【打印虎】RepRap Prusa i3 3D打印机Melzi专用LCD控制器使用指南 | 打印虎原创教程 | 打印虎 3D打印模型大全 STL文件打包免费下载
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对于Prusa i3 3D打印机的玩家来说，有一个比较常见的问题，就是3D打印机本身没有可供用户交互的界面，必须通过USB连接，使用PC上的Repetier-host或同类的3D打印机控制软件，才能对3D打印机进行有效的控制。这对于起步阶段的玩家，打印一些小玩意是没什么问题的。但是，当你需要打印高精度、大尺寸的3D打印作品时，问题就来了。不论是提高精度，还是加大3D打印对象的尺寸，都意味着打印时间的大幅增加。这样你的PC机就必须长时间开机。如果你用的是笔记本电脑，你的电脑也不能移动了，要一直保持USB的连接状态。而且，万一因为USB线的质量不佳导致传输出现问题（对于大型作品，在长达几十个小时的打印时间里，还是很可能出现的），你的作品就会功亏一篑，令人抓狂。
想解决这样的问题也不难，只要给3D打印机增加一个LCD液晶显示屏模块，就可以解决在3D打印机上直接人机交互的问题。再配合上SD卡，我们就不再需要使用USB连接，完全可以依靠3D打印机自身完成所有的工作。同时，3D打印的稳定性也会上一个台阶。市面上已经有一些这样的模块，不过打印虎针对Melzi主板做了一个更完善的方案：
可以与Melzi主板完美配合使用；
使用了大尺寸显示屏，同屏可以显示更多的信息；
基于Repetier-firmware 0.91固件，稳定可靠；
完整的、容易理解的全中文用户界面。
从以上几点可以看出，打印虎的Melzi LCD控制器方案还是有些特色的。下面我们先来看看这个模块的外观，然后给大家详细讲解用户界面的使用方法：
可以看出，这个模块的主体，是一块很大的LCD显示屏。下面有几个按钮，可以用来操作。模块侧面有一个小开关（图中被挡住了）用来控制LCD背光，允许用户在夜间使用时把蓝色灯光关闭。
在Melzi启动过程中，LCD上会显示出版权信息。在下方，有一个紧急停止（STOP）小按键，这个按键的作用，是当3D打印机出现问题的时候，立即停止目前的动作，以便人工干预。旁边的圆柱形元件，是一个蜂鸣器。当用户在界面上操作的时候，会以蜂鸣声提示用户动作已经被响应。最右边的大旋转按钮，可以发出三个动作，分别是左旋、右旋和点击。虽然只有三个简单的动作，但配以合理的菜单交互，可以允许用户在这个界面上进行很多常用的操作。下面我们会主要讲解如何操作这个界面。
第一节，主界面与主菜单
进入主界面之后，我们可以看到上图所示的内容。首先，左上角的格子里，是挤出头和热床的当前温度、目标温度。向下的箭头图标代表挤出头，长方形图标代表热床。第二个格子里面，是XYZ三个轴的当前位置。右上角的格子里面，是挤出头风扇的转速。这个转速以一个百分比的形式显示在垂直的矩形条上。
这其中，挤出头、热床以及风扇，如果在工作中，这里还会有对应的动画效果出现。大家使用时可以观察到。
下面的速度，是控制3D打印机XYZ轴运行速度的百分比。基础速度还是由PC端的控制软件决定，但我们可以从LCD界面上随时设置这个速度的比例，可以是一个小于100%的数值，代表降速，也可以是一个大于100%的数值，代表提速。
最下面一行，有两项信息。左侧是当前3D打印机的状态指示。可以看出，目前的状态，是“打印机就绪”。如果3D打印机发现问题，也会在这里进行提示。右侧的“缓存: 0”，代表着目前有多少条指令在等待执行。
在这个界面下，旋转输入按钮（这里左旋右旋都可以），可以得到第二个信息输出界面：
这个界面的内容就很简单了，一共有两项统计信息。一项是打印时间，另一项是消耗耗材。这些信息是从上一次用户清除EEPROM开始计算的。
再次旋转输入按钮，就会回到主界面。在主界面上按下输入按钮，可以进入菜单系统。第一级菜单项超过了一屏最多能够显示的5行，因此当用户旋转输入按钮时，会滚动显示出更多的项目。如下图所示：
可见，菜单项一共有八项。包括“返回”、 “快速设置”、 “步进电机位置”、 “挤出机”、 “风扇速度”、 “SD卡”、 “调试”以及“配置”。
第一个菜单项非常简单，再次点击就会返回到主界面上。这就不用多说了。
当一个菜单项下面还有子菜单的时候，屏幕的最右侧会显示出一个向右的箭头。可以看到，在主菜单中，除了返回功能之外，所有的菜单项都有下一级的子菜单。也就是说每个菜单项都对应着一个功能组，而不是一个具体的功能。我们下面会逐一了解这些菜单项对应的内容和用法。
第二节，快速设置
进入快速设置菜单，可以看到其中是一组可以快速使用的功能或者设置项。
第一项，XYZ归零功能，非常简单实用。按下按钮之后，三个步进电机轴分别归零。这项就不用过多解释了。
第二项是设置速度系数。这里的设置会直接反映在主界面上。缺省是100%速度，按下按钮之后，左侧的空心三角，会变化为实心三角，代表着当前处于调整数值的状态。在这个状态下，旋钮的左右旋转分别代表了减少或者增加数值。按下旋钮代表确定当前值，并且退出调整数值状态。下图所示，就是正在调整数值状态的显示效果：
速度系数这个数值，代表着XYZ三个轴的步进电机，在当前基础上的运行速度的百分比。比如，当这里设置为90%时，XYZ三个轴都会以PC端发出指令的90%的速度实际运行。这个系数也可以设置为超过100%的数字，这时就意味着我们希望3D打印机提速运行。当我们希望临时增加或者降低3D打印机的运行速度的时候，这个功能就很有用了。
第三项是流率系数。这个系数与上面的速度系数类似，但是作用对象不同。这个参数作用于挤出头步进电机，可以让挤出头在原始设置的基础上，以一个更慢或者更快的百分比速度运行。当我们发现挤出头挤出量过多或者不足的时候，就可以临时调整这个值，以获得更好的打印效果。
下面三项，第四项、第五项和第六项是一组功能。分别是使用预设数值预热PLA、ABS以及冷却。预设值在配置固件，刷入Melzi之前就确定了。打印虎使用的预设值就是我们正在销售的高质量耗材所需温度值，PLA设置在热床60℃，挤出头215℃；ABS设置在热床98℃，挤出头247℃。当然如果你需要使用不同的值，完全可以自己在配置固件的时候修改。这里对应的固件设置项是以下4项，可以在configuration.h中找到。
最后的第七项，是关闭步进电机。这项很简单，应该被视为是一项节能选项。打印虎固件在超过一定时间没有操作的情况下，也会自动关闭步进电机。
第三节，步进电机位置
步进电机位置菜单，其中的内容比较多，但都很简单易用。首先一组，是关于XYZ轴归零的功能。这就不用细讲了，大家一试便知。
第二组功能，是调整XYZ轴的位置。这组功能一共六项，分别用来调整X位置、Y位置以及Z位置，同时为了兼顾微调和快速调整的需要，每一个轴又分为快速和慢速两个版本。如下图所示：
因为每屏最多显示5行，因此下面还有一行（Z位置）没有显示出来。进入Z位置(快)尝试一下这个功能：
在这个界面上，旋钮向右旋转一次，会增加Z轴高度1mm。向左旋转就降低1mm。同时显示的还有低位限位开关和高位限位开关的状态。当然，对于Prusa i3设计来说，只有低位限位开关，高位限位开关就不存在了。
限位开关如果处于“开”的状态，代表当前被触发了。如果处于“关”的状态，则没有被触发。
步进电机位置的最后一项，是挤出机位置。
点击进入挤出机位置菜单项，可以看到这样的一个界面：
在这个界面上，用户可以使用旋转按钮的左、右旋转，控制挤出机步进电机，每旋转一格，代表挤出机向前或者向后运行1mm。按下旋转按钮退出这个功能。
需要特别注意的是，这个功能一定要在挤出头加热之后再使用。否则挤出头中的塑料处于固体状态，强行使挤出头步进电机转动，很容易造成挤出头的损坏。
第四节，挤出机
挤出机菜单里面是一组关于挤出机以及热床的选项。
第一项是热床温度。这里可以直接设置热床的温度，而不是类似于快速设置中采用一个预设值的方式设置热床温度。可以通过旋转按钮，设置一个精确的温度值。0℃代表热床关闭。
第二项是挤出机温度。与上面的热床温度相似，这里可以直接设置挤出机的温度。
第三项是挤出机关闭。这项可以直接关闭挤出机加热。
第四项是挤出机位置。这个菜单项与步进电机位置中的挤出机位置菜单项完全一样，用于控制挤出机步进电机的前进、后退。注意不要在挤出机没有加热的情况下操作这个功能。
第五项是“当前位置设为原点”。点击确定后，上一个功能菜单（挤出机位置）中的当前位置数值会被重置为0。虎哥我认为，这个功能主要是用于挤出头校准的过程中。平时应该很少需要用到。
第五节，风扇速度
这一组功能非常简单明了。首先，是直接控制风扇速度的菜单项。如果当前风扇速度不是0，下面还会出现“关闭风扇”这个选项。
再下面，是一组预设值设置。可以快速调整风扇的速度，到达25%、50%、75%或者全速。
当风扇处于运行状态的时候，主界面上的风扇图标会以一个动画效果表示风扇正在运行。
第六节，SD卡
如果3D打印机开机的时候，并未插入SD卡，那么进入SD菜单项时，界面将如下图所示：
此时，可以插入SD卡，并点击“挂载SD卡”选项。挂载完成后，界面将产生一些变化。SD卡菜单项内部变为这样：
在这里，就可以打印SD卡上的文件了。另外还附加了删除文件的功能（感觉上这功能有点鸡肋啊）。同时，顶级菜单上也同时附加了打印文件菜单项，方面用户操作。再有一个变化，就是在主界面上，增加了一个SD卡的显示区，提示用户已经有SD卡挂载了。
进入打印文件或者删除文件功能，就会显示出SD卡上的文件列表。使用旋转按钮，就可以轻松选择文件，点击文件后，就会对文件执行相应的操作了（打印，或者删除操作）。
有几点需要注意一下。首先是建议大家把gcode文件，放在SD卡的根目录。这样选择起来比较容易。当然在子目录内的g-code文件也是可以用的。
另外，建议所有的文件名，使用英文命名。中文文件名是没办法正确显示的。特殊符号也尽量避免。
还有一点就是建议使用比较短的文件名。虽然界面提供了长文件名的滚动显示，但效果还不尽人意，不如干脆使用短名字更方便些。
打印开始之后，SD卡菜单还会发生进一步的变化：
从图中可以看到，3D打印机工作时，菜单中出现了暂停打印和停止打印功能。这两个功能很简单，大家需要的时候直接使用就可以了。
第七节，调试
调试菜单下面的选项很简单，一共有四项，每项都是开或者关两种状态：
回显指的是在串行口(COM口)上，PC端给3D打印机端发送的命令，是否会被3D打印机回显(Echo)回PC端。打开时，可以确认一条指令是否确实被3D打印机端所接收到了。
信息、错误两项指的是3D打印机是否把运行信息或是错误信息发送传回给PC端。
空运行，是指3D打印机不实际执行PC端所发送过来的指令，但内部数值状态会随之发生改变。当3D打印机发现严重错误时，比如启动时发现热敏电阻报告的值在可能范围之外，则自动进入空运行状态。
所有这些选项，都是用来对3D打印机进行调试时使用的。平时正常使用状态下，用到的机会不多。
最后需要提及的是，在Repetier-host PC端3D打印控制软件中，手动控制面板中有一个大家比较少用到的功能区，就是下图红色方框中的按钮，这四个按钮的作用，与我们这里讲解的调试菜单中的四个选项，是一一对应的，功能完全相同。大家完全可以选择自己方便的方式来使用这一组功能。
第八节，配置
最后一个菜单项“配置”，是最复杂的一个菜单项。很多原来需要在刷入固件时确定的参数，现在都可以在这里进行配置工作了。这一方面方便了用户，但另一方面也造成了一定的麻烦，有些用户不清楚的数值，如果发生了改动，有可能会造成3D打印机工作不正常。因此，如果你需要修改这里面的参数设置，请尽量先搞明白它的意义。
第一项是常规配置。这不是一个选项，而是一组选项。点击进入之后，是下一级菜单项。其中主要包含了波特率、步进电机节能和3D打印机节能3项。
波特率是3D打印机固件和PC端控制软件比如Repetier-host之间进行连接的重要参数。这个参数最好保持在缺省的115200不要修改。
步进电机节能选项，点击进入之后，是这样的界面：
左右旋转旋钮，可以调整步进电机在无动作多少秒之后被自动关闭。缺省是360秒，也就是6分钟的时间。
3D打印机节能与步进电机节能是类似的，但关闭硬件的范围更广，不仅包括了步进电机，而且也包括了热床、挤出头这些耗能大户。但毕竟这样会造成使用不便，因此缺省情况下的设置是0，也就是常开不关闭。
回到上一级，在配置菜单中，第二项是“加速度”。这一选项，点击进入之后，是这样的菜单选项：
这里面又分为几组。第一组，是打印时（也就是挤出头正在挤出耗材时）的加速度设置（不要急，下面还有速度设置）。这里的单位都是mm/s^2（毫米每二次方秒）。
第二组，是移动时的加速度设置。同样，单位也都是mm/s^2（毫米每二次方秒）。
第三组，是抖动(Jerk)设置。这个又分为XY轴方向的抖动，以及Z轴方向的抖动。所谓抖动，实际上是当3D打印机挤出头运行方向改变的时候，所产生的速度改变量。如果在方向改变的时候所产生的速度改变量过高，就会产生一个冲击，甚至会造成步进电机失效。因此这个值必须保持在一个可以接受的范围之内。如果还想知道关于Jerk更多的细节，可以参考Repetier的。
再回到上一级。在配置菜单中，第三项是“速度”。这一项事实上比上面的加速度选项更加常用。其中又分成两组功能，一组是最大速度：
这一组数字的单位，都是mm/s（毫米每秒）。
下面一组，是归零速度：
因为涉及到触发限位开关，因此归零速度要慢一些。
所有这些速度值，都可以通过旋转按钮进行调整。调整方法与前面介绍的其他值的调整方法完全一致，就不再讲解了。
回到上一级。在配置菜单中，第四项是“挤出机”。挤出机相关的配置参数比较多。第一屏是这样的：
步进数/MM，意思是步进电机前进多少步，对应了耗材前进1mm。关于步进数本身，是一个比较大的话题。我们曾经专门写过一篇文章，讲解如何计算步进数的问题。如果有需要，大家可以参考。当然，对于挤出头来说，步进数还有一定的校准空间，具体可以参考。我们这里就不详细介绍步进数的设置问题了。
下面，是挤出头步进电机的起始速度、最大速度以及加速度设置。这些实际上与XYZ轴步进电机是类似的，我也就不再重复了。
挤出机菜单的第二屏，是这样的：
温度稳定时间，是指在多少秒之内，温度一直处在某一个值的范围内，就认为温度已经达到标准了。缺省值是1，代表1秒。
预热回抽长度，是预热阶段回抽耗材的毫米数。缺省值是0，也就是不回抽。
预热回抽温度，是达到这个温度之后进行回抽动作。如果不回抽的话，这里的值就无所谓了。我这里是缺省的150℃，大家如果需要启动这个功能的话，请把这里设置为一个合适的温度值。
下面一组选项，都是与温度控制相关的内容。一共有7项，包括了挤出机菜单第二屏的最后两项，以及第三屏的所有内容。先给出第三屏的内容：
在这一组选项中，最重要的是温控模式的选择。温控模式一共有四种，通过旋转按钮可以在这四种选项之中进行切换。这四种选项，分别是“简单模式”、“PID模式”、“慢速简单”、“空载时间”。按照虎哥我的使用经验，实际上这些模式时间的差别不算太大，使用任何一种都基本上可以满足你的需求。如果你特别想了解这些温度控制模式之间的异同，可以参考这篇文章。这篇文章其中有一段，比较详细的解释了这四种温度控制模式。
下面的具体参数，主要是为了PID模式所使用。如果你选择了简单模式，那下面这些参数应该都是不起作用的。如果希望使用PID模式，那么请大家参考具体的PID控制资料，相关的参数应该都可以找到对应的解释了。
下面返回到配置菜单中，最后两项如下图所示：
所有这里可以调整的参数，实际上都是3D打印机启动时，从EEPROM中读取出来的。如果你希望把最新的设置保存下来，那么选择保存至EEPROM就可以了。这时，LCD上会显示出配置已经保存的信息：
如果你感觉自己把配置调整乱了，那么也很简单，只要选择从EEPROM载入，就可以舍弃当前的数值，重新从EEPROM中读取所有的数值，恢复到启动时的状态。
第九节，结束语
好了，到此为止，我们已经详细讲解了所有关于LCD液晶显示屏模块的功能和用法。大家可以看到，有了这个模块的帮助，你的3D打印机将更容易使用。特别是，以后完全可以在没有PC机的情况下，使用3D打印机了。3D打印机方面，不论是方便程度，还是可靠性，都得到了有效的增强。如果你正在使用以Melzi为主板的3D打印机，而且对它感兴趣，可以直接。
最后，祝大家玩机愉快，每天都有好心情。有任何相关的问题，请
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虽然现在市场上到处都是FDM类型的3D打印机（3D打印圈都快成它的天下了），但论起资厉来，光固化3D打印机要比FDM还早几年呢。
上周我们邀请了唐天博士为大家分享最新的可见光光固化技术，对早已是饥渴难耐的小伙伴们（比如我）来说，无疑是久旱逢甘霖，爽的一塌糊涂！没有现场听分享的点客，快来补上这一碗干货吧！
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分享人：唐博士
职业：材料科学家
特长：光固化打印技术
入坑时间：2015年
机型：潘多拉全系列光固化打印机
前言：一天晚上，我在微信公众号小不点极客里看到一篇文章《9种你需要知道的常见光敏树脂》，里面提到了一个来自英国的日光树脂，daylight resin。
然后我就很好奇，因为这就我发明的！而且这个日光树脂daylight resin，就是可见光树脂，已经到中国来了。我是在去年（2016）回国创业的，所以这个日光树脂已经在中国生产了，而且完全实现了国产化。
今天我借点客分享会和大家一起探讨下，这个可见光树脂（日光树脂）大概会在整个3D打印技术发展中，处于一个什么样的角色，是否可能会形成一个新的方向？
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3D打印是什么？
相信大家都接触过一部分3D打印技术了，但是3D打印到底是什么呢？有哪些主流技术种类呢？
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3D打印，又叫增材制造，其实关键的地方是在材料上。所有3D打印都是围绕材料，是材料的一种新的加工工艺。
它有一个显著的特征，就是和先进制造，数字化制造和精密制造这些概念紧密相连的。这也就是为什么大家把3D打印归为先进制造2025或者是工业制造4.0的重要组成部分之一。
我们可以看到下面三张照片，分别代表目前三种最主流的打印技术：FDM，SLA，SLS。广大点客们估计对FDM的理解，比我还深入。
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我先要说声抱歉，因为我把大家喜爱的FDM技术归为“低”端了。这里有三个原因：第一，FDM便宜，价格“低”；其次，reprap的开源技术，使得FDM制造成本“低”，以及大家DIY的技术难度“低”；第三，FDM的精度“低”，还有速度“低“。大家用FDM打印一件作品，一般都要用好几个小时，对吧。
处在第二位的，是作为“中端”或者中高端的打印技术，即光固化技术。也许大部分听众对光固化打印技术暂时了解比较少。
核心原理就是，液态树脂，受到数字化的光照射，产生选择性的固化，这样层层叠加，我们就得到了一个打印件。光固化的优点在于精度高，速度高，当然使用成本也偏高。
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09:36 上传
第三种技术就是激光选择性烧结技术，这是个更高端的技术了。可能普通玩家大多都没有亲眼看到过这类机器，或者没有亲手接触过这种机器打印的样品。他所谓的“高”是高在哪呢？
第一是，使用成本“高”。一个设备大概是七八十万到好几百万。然后，它的应用领域特别高端，主要集中在金属打印，用在我们的航空航天领域，金属牙齿制造或者医学医疗植入的金属骨骼这类的，特别高端的应用。
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光固化3D打印技术
下面，我针对我特别擅长的光固化技术，分开来说明一下，其中的一些细节问题。
大家看一下这个图，图里边有四类机器。最左边的，如果了解光固化的同学，很容易就会认出来，这个是Formlab出品的Form1打印机。
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这个是目前全球销量最好的桌面级光固化设备。它的原理我们叫做SLA（stereo-lithography apparatus），使用激光器光斑逐点扫描，把液体树脂固化。
然后我们看第二类，DLP技术（digital light processing）。这个是在SLA的基础上，发展而来的。它的核心技术，是采用了紫外的光源，通过数字微镜DMD，也就是DLP，德州仪器的数字镜片技术，把光投影到整个树脂槽的透光窗口上。
从DLP技术开始，我们每次成型一个面了。不管这个面积多大，我们都可以每次（同时）成型一个面。面成型技术飞速提高了3D打印的速度。DLP技术里边，有个特别牛逼的技术，那就是CLIP（continuous liquid interface production）。
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09:35 上传
CLIP实际上就是Carbon3D的连续液面固化打印技术，它还是采用的DLP投影的方式。但它有一个非常显著的特点，那就是打印速度非常快！是目前主流打印技术速度的几乎一百倍！
然后我们再来看第三种，用LCD掩模的技术（LCD masking）。这个技术可能有些人接触过，也有些人还不太了解。
LCD掩模技术，就是用紫外（405nm）为光源，然后用LCD面板作为光的掩模（masking），它像一个对光遮掩的板子，只让一部分的紫外光（选择性）通过，然后成型在液态树脂的底部。
它非常类似于前面的DLP技术，唯一不同的就是，用LCD掩模而不是用数字光振镜DLP来成型的。它最大的优点是，设备特别的便宜。比方说这个（ibox nano）众筹的设备，大概只要几百美元。
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09:34 上传
最后一个技术（潘多拉科技的pluto），也就是我们今天的主角，我要介绍的可见光固化（VLC）技术。这是我们的机器，它最大的特点是在光源的进一步升级。它用的光源是我们最普通的LCD平板，就是它发射红绿蓝（RGB）三原色的可见光。
这种光源，你可以想象为我们最常用的平板电脑屏幕，手机屏幕，电脑监视器，LCD电视，等离子电视，所有的投影、电影的数字放映机，等等等等。
只要你能想到的数字化的显示技术，都可以用作光源。所以，在光源上这种升级，就带来了我们技术上的最大优点：设备对光源没有特别的要求，所有的（数字）光源都可以用。
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3D打印的瓶颈
回过头来，我们想想，3D打印为什么还没有普及，为什么有这么多问题没有解决呢？我在下面这个图里面大概总结了几个方向。为什么呢？
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09:35 上传
因为：精度差，速度慢。这主要是指FDM机器（左边三个）。精度基本上是0.1毫米以上；速度的话，如果追求高精度，几个小时只能打印手指头一样大的东西。
中间这两种就是刚才说的光固化设备，但因为技术垄断，设备特别的贵，从6万人民币（formlab）到几百万人民币的设备（3dsystem）。其实他们也解决了前面提到的一部分问题，精度也高了，速度也快了一些。
最右边这个，是最高端的金属打印设备，德国的EOS。它就是很典型的技术垄断。这个设备很贵，几百万，可能国内就没有买回来几台，也可能就是技术封锁原因吧。特别耗材方面，耗材可能通过国内的代理商能买到了，但报价可能超出了我们（普通）用户的想象。
所以，我们的问题是，有什么技术能解决这些瓶颈呢？
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09:35 上传
我其实想了这个问题很久。有什么技术可以解决以上这些瓶颈问题呢？这里，可能吧，我们的可见光固化（VLC）技术，就是一个很好的解决方案！
刚才说的，光固化的核心问题，就是把光源改变。新技术的光源，就是我们右图看到的平板电脑或手机的屏幕。它的优点就是，没有紫外辐射，没有激光，也没有高温喷头啦，使用最简单的，我们日常随时用得到的，LCD显示技术或者投影技术。
而FDM有一个高温危险的问题。如果是激光的话，有一个激光和振镜系统国外垄断的问题，也非常有害，成本也高。如果是DLP技术的话，基本是德州仪器对DLP数字微镜99%的市场垄断。所以，这是限制DLP技术在国内甚至在全球范围，继续提高精度和速度的关键技术，因为光源是垄断的。
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唯独，可见光固化（VLC）技术，对光源没有垄断的问题，也没有成本高的问题，也没有有害的问题。所以，它可能是我们未来的一个突破口。
可见光光固化（VLC）技术
这里我大概说一下光固化的原理。这个稍微需要一些化学背景。光固化是用一个液体的树脂，也就是最左边的，我们有些预聚物和小分子单体。
他们就像一些积木，大大小小的。还有一些引发剂。这些引发剂，吸收光，然后让化学反应开始，聚合，也就像中间图中描述的。这些积木开始搭建成一条条的链，也就是聚合物链。
可能在零点几秒或则几秒的过程中，就能形成右图这种渔网状的结构。从最左边的分散的分子到最右边网状的聚合物链，我们就得到了固体。也就是，光可以把液体的树脂，最终变为固体的材料。
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09:35 上传
可见光固化和以往紫外固化唯一的不同，就是我们利用的是（上图光谱）中间的那个彩虹段。这一段的可见光波长，对应红橙黄绿青蓝紫。而这个可见光的范围（400-760nm），也正是我们最普通的，每天看到的，电视屏幕电脑屏幕或投影到电影幕布上所看到的光。
用可见光固化（VLC）这种技术，有什么优势呢？大概来说，就是：多，快，好，省。下面由我来一一介绍吧。
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多：举个例子来说，FDM打印一个棋子要用一个小时，两个棋子用两个小时，如此类推。而我们看看图中的钥匙扣，打印一个需要半小时，打印三十个也同样需要半个小时。
原因就是面光源成型，就是一个面，打印一个和打印N个，十个、一百个所用的时间都是一样的。反正每次曝光的时间都是整一个面。
所以，这个优势就是“多”，就能达到批量生产。也就是说“煮一个饺子用一个小时，煮一锅饺子同样也是一个小时”。所以这种光固化最适合做批量生产的。
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快：光固化成型的第二个优点，是“快”。究竟有多快？下图中的杯子里装的是一个手指大小的东西，而我们打印大概只需要3分钟左右。
我不知道平时大家打印一个手指头的大小的东西需要多久。但是光固化最大的特点就是快，就是光线有多强，固化的速度就有多快。
因为整个反应，从光刺激然后产生化学反应到聚合物成型，大概只要零点几秒的时间来固化一层。所以它的极限速度，我们大概预算了一下，每小时能达到五百毫米高度，也就是每分钟能打印一厘米高。
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好：光固化打印第三个优点，是“好”，就是精度高的意思。我不知道大家用FDM精度最多能达到多少。可不可以达到一百微米以下？而光固化打印的话，一百微米就是一个门槛，大部分光固化打印是一百微米以下，比如75微米，50微米，甚至到25微米，还可以往下。
下图中复杂的教堂，这是我在英国开发的技术，它能打印的一个大尺寸，层厚为50微米，XY轴的分辨率为100微米以内的，大尺寸的模型。如果你采用的更高分辨率的投影或更高分辨率的LCD屏，比如说一个4K、8K的LCD屏幕，我们可以得到一个更高精度的模型。
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省：最后一个要介绍的特点，就是“省”。为什么是“省”呢？原因是成本低，售价低。如果一个FDM的机器几千快的话，可见光固化打印设备是很容易达到的，比如我们开发的机器，也就是几千块钱。它的精度跟目前的入门级光固化设备是看齐的。
下图右边的是我们正在开发的一个可见光固化设备。它主要概念是用IPAD MINI平板，本来它的精度能达到视网膜精度（retina），用这种光源作为我们固化成型的光源。那么它的精度能达到75微米，而层厚我们可以很容易控制，100、50、25微米层厚都可以，而这种设备我们可能的售价也就是几千元。
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未来，我们还会有更加廉价的千元以内的设备，因为这个光固化技术，其实机器很简单，一个LCD屏、一个上下升降平台、一个树脂槽、一个遮光罩、还要一个驱动板。只要大家开放我们的DIY思维，我相信，我们很快就可以拿到一个千元以内的DIY的光固化设备。
在“省”的这个优势下，FDM没有任何优势，因为FDM起码要用4个电机，要用到加热头，还可能要加热板，甚至还要那些更复杂的零件。只有可见光固化技术，可以做到，可能成本只要几百块钱。因为这类设备至需要一个Z轴平台，一个液晶屏也就一两百元不到，而其他配件都和FDM配件差不多价格。
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可见光光固化技术的应用领域
下面介绍一下可见光光固化技术怎么用，我来举三个例子：
第一个例子，就是我们正在做的，而且有一些初步成绩的，桌面级光固化设备。比如我刚才介绍的，我们推出的桌面型的LCD为光源的光固化设备，几千元的一个机器。
以及右边这个我们正在开发的用IPAD的屏幕作为光源，把IPAD变为3D打印机的智能设备。它的最大好处就是性价比非常高，方便创客，设计者、爱好者、以及家庭大众，都能接受这个新的光固化3D打印技术，能真正让3D打印给大家带来真正的实惠。
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第二个例子：工业用的3D打印机。它可以采用一个光强更高的投影设备，使用下沉式的打印技术。这个好处在于成型速度非常快，能够提高几十到一百倍的打印速度。
主要应用于三个方面：一是珠宝，它可以批量生产珠宝，而且精度和表面光滑度也是非常的高。二是牙科，它可以成批生产牙齿；而且能做到每个牙齿都不一样。然后打印这些牙齿，可能就是半个小时，而且精度高，能用这个牙齿进行倒膜形成金属和陶瓷的牙胚。
第三是工业快速原型。工业设计上，有很多零件或者是装配件，要先做一个原型出来，然后试装配一下，用以验证设计方案，这类就是俗称的手板。
当然，在这三类之外，很多爱好者把这个打印技术用在文创设计，艺术，还有精致的动漫模型等等，都是很受欢迎的应用结合。
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第三个例子：工业生产型的3D打印。这个应该是我们所有的3D打印技术最终要实现的目标：部分取代传统的生产。重点要强调的是部分取代，不是所有取代。
下图的例子中，左边是注塑的传统设备，右边是我们3D打印机，由很多个小型模块组成的大型流水线设备。这样的两套设备的成本是相近的，然后仔细比较一下，大概左右两套设备的生产能力也是相近的。
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上面已经提到，一个模块化打印单元半小时打印30个图中的钥匙扣，这个流水线里边集合了几十个打印单元，半小时生产零件的个数和传统注塑的个数应该是相当的。唯一的不同就是原材料的价格，3D打印原材料肯定比传统工艺原材料的价格要贵。
当然，我们可以运用这技术打印一些比较精致（复杂度高）、比较特殊的、个性化的东西，比如有些设计模型是传统工艺达不到的。所以重点强调只是部分取代传统工艺。
在有优势的，可定制的小批量的生产过程中，3D打印完全可以取代这部分订单。但是，对于批量特别大，比较廉价，比较简单的零件，我们当然还是运用传统工艺加工，比如注塑或者CNC加工。
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3D打印的最终形态是柔性制造，也就是设计师，设计一个产品，附近的3D打印工厂就可以把它批量生产出来，既省了很多复杂工艺，节省了时间，又节省了地域上的运输、仓储、分配等很多环节。
最终的3D打印应该是柔性化生产/分布式制造，设计者、生产者、使用者都处在不同的地域通过数字网络相连，按需制造的方式。
如果3D打印技术要真正被广泛的应用，除了上面我聊的设备上种种特性之外，材料技术是需要解决的最核心的问题。如我之前说的，材料是3D打印技术中的灵魂，而所有3D打印技术是应该围绕材料的特性开发的，而3D打印技术只是一个工艺上的问题。
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针对液态树脂，我就提出了未来的发展方向（当然这个不一定只是我一个人在做，还有国内外的厂商都在为UV树脂或可见光的固化树脂不断提供方案），例如运用在鞋材上的柔性树脂，用在机械制造的高强树脂、运用在金属铸造的铸造树脂/蜡基树脂，还有运用在牙科中的医学中的（生物相容性特别好的）医用树脂，等等等等。这样的材料上的多样性，加上设备针对行业的应用，才能真正促使3D打印行业达到爆发式增长。
今天，我就和大家分享这么多吧。我很荣幸我在一个新的方向（可见光固化打印技术）上，做出了第一款树脂，开拓了这个新方向的一些实际应用。其实我只算是走了第一步。
未来，我们希望能像国外的reprap学习，把这个技术放在开源平台，大家来共同推动整个技术发展成熟。可见光固化技术要像之前FDM技术一样，百花齐放，做出针对自己应用域的DIY开发，真正落实到应用层面的技术发展。谢谢！
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再次感谢唐博士的分享，期待可见光光固化技术早日百花齐放！
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全文看完！赞！
谢谢，唐博士分享的太棒了！
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赞！，写的很好
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是啊，非常感谢唐博士！！
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