設計圖“切”好后，你可通過此軟件預估大體打印時間，可以在此查看打印預覽，三維設計圖；還可通過此軟件，手動操控3D打印機的一些簡單動作。比如，在首次安裝3D打印機時，要為工作平臺調平。通過這個控制軟件，點擊相應按鈕，你可以讓機頭在工作平臺的中心和四角分別停一下，用工具包中0.2mm的塞尺量一下，是否等高。不然，通過調整螺絲可實現水平。

或者，如果你上次用黃色材料打印過，這次想改用白色。你可以點擊控制軟件中的“噴出”按鈕，機頭會將殘留的一點余料“吐”出來，方便你安裝新材料。

機頭是一個0.3mm的噴口，工作時會加溫到260°融化材料，可上下左右前后運動，將ABS塑料拉絲，與同樣可以上下左右前后運動的工作平臺配合默契，以此完成材料的每一層打印和最終的整體堆疊塑形。打印過程中，工作平臺也會保持大約80°的高溫，為了給剛“打印”出來的模型保持一定溫度，不會冷卻過快導致變形。

《時間線》編輯部準備打印一個直徑在10公分左右的地球模型，表面凹凸有致，表現地球的各大洲和海洋。

UP開機。此時，會有一個初始化的過程，工作平臺和機頭會上下左右活動一下，自我檢測，大約1分鐘。之后，我們需要把一個粘接底板（黃色的塑料板）放在工作平臺上面，用夾子夾住，用來接打印模型。在打印完畢后，可連模型帶粘接底板一起拿下來。

控制軟件顯示，地球模型被切成179層，計算出打印時間約在一小時二十分鐘左右。點擊開始打印，數據資料就被傳到打印機上了，開始工作了。

機頭要預熱，加溫到260°需要5分鐘。機頭完成升溫，發出一陣長鳴，打印開始。

非常有趣的是，控制軟件會根據打印模型的大小、內部支撐構造等因素，自行設計一個打印底座，以支撐模型。3D打印機會先把底座“噴”出來，然后在層層精巧的將模型“噴”在底座上。以至于一開始出現一個橫七豎八的底座時，我們以為打印機出了故障。

打印過程中，機身左下角會交替閃爍紅綠燈，代表它在工作，表去煩它。工作聲音跟普通打印機很相似，但有時在特定運動角度，會引起機身共振，那時聲音好像電鋸鋸木頭。湊近聞一聞，會有一點塑料遇熱的味道。工程師說，如果在面積較小的密閉空間搞3D打印，味道還是很可觀的。

一個半小時過去后，一個小地球被UP完整“吐”了出來，起伏有致，但仔細看還是會發現表面有層層紋理——這是受限于每一層厚度有限的緣故。我們將小地球與粘貼底板一起從尚有余熱的工作平臺上取下來，用鏟子將模型帶底座一起從粘貼地盤上鏟除；再用剪子、鑷子之類，將底座和地球分離，至此，3D打印完畢。

整個過程充滿工程學和機械力量帶給人的視聽嗅享受，以及親自動手的愉快。

捧著《時間線》創造的這個地球~~模型~~回想3D打印機在上個月的美國，已通過這樣的工作方式打印出半自動步槍的各個零部件，且組裝完畢后能成功發射6枚子彈，不由感嘆世界真瘋狂。再回想清華教授說，他們與生命科學相結合的生物3D打印技術，在幾十年后的終極目標之一是“打印”出活體移植的腎臟、肝臟……頓時，世界觀又再次凌亂了。