隨著 3D 打印技術的不斷發展及廣泛應用，中國市場上出現了大量的打印機，越來越多的人們也開始慢慢了解并嘗試利用 3D 打印機將自己腦海中的想法具現出來。

目前 3D 打印機主要是以 FDM 和 SLA 這兩種技術為主， 而 FDM 技術因成本較低而更加廣泛應用。因此市面上大部分是 FDM 打印機， 3D 打印機具有多種結構類型，每一種結構都有著各自的特點，今天我們來講解下 3D 打印機的各種結構類型。

Prusa i3 結構

Prusa i3 是 Reprap 打印機 prusa mendel 的第三代機型。Reprap 最初是由英國巴斯大學（the University of Bath) 機械學院的 Adrian Bowyer 等人,設計制作的一種 3D 打印機。設計者在打印機公布后就將 reprap 的相關程序與結構設計向大眾開源，任何愛好者都可以從它的網站上查找到打印機的相關的設計資料，甚至是程序的源代碼。由于 reprap 的開放性使得它成為了廣大 3D 打印初學者最容易學習的一款機型之一。通過機型的升級演化發展到現在的 prusa i3，因其簡單的結構設計與相對低廉的成本使 i3 打印機成為了廣大新手 diy 打印機愛好者的首選機型。

i3 最突出的特點就是其簡約的框架結構。整體占地面積小符合桌面機的要求。裝配零件精度要求不高適合新手組裝。主體為一個矩形龍門架負責打印頭 z 軸與 y 軸方向的移動，另一部分為打印平臺同時也負責著 x 軸方向的移動。從結構上來看由于其打印平臺需要在 x 軸方向上進行移動，這就導致了在打印過程中模型會比較容易脫落，而且也會影響到它的打印速度。

優點：

1. 結構簡單，易于上手，適合第一次接觸 3D 打印的 diy 愛好者。

2. 開放式設計方便升級硬件或修理維護。

3. 雙 z 軸電機設計使打印頭移動更加穩定。

缺點：

1. 框架結構裝配精度低導致打印精度相對較低。

2. 打印平臺沿 y 軸移動，增加模型發生位移的風險。

3. 打印速度較慢。

箱體結構

以 makerbot 和 ultimaker 為代表的箱式結構是目前市面上較為流行的結構，相比較一般 diy 機型在外觀上看起來更加商業化。打印機運動靠電機帶動同步帶使打印頭沿 xy 軸移動，與 i3 結構不同的是打印平臺只需要通過絲杠電機沿 z 軸上下移動。也正因打印頭能夠沿 xy 軸移動，使得打印空間能夠得到最大的利用。因此需要打印大型模型的工業級 3d 打印機都會選擇這種結構。箱體的相對封閉的打印空間使得一些主打 ABS 耗材的 3D 打印機為了隔絕異味也會選擇這種結構。這同時也給了外觀設計留出了更大的發揮空間。

箱體結構根據打印頭的運動又有幾個分支。

Ultimaker：打印頭十字交叉光桿的固定方式使得打印更加穩定，也間接提升了打印的精度與速度。

Makerbot：由兩個電機通過同步帶分別控制打印頭的兩個軸向的運動。與 Ultimaker 不同的是打印頭運動的光軸是不交叉的。

Hbot：目前剛開始流行的電機同步帶傳動結構，和 um 與 mb 的單個電機控制單個方向不同，它的主要運轉方式是通過 xy 電機的協同運作讓打印頭在各個方向上進行移動。由于其電機同步帶的纏繞形狀為 H 型，Hbot 也因此而得名。

Corexy：由 Hbot 改進而來的一種結構也是使用 xy 電機協同運作。不同之處在于 Corexy 具有多種同步帶的纏繞方式。

優點：

1. 成型精度高。

2. 打印速度快。

3. 電路板與電源等電子部件可隱藏至機體內，空間利用率高。

缺點：

1. 結構較為復雜，不易裝配，維修麻煩。

2. 零件精度要求高，整機成本較高。

Delta三角洲機型

目前市場上很常見的一種結構，專業名稱為并聯臂結構。這種結構最早是用于能夠快速準確抓取輕小型物體的機器雕爪而設計的。現在為使用這種結構的機器人稱之為并聯機器人。這種結構興起于 90 年代，因其速度快、精度高、柔性強等優點使并聯機器人成為了現代工業機器人重要部分。

并聯臂結構應用于 3D 打印機上就變成了我們常說的三角洲或 Delta 機型。以三角洲機型的運動結構可以分成兩種，一種是目前市場上最多采用的 Rostock 和 kossel 打印機為代表的運動機構，另一種是并聯機械手臂結構。兩種結構前者跟偏向實際應用，后者的研究偏向理論數據分析。我們今天主要談論的就是 Rostock/kossel 機型。

三角洲機型相比較其他結構的機型占地面積更小，結構也相對簡單。在模型的尺寸大小上三角洲可以打印出更高尺寸的模型來。由于其結構的關系打印速度更快傳動效率更高。三角洲的劣勢與優勢同樣也是因為他的并聯臂結構。雖然三角洲的占地面積較小，但是由于打印機需要給 3 個并聯臂留出移動空間，這就直接限制了打印機在空間上的利用。除此之外由于其坐標定位采用的是一種特殊的差值算法，對于一些弧形結構只能采用多個直線段逼近的方式，導致其打印精度稍有不足。

優點：

1. 結構簡單，方便修理維護。

2. 打印速度快，傳動效率高。

3. 占地面積小。

缺點：

1. 打印機空間利用率低。

2. 由于其打印平臺是固定的，所以打印機的調平調試較為復雜，不適合新手。

其他機型：

Printbot

Printbot 同樣也是分支自 Reprap 打印機，在結構上和 prusa i3 很相似只是少了一個 z 軸的支架。Printbot 號稱是全世界最簡單最便宜的打印機。它的設計初衷就是成為一臺讓孩子都能動手組裝、修理的 3D 打印機，同時能夠以更少的價錢讓更多的學生接觸到 3D 打印機。所以它最大的特點就是結構非常簡單。在價格方面也比市場上主流的 Makerbot 和 Ultimaker 便宜不少。不過它的缺點也比較突出，打印模型尺寸較小，作為教學機打印的精度也一般。但是對于剛接觸 3D 打印的 diy 愛好者來說還是個不錯的選擇。

機械臂3D打印機

根據傳統的多軸機械臂改裝或設計而來的 3d 打印機。除了 3D 打印之外這種機械臂一般還帶有激光雕刻、物體抓取等其他功能。國產的 Dobot 就是這類支持 3D 打印的機械臂非常典型的代表。

本次 3D 打印機的結構就給大家介紹到這，預知更多 3D 打印相關知識，歡迎關注大大通“一條胖頭魚”~