浅析3D打印机原理

本文将通过实现一个3D打印机固件来解释3D打印机是如何工作的. 点击文章索引可快速跳转. 建议打开github 仓库查看, 因为那里会包含最新的更新.https://github.com/arnosolo/simple_3d_printerhttp://simple_3d_printer

起因

大家好, 我是阿诺. 去年我网购了一台3D打印机, 配置很简单, 30min就可以开始打印了. 从此我有了一个新爱好就是蹲在打印机前看着零件就这样被一针一针地被编织出来, 一边瞅着一边想着仅靠四个电机机械的正转反转, 怎么就能打印出各种各样复杂的三维模型?

于是我开始好奇起这到底是怎么实现的, 但是我毫无头绪也不相信自己能够搞明白. 首先是, 你说我要是把这机器拆了, 我还能把它装回去吗? 万一装不回去, 那可真是投告无门啊. 就算到时候厂家愿意协助, 人家那厂在几千公里外, 又不是说隔壁小区, 想帮也很难. 其次是, 软件部分我也不知道该如何实现, 虽然我使用的Marlin固件代码是开源的, 但是它的源码有百来个文件, 随便打开一个文件一看几千行代码, 而且其中还穿插了各种条件编译, 完全不知道该从何看起啊.

时间就这样过去了几个月, 有一天我突然看到了关于如何DIY一台3D打印机的视频. 我打开一看发现这视频讲的还挺详细的嘛, 下载了链接的资料, 好家伙, 不仅有装配图, 还有BOM表, BOM表上甚至还附上了每个零件的购买链接以及参考价格防止奸商随意涨价. 瞬间感觉这个事情可行啊, 于是产生了DIY一台3D打印机的想法. 说干就干, 下单了一堆零件等了好久终于到了, 却发现买了螺丝当没有合适的螺丝刀, 于是再下单并等待螺丝刀送达. 买了主板却发现连线还需要胶壳端子和压线钳, 这一等又是好几天. 于是整整两个星期后我才组装好了我的第一台DIY打印机, 型号是大鱼i3, 设计者是大鱼.

组装调试好机器后, 我有了两台可用3D打印机. 相较之前花了2000多买的机器, 我实际上更喜欢这台DIY的. 因为虽然DIY的这台排线有点乱, 费时又费力, 但是它要是坏了我完全知道该怎么修, 而且打印精度与前者不分伯仲. 当然我并不是说之前买的机器(Anycubic Vyper)不好. 事实上恰恰相反, 我觉得Anycubic Vyper不仅性能优秀而且样子也好看. 事实上, 大鱼推出了3种结构的打印, 分别时i3 corexy 和 um. 我之所以选择i3结构的, 很大程度上也是因为我已经有一台不错的打印机了, 它的结构就是i3, 所以我可以那它来做基准. 是的, Anycubic Vyper定义了我心目中一台完善且精致的打印机打印机是什么样子的--30min就可以开始打印,同时还有个好看的外观已经友好的用户界面, 使得3D打印机不再是专业人士的专业工具, 而可以是普通人家中的一台家电. 当然了, 我的目标是理解3D打印机是如何工作的, 那么这些完善且精致的工具就只能被当成是参考资料.

现在我对3D打印机的机械结构有了基本认识. 更重要的是开始相信自己也许也有可能搞清3D打印机的原理了. 于是我决定开始尝试自行编写一个3D打印机固件. 这个部分犹如3D打印机的灵魂, 自然也更加难以理解. 好在在长达半个月每天天亮就