杨振贤，信息系统项目管理师（高级），毕业于北京大学软件与微电子学院，2010年至今一直关注3D打印技术，并参与了国内一代FDM打印机的研发工作。
　　
　　张磊，本科毕业于清华大学自动化专业，北京大学硕士研究生毕业。
　　
　　樊彬，获中国科学院自动化所模式识别与智能系统专业博士学位，任职于中国科学院自动化研究所，模式识别国家重点实验室。

　　《3D打印：从全面了解到亲手制作》一书不仅向读者全面介绍3D打印这一新兴技术，同时通过详细的引导，帮助零基础的爱好者们组装一台属于自己的3D打印机，体会这一技术带来的无限乐趣。
　　《3D打印：从全面了解到亲手制作》首先从整体上介绍了3D打印的发展脉络，以及在各个行业的应用前景。接着帮读者理清3D打印的工艺现状和相关技术，包括各大技术流派、供打印的模型文件、连接打印机的控制软件以及开源的硬件架构。在《3D打印：从全面了解到亲手制作》的最后，则非常细致地带领大家，一步一步地制作一台属于自己的3D打印机。

　　★《3D打印从全面了解到亲手制作》这本书里有关于亲手做一款3D打印机的全面的引导。如果你有兴趣，那你真的可以亲手制作那么一台，如果你做成了，那我们愿意花我们的资源、我们的视频、我们的微信公众号，帮你展示你的3D打印机。因为我们知道，你就是那个活在趋势中的人。
　　——罗振宇（自媒体视频脱口秀《罗辑思维》主讲人）
　　
　　★《3D打印从全面了解到亲手制作》系统地讲解了3D打印理论、相关软硬件技术，甚至给出了从零开始自己组装一台3D打印机的步骤。该书的出版，对于普通读者可以了解基本情况、激发兴趣；对于有一定技术基础的爱好者，可帮助组装属于自己的3D打印机，体会这一技术带来的无限乐趣；对于专业性人员，可借此了解掌握不同3D打印设备采用的技术和工艺，以及应用前景、行业动态等，以在新一轮产业革命中把握先机。
　　——辛勇飞（工业和信息化部电信研究院政策与经济研究所副所长）

　　《3D打印：从全面了解到亲手制作》：
　　1.2.1 3D打印技术的六大优势
　　3D打印机与传统的制造设备不同之处，在于其不像传统制造设备那样通过切割或模具塑造来制造物品。3D打印机通过层层堆积的方式来形成实体物品，恰好从物理的角度扩大了数字概念的范畴。当人们要求具有精确的内部凹陷或互锁部分的形状设计时，3D打印技术便具备了与生俱来的优势。通过具体分析，我们认为3D打印技术至少包含了以下六个方面的优势。
　　优势1：高复杂度、多样化物品的生产将不会增加成本
　　其实，3D打印设备制造一个形状复杂的物品与打印一个简单的方块消耗成本是相同的。就传统制造而言，物体形状越复杂，制造成本越高。但对于3D打印机而言，制造形状复杂的物品其成本并不会相应增长。制造一个华丽的、形状复杂的物品也同打印一个相同体积、简简单单的方块，所消耗的时间、原材料或成本都相差无几。
　　像这种制造复杂物品而不增加成本的打印将从根本上打破传统的定价模式，并改变我们整个制造业成本构成的方式。一台3D打印机可以打印的形状，甚至材料都可以有多种，它可以像经验丰富的工匠一样，每次都做出不同形状的物品。而大部分传统的制造设备功能都比较单一，能够做出的形状种类比较有限。3D打印机还将省去技术人员的培养成本和新设备的采购费用，当需生产一款新产品时，并不需要升级设备、培训员工，而只需要导入不同的数字设计文件和一批新的原材料就可以了。
　　优势2：产品无须组装、缩短交付时间
　　3D打印机还具备着可以使部件一体化成形的特点，这样对减少劳动力和运输方面的花费将有显著地帮助。传统的大规模生产是建立在产业链和流水线基础上的，在现代化工厂中，机器生产出相同的零部件，然后由机器人或工人进行组装。产品组成部件越多，供应链和产品线都将拉得越长，组装和运输所需要耗费的时间和成本就越多。而3D打印由于其生产特点，则可以做到同时打印一扇门以及上面的配套铰链，从而可以一体化成形，无需再次组装。3D打印能够实现一体成型这一特点将可以很好地缩短供应链，节省在劳动力和运输方面的大量成本。
　　同时，3D打印机还可以根据人们的需求按需打印，这样将可以最大程度上减少库存和运输成本。这种即时生产不仅将带来商业模式上的革新，同时其带来的便利也将大大减少企业的实际库存量，使得企业可以根据用户的订单来启动3D打印机，制造出特别的或定制的产品来满足客户需求，许多新的商业模式将成为可能。如果人们所需的物品可以按需就近生产，那么这种零库存、零时间交付的生产方式还将可以最大限度地减少长途运输成本。供应链越短、库存和浪费则越少，生产制造对社会造成的污染也将越少，这些都将对减少社会污染有着极其显著地帮助。
　　优势3：制作技能门槛降低、设计空间无限
　　目前在传统制造业中，培养一个娴熟的工人往往需要很长的时间，而3D打印机的出现将可以显著降低生产技能的门槛。通过在远程环境或极端情况下批量生产，以及计算机控制制造，这些都将显著降低对生产人员技能的要求。3D打印机从设计文件中自动分割计算出生产需要的各种指令集，制造同样复杂的物品，3D打印机所需要的操作技能将比传统设备少很多。这种摆脱原来高门槛的非技能制造业，将可以进一步引导出众多新的商业模式，并能在远程环境或极端情况下为人们提供新的生产方式。
　　从制造物品的复杂性来看，3D打印机相比传统制造技术同样具备优势，甚至能制作出目前只能存在于设计之中、人们在自然界未曾见过的形状。传统制造技术和工匠制造的产品形状有限，制造形状的能力受制于所使用的工具。例如，传统的木制车床只能制造圆形物品，轧机只能加工用铣刀组装的部件，制模机仅能制造模铸形状。而3D打印则有望突破这些局限，开辟巨大的设计和制造空间。
　　优势4：不占空间、便携制造
　　3D打印的优点还在于可以自由移动，并制造出比自身体积还要庞大的的物品。就单位生产空间而言，3D打印机与传统制造设备相比，其制造能力和潜力都更加强大。例如，注塑机只能制造比自身小很多的物品，与此相反，3D打印机却可以制造和其打印台一样大的物品。3D打印机调试好后，打印设备还可以自由移动，打印制造出甚至比自身还要大的物品。由于其较高的单位空间生产能力，使得3D打印机更加适合家用或办公使用，这些都是有赖于3D打印机所需更小物理空间这一优势。
　　优势5：节约原材料，并可以多种材料无限组合
　　相对于传统的金属制造技术来说，3D打印机制造时产生的副产品更少。传统金属加工有着十分惊人的浪费量，一些精细化生产甚至会造成90%原材料的丢弃浪费。相对来说3D打印机的浪费量将显著减少。随着打印材料的进步，“净成形”制造可能取代传统工艺成为更加节约环保的加工方式。
　　此外，原材料之间还可以任意组合，将不同原材料结合成单一产品对当今的制造机器而言是一项件技术难题，因为传统的制造机器在切割或模具成型过程中难以将多种原材料结合在一起，但3D打印机则可以避开这一难题。相信随着多材料3D打印技术的发展，我们有能力将不同原材料无缝融合在一起。以前无法混合的原料混合后将形成色调种类繁多，具有独特的属性和功能的全新材料。
　　优势6：精确的实体复制
　　传统的黑胶唱片和磁带，往往只能通过实体物理传递来确保信息不被丢失。而数字音乐文件的出现则带来了革命性的变化，使得信息脱离了载体，可以被无休止地精确复制却不会降低音频质量。在将来，3D打印技术也将在整个生产制造领域，把数字精度延伸到实体世界之中。通过3D扫描技术和打印技术的运用，我们可以十分精确的对实体进行扫描、复制操作。扫描技术和3D打印技术将共同提高实体世界和数字世界之间形态转换的分辨率，缩小实体世界和数字世界的距离。我们可以扫描、编辑和复制实体对象，创建精确的副本或优化原件。
　　以上部分优势有的已经得到证实，有的可能会在未来的一二十年（或三十年）成为现实。3D打印将一次次突破人们熟悉的、历史悠久的传统制造技术的瓶颈，推陈出新，为整个人类社会今后的创新提供一个更加广阔的舞台。
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第1章
3D 打印概述
1.1 3D 打印技术发展历史
1.2 3D 打印的优势与劣势
1.2.1 3D打印技术的六大优势
1.2.2 3D打印技术的三大劣势
1.3 3D 打印应用前景
1.3.1 模型设计
1.3.2 教育医疗
1.3.3 文化艺术
1.3.4 服装食品

第2章
3D 打印的技术原理
2.1 熔融挤压式FDM
2.1.1 技术原理
2.1.2 工艺过程
2.1.3 技术特点
2.1.4 典型设备
2.2 层叠法成型LOM
2.2.1 技术原理
2.2.2 工艺过程
2.2.3 技术特点
2.2.4 典型设备
2.3 喷墨粘粉式3DP
2.3.1 技术原理
2.3.2 工艺过程
2.3.3 技术特点
2.3.4 典型设备
2.4 激光烧结式SLS
2.4.1 技术原理
2.4.2 工艺过程
2.4.3 技术特点
2.4.4 典型设备
2.5 光固化成型SLA
2.5.1 技术原理
2.5.2 工艺过程
2.5.3 技术特点
2.5.4 典型设备
从全面了解到亲手制作
3D 打印

第3章
打印模型的准备
3.1 常用设计软件及导出模型的方法
3.1.1 Autodesk系列
3.1.2 I-DEAS
3.1.3 Unigraphics
3.1.4 SketchUp
3.1.5 其他
3.2 STL 格式规范
3.2.1 STL文件的ASCII码格式
3.2.2 STL文件的二进制格式
3.2.3 二进制STL文件中的色彩描述
3.3 SketchUp 的使用
3.3.1 软件初始设置
3.3.2 绘制简单形状
3.3.3 绘制复杂形状
3.3.4 视图操作工具
3.4 设计模型的后处理

第4章
连接打印机并打印模型
4.1 获取与安装
4.2 设置及校正机器
4.2.1 设置打印机
4.2.2 校正打印头
4.3 通过STL文件进行打印
4.4 操作3D 模型
4.5 生成打印路径
4.6 编辑配置项
4.6.1 Skeinforge配置介绍
4.6.2 Print-O-Matic配置介绍
4.6.3 配置文件路径

第5章
开源3D 打印机——REPRAP
5.1 REPRAP 项目概述
5.2 REPRAP 典型架构设计
5.2.1 机械框架
5.2.2 电子部件
5.2.3 配套软件
5.3 MCode 规范概述

第6章CONTENTS
材料准备及获取
6.1 定制材料清单
6.2 通用材料清单

第7章
DIY 属于自己的3D 打印机
7.1 组装三角支架
7.2 组装前侧螺纹杆
7.3 组装后侧螺纹杆
7.4 组装顶部螺纹杆
7.5 紧固支架
7.6 组装Y 轴框架
7.7 组装X 轴框架
7.8 组装Z 轴框架
7.9 安装打印喷头及打印台
7.1 0 安装电路控制
7.1 1 安装驱动并打印测试

第8章
打印工艺优化——切片引擎
8.1 切片引擎概述
8.1.1 Skeinforge
8.1.2 Slic3r
8.2 Skeinforge 的安装及使用
8.3 详解Skeinforge 常用的配置项
8.3.1 变更、底面、切片及打印仓模块
8.3.2 夹缝、散热、尺寸及收缩模块
8.3.3 输出、填充、圆角及主页模块
8.3.4 抬升、内凹、抖动及限制模块
8.3.5 底筏、打印速度及温度模块
8.4 GCode 规范概述
8.4.1 GCode应用
8.4.2 3D打印设备常用GCode编码解析

附 录
常用打印材料及应用