几年前我在 Maker Faire 上第一次看到 3D 打印机时就对它产生了兴趣，但直到一年前我才开始认真考虑自己拥有一台。那时，我开始意识到存在如此多的不同选择，并最终开始研究 RepRap 系列 3D 打印机（更多关于不同打印机系列的信息见下文）。经过大约一年的研究，我最终确定了一款适合我的需求和预算的打印机。

在我的研究过程中，我发现 3D 打印的世界比我之前想象的还要广阔。不仅硬件方面有很多选择，即使在软件方面，你也有很多选择。在本文中，我将对 3D 打印硬件进行一般概述，然后在我的下一篇文章中，我将讨论一些当前最流行的控制打印机的软件。因此，如果您考虑过涉足 3D 打印，并且想知道它如何在 Linux 下工作，那么这些专栏应该从一个相对较新的 3D 打印用户的角度给您一个很好的概述。

当大多数极客谈论 3D 打印时，他们谈论的是一种创建三维物体的方法，很像普通打印机。尽管大多数业余爱好者 3D 打印机使用塑料，但也一直在努力使用各种其他材料进行打印，从金属到陶瓷再到有机材料。即使您将范围缩小到仅谈论塑料 3D 打印，3D 打印机仍然可以使用各种方法。也就是说，基本上所有的家用 3D 打印机都通过塑料挤出来工作。如果您以前使用过热熔胶枪，您就会知道您将大胶棒装入枪的后部，一旦枪头加热，您的扳机就会将胶棒推向枪的热端，在那里它会挤出更窄的胶滴。想象一下，将一个三维物体切成薄片，厚度与热熔胶枪的热熔胶一样，然后想象一下，小心地将热熔胶一层一层地挤压到表面上，直到得到您的物体。

塑料挤出的工作原理类似于热熔胶枪，只是您的塑料以长丝的形式出现，材料为 ABS 或 PLA 塑料，直径为 1.75 毫米或 3 毫米。3D 打印机的挤出机将长丝强制送入打印机的热端，热端加热到足以熔化塑料（PLA 的平均温度为 160–190°C，ABS 的平均温度为 200–250°C）。然后，熔化的塑料通过更窄的喷嘴（通常为 0.5 毫米至 0.35 毫米）推到打印床上。

如果 3D 打印机所做的只是像热熔胶枪一样熔化塑料，那么它非常适合创建熔化的塑料团，但仅此而已。使 3D 打印机有用的是，这种挤出机安装在稳定的框架上，框架带有由定制电子设备控制的精确 X、Y 和 Z 轴电机。当您将 3D 图发送到打印机时，它会被切成单独的层，并且每一层都由一系列 X、Y 和 Z 轴运动以及在适当点挤出或缩回塑料长丝的指令表示。结果是您的物体被一层一层地打印出来。

如果您是 3D 打印新手，那么可用的选项数量起初可能会让人不知所措。不仅许多打印机看起来彼此相对不同，而且 3D 打印机套件的价格范围也很广，从大约 500 美元到 2,000 美元以上（这比商用型号的 15,000 美元以上要好得多）。此外，如果您足智多谋，您甚至可以绕过套件并自行采购所有零件——这需要您付出更多的努力，并且可能会出现一些问题，但您可以在某些情况下大幅降低成本。

我在我的研究中发现，3D 打印机很像 Linux 发行版。如果您要问所有拥有 3D 打印机的人应该购买哪一款，您得到的回复数量与您询问所有 Linux 用户应该使用哪个发行版时得到的回复数量大致相同。一些 3D 打印机吸引新手，而另一些则吸引经验丰富的用户。一些 3D 打印机专注于其硬件和软件的开放程度，而另一些则采取更商业化的方法。听起来耳熟吗？

我不会列举市面上的每一款 3D 打印机，因此如果我遗漏了您最喜欢的一款，我深感抱歉，但我发现当您查看大多数人使用的 3D 打印机时，它们往往分为两大类：激光切割木箱 3D 打印机和基于 RepRap 的打印机。与 Linux 发行版一样，我讨论的 3D 打印机通常遵循开源原则，不仅在其软件中，而且在其硬件中也是如此。另请注意，虽然在某些情况下您可以花额外的钱购买预组装套件，但我提到的大多数套件都是未组装的，需要花费数小时才能组装和校准。

第一类打印机最明显的特征是整个打印机都装在木箱中，木箱通常由激光切割机创建。属于这一类别的打印机包括 MakerBot 系列打印机、Ultimaker 和 MakerGear 的 Mosaic 打印机。尽管所有这些打印机都不同，但它们通常更吸引那些刚接触 3D 打印并希望他们的打印机外观更精致的人。这种更精致的外观意味着更多的零件，并且与 RepRap 系列打印机不同，大多数选择这条路线的人都会购买包含全套零件的套件，因此，价格可能会更高，从未组装的 Mosaic 套件的 900 美元到全功能双挤出机 MakerBot Replicator 的 2,000 美元不等。如果您有钱，您可以购买此类别中外观精美且功能良好的 3D 打印机，但不要认为额外的钱一定能买到更好的规格。将其想象为购买商业 Linux 发行版与下载社区支持的发行版。

Ultimaker（照片来自 http://blog.ultimaker.com）

MakerGear（照片来自 http://www.makergear.com）

MakerBot Replicator（照片来自 http://store.makerbot.com/replicator.html）

如果木箱 3D 打印机就像商业 Linux 发行版，您可以将 RepRap 系列想象成 Debian。RepRap 是一个社区驱动的项目，旨在构建一种 3D 打印机，它可以创建自己的许多零件并自我复制。由于以社区为中心的设计流程，任何人都可以提出改进或新的 RepRap 衍生产品，并且成功的设计会因受欢迎程度而获得奖励。RepRap 设计有许多代，但 Prusa Mendel 似乎是 RepRap 社区今天向新手推荐最多的设计。社区还对该设计进行了渐进式的改进和补充——其中许多您可以从 3D 打印机设计共享站点（如 http://www.thingiverse.com）下载并自行打印出来，这样您就可以在使用的过程中不断改进您的打印机。

正如您可能期望的那样，有许多不同的方法可以获得 RepRap，从在 RepRap Wiki 上从已发布的物料清单中在线采购自己的零件，到从 eBay 上的 RepRap 社区的其他成员处购买完整的套件。RepRap 社区的一些成员甚至开始了自己的业务，销售 RepRap 零件，包括 http://lulzbot.com、http://makergear.com 和 http://printrbot.com 等网站，后者是一家新的 Kickstarter 资助公司，销售一种低成本的 RepRap 衍生产品，该产品具有更简化的设计。

Printrbot（照片来自 http://printrbot.com）

虽然与木箱打印机相比，RepRap 具有相同的功能（有些人会认为功能更强大），但人们往往要么喜欢要么讨厌简化的金属杆设计。简化的设计通常会降低成本，自制 RepRap 的价格低至 400 美元或 500 美元，完整的 Printrbot 套件起价为 550 美元，而完整的 Prusa Mendel 套件通常起价约为 800 美元左右。

Prusa（照片来自 http://www.makergear.com/products/3d-printers）

那么您应该选择哪种打印机呢？这就像问您应该使用哪个 Linux 发行版一样。与 Linux 发行版一样，这实际上取决于人们的个性和他们想要完成的目标。例如，RepRap 社区到处都是喜欢构建和校准 3D 打印机并对其进行调整以充分利用它们的人，因此，如果您是喜欢微调和调整 Linux 发行版的那种人，那么这类打印机可能非常适合您。另一方面，激光切割木箱 3D 打印机似乎更吸引那些不觉得调整 3D 打印机本身有吸引力，而对打印物体更感兴趣的人。如果您是那种更倾向于更注重开箱即用的商业 Linux 发行版的人，那么这些打印机可能更适合您。就我而言，我购买了一个基本的 Printrbot 套件，因为我倾向于更倾向于 RepRap 方面，就调整而言，特别是简化的设计和较低的总体入门价格的 Printrbot 吸引了我。