# 3D列印教學講義
> 看完此講義後可以了解到以下幾點
> 希望大家開心使用的同時也能**留給後面用的人正常的機器**
> 所以一起往下面看吧～！ :slightly_smiling_face:

graph LR
列印機的原理 --> 使用流程 --> 注意事項 --> 解決問題SOP     
關於線材 --> 使用完的好習慣

## 3DP是什麼東西

> 3DP到底是什麼，怎麼印出立體東西的？

這張gif說明了一切，簡單來說是靠著**像堆金字塔一樣，由下而上「一層一層」堆起來**，
或是可以想像成**你有許多片香蕉薄片**，
你把一片片黏起來後，不就就變成一根了？

但我們的機器沒辦法一次印出一個面 (其他種的可以)
我們只能靠著**一條一條線慢慢組合出面積**
最後再一個一個面堆出立體物。


待會實際使用後更容易理解了:+1:

## 從電腦到實體

> OK，3D列印可以**虛擬的東西轉換為實體東東**
> 那3D列印機怎麼知道我們虛擬的東東長怎樣？
> 就像一般2D的列印機吃pdf, docs等等的文件，3DP吃什麼勒？

- 首先來認識三個超重要的名詞吧 ： ***「STL」 & 「G code」 ＆ 「切片」***

---

### G-Code

就像上面所說，機器是靠線組成面，面再堆成體積而成。
所以機器要怎麼知道他應該要走到哪裡？才能得到我要的面？
這時候***G code***就發揮他的作用嘍～

:::info
:bulb: ++G-code++ ‣ 一連串給機器看的指令，機器會讀取他，做出動作來印出東西
:::
> G-code其中一個指令形式

> Ex. 打開Gcode file看一下

---

### STL

:::info
:bulb: ++STL++ ‣ 描述立體物體的格式，把固體切成超級多的三角形，並精準記錄每個點，三角形座標等等的資訊。
:::

> STL示意圖，由許多三角形組成一曲面

只要擁有最原始的3D檔，我就可以生成任何參數的G code了～

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### 切片Slicer

介紹最後的名詞，「切片」這個動作可以想像成連接「STL」和「Gcode」的橋樑
來看看下面的解釋吧

:::info
:bulb: ++切片軟體++ ‣ 他像是一把刀子，把固體切成「一層一層」的面， 並轉換成G-Code輸出
:::

graph LR
STL --> 切片軟體 --> G-code --> 機器 --> 成品

## 關於3D列印機器
> 現在大家都知道3D列印的Workflow了，先來認識一下機器吧

### Ender3 構造

這就是我們所使用的機器 :point_down:

---

來一起簡單認識一下他吧！這台機器可以主要分成四個大項：

1. 擠出頭 (hotend)
2. 擠出機 (extruder)
3. 熱床 (hotbed)
4. 控制板 (controller)

#### 擠出頭 (HotEnd)
> 耗材從上方進去融化後，從噴頭擠出細長的塑膠，像是牙膏一樣

---

#### 擠出機 (Extruder)
> 把料給推進噴頭的馬達，控制他的速度可以控制塑膠料流出的量和速度

---

#### 熱床 (Heated Bed)
> 列印成品會在這個板子上長出來，而使用熱板子可以讓塑膠成品更緊的黏在上面
> CR10S的床為特殊材質的，不需要口紅膠或膠帶只需加熱就可以使物體黏緊

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#### 控制板 (Controller Board)
> 控制機器的介面，包含控制馬達、溫度、放入SD卡的地方、顯示列印時間溫度等等的資訊

---

## 實際列印流程

> 來列印經典的Moai吧！
>

### ==STEP 1== 準備 STL

graph LR
STL --> Thingiverse
STL --> GrabCad
STL --> Output_from_CAD_Software

### ==STEP 2== 切片
我們使用的軟體 :point_down:

打開軟體，然後把檔案丟進去軟體裡

> 打開軟體 -> 點選左上角的檔案icon -> 選取檔案

完成後會長這樣


你會看到模型會以奇怪的姿勢顯示在螢幕上
而且底部有許多紅色區域以及黃色模型，我解釋一下兩種東西 :

:::info
:book: 黃色實體 : STL模型長得樣子
:book: 紅色區域 : 物體懸空部分，不能直接列印的區域
:::

現在這個狀態你會發現紅色面積很大
假如我把旋轉一下紅色面積不就變小了？
好的，點一下模型再按一下左邊工具欄的旋轉按鈕 
再拖移紅色的圓匡把它移正，如圖


誒？還是有很多紅色面積？！

這時候就我們需要一個新的東西叫做「支撐」了！

:::info
:book: 支撐 : 支撐懸空的列印區域的構造
::::


---

現在來加支撐材吧 :point_down:


> 點選右上角的長方形框 -> 點選Custom，來到下面的畫面


> 最後點開「Support」-> Generate Support


> 選項調成跟圖片中的一模一樣
> 按下「Slice」再按「Preview」後就會就會發現如下圖


> 拉動右邊的拉桿可以檢視一層一層的

最後，切片其實是個學問，而且改個小參數都有可能影響到列印成功與否以及品質，那這簡單的模型不需怎麼調整，一些切片注意事項我留到後面討論。

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### ==STEP 3== 放進3D列印機
> 把檔案存進SD卡後，把他放進機器吧！
> 會看到「Print From SD」的選項，點下去，就會發現熱床和噴頭開始加熱了。

> 注意使用前可以先使用酒精先擦一下，列印時會更牢固的附著在熱床。
---
### ==STEP 4== 預熱並放入耗材
> 把料放進擠出機裡面，順著鐵氟龍管一路滑到噴頭喉管裡面，直到看到料慢慢流出來
---
### ==STEP 5== 熱床調平
> 熱床調平是全部裡面最重要的一環！
>
> 但假如前不久有人剛用完，不一定要調平，但假如已經連續列印了好幾次，還是建議乖乖調平吧

> 下圖解釋了調平的重要性


> 調平方法 :
> 1. 準備一張紙，歲便的紙都可以，最好是一般A4紙的厚度。
> 2. 把噴頭歸零(Homing)
> 3. 取消驅動馬達(Disable Motor)
> 4. 把噴頭移至床的四角，把紙放在噴頭和床之間
> 5. 使用調節輪且持續左右來回移動紙張，感受紙跟噴頭的摩擦力
> 6. 感受到「可以移開來又有點困難」的感覺時就可以移到下個頂點
> 7. 完成四角的頂點再加上中間的點

這樣初步完成!! 但可能因為大家感覺不同而有不同的高度
所以正在列印第一層時也需要同步調整～

> 下圖說明不同高度影響第一層的樣子


## 切片軟體常用參數
> 好的，來說明一下還有哪些常見的參數吧～

> 1. 層厚
> 2. 溫度
> 3. 列印密度
> 4. 床溫度
> 5. Build Plate Adhesion

1. 層厚

如何選擇層厚呢？
常見的層厚有三種「0.1 mm」「0.2 mm」 「0.3 mm」
首先要先考慮你打算印什麼東西：

[模型玩具] : 0.1 mm
[機構件] : 0.2 mm 、 0.3 mm

0.2 mm 是最為常見的一種層高，假如不確定用哪一種，就選他了 :+1:
但假如機構件只想要測試大小或功能，而且想要快速，那0.3 mm 也是不錯的選擇。

> Cura 設定「層厚」的選項



2. 溫度

> Cura 設定「溫度」的選項

列印溫度每卷料都有推薦的值，而我們幾乎都會選擇200度為普遍值

但溫度可以影響機構件的強度，溫度高 -> 強度增強，但壞處就是外觀會隨著溫度升高而變難看，所以想列印強度較強的值大概是200～215度間



3. 列印密度

密度也是關係到強度的重要參數
很直觀的，密度越高，強度越高 XD
而正常不管強度的模型件大概15~20%

> Cura 設定「密度」的選項



4. 床溫度

通常為60，細節再更新

5. Build Plate Adhesion

這個偏複雜，再更新

## 耗材很重要啊！

來到尾聲了！ :smile:
這一點簡單卻異常的重要！！！！
這點大大增加列印的成功性！！

:::warning
**在每捲3D料上都有挖許多小洞，卸料時把線頭穿過去確保線不會亂跑**
:::

不然一鬆掉就有很大的機率會打結，而通常你列印到一半才會發現 :cry:

---

還有許多東西無法寫上，但其實中間會遇到的問題還蠻多的
而遇到「上網查」是最快的方法

謝謝！

## 參數設定懶人包

> 下面列出幾種懶人包，基本上不太會出錯～

### 1. 印快一點，不管品質了
> 成功率：最高
> 外觀品質：最低
> 模型硬度：高

1. 密度 (infill): 30 (結構件高一點到6,70)
2. 溫度 (temp): 200 ~ 215
3. 層高 (Layer Height): 0.3 mm
4. 床溫度 (Bed Temp): 60
5. 附著樣式 (Adhesion Type): Skirt (細腳選Brim)

### 2. 普普通通，中規中矩
> 成功率：普通，幾乎都會啦
> 外觀品質：肉眼看不出其實
> 模型硬度：中間

> 最常用的參數了～

1. 密度 (infill): 15 (一樣，結構件高一點)
2. 溫度 (temp): 200 ~ 210
3. 層高 (Layer Height): 0.24 or 0.2
4. 床溫度 (Bed Temp): 60
5. 附著樣式 (Adhesion Type): Skirt (細腳選Brim)

### 3. 精細
> 成功率：偏低，取決於調平好壞
> 外觀品質：很高，摸起來很Smooth
> 模型硬度：高

> 通常拿來印模型等需要呈現出細緻度的東西

1. 密度 (infill): 15 (一樣，結構件高一點)
2. 溫度 (temp): 195 ~ 210
3. 層高 (Layer Height): 0.12 or 0.1
4. 床溫度 (Bed Temp): 60
5. 附著樣式 (Adhesion Type): Skirt (細腳選Brim)

:::info
基本上最影響**模型品質**的為「層高」「溫度」
影響**列印成功**與否的為「調平」及「Build Plate Adhesion」

:::

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###### Written By William Chiu