在本文中，我們解釋了現(xiàn)有的3D打印技術(shù)，3D打印的變化和局限性。本文介紹的3D打印技術(shù) 基于相同的加法過程系統(tǒng)，每個對象通過信息系統(tǒng)切成薄片然后再逐層構(gòu)建。

微流控3D打印機的類型

微流體3D打印機：科學應(yīng)用
3D打印是一種古老的工廠工藝，是增材制造的一種傾斜。隨著效率的提高，3D打印在許多不同的領(lǐng)域中找到了應(yīng)用，例如微流控技術(shù)。3D打印技術(shù)允許使用多種材料以廉價的成本開發(fā)出任何一次性物品。3D打印的準確性已經(jīng)非常高了，足可以創(chuàng)建微流體系統(tǒng)，并且現(xiàn)今的市場上已經(jīng)存在這種3D打印機。

微流體3D打印機：選擇性激光熔化（SLM）
這里，激光束在整個打印方案中移動并加熱粉末狀材料，直到材料的熔點，粉末變成固化的結(jié)構(gòu)。一旦完成該步驟，輥子就會將粉末放在已向下移動一層高度的工件上方，然后再次開始激光燒結(jié)過程。
選擇性激光熔化更多地用于金屬成分。

微流體3D打印機：選擇性激光燒結(jié)（SLS）
選擇性激光燒結(jié)就像SLM一樣，但有一個區(qū)別：激光束不會在材料的熔點加熱，它會在材料熔點之前停止加熱，并在粉狀材料的晶粒之間產(chǎn)生內(nèi)聚力，因此，熱量會重新組合粉末材料之間的晶粒并產(chǎn)生內(nèi)聚力。
選擇性激光燒結(jié)更多地應(yīng)用于熱塑性組合物。

微流體3D打印機：熔融沉積建模（FDM）
熔融沉積建模是世界上常用的3D打印過程，簡單GX。它適用于許多應(yīng)用領(lǐng)域。熔融沉積建模的原理是放下加熱的塑料，將加熱框架放在平坦的表面上（對應(yīng)于X和Y的移動），然后逐片向上移動（在Z軸上移動）。所有這些移動都描述了該空間的3軸即笛卡爾空間。

微流體3D打印機：立體光刻設(shè)備（SLA）
立體光刻設(shè)備具有與選擇性激光熔化和選擇性激光燒結(jié)相同的過程，激光束以曝光參數(shù)加熱樹脂，并使樹脂聚合。物體再次移動一層的高度，然后機器根據(jù)物體的切片投影一個新方案。產(chǎn)品受紫外線輻射以使其固化。

由于我們正在開發(fā)FDM 3D打印機，因此，本文的以下部分將僅涉及FDM技術(shù)。

微流體3D打印機：熔融沉積模型打印機的材料種類繁多
與您在市場上找到的各種絲狀材料（ABS、PLA、POM、尼龍等）相比，樹脂的多樣性受到限制。材料的類型有很多種：可生物降解、食品接觸證明、耐腐蝕等，每種材料都有其自身的特征和功能。每種材料都常見的一件事是它們在冷卻時會翹曲，某些材料如ABS如果冷卻得太快則會發(fā)生高翹曲，而PLA則很少出現(xiàn)這樣的問題。翹曲特性取決于材料工廠的每種材料成分和建議。

微流體3D打印機：3D打印機移動的不同系統(tǒng)和不同精度
對于FDM方法，我們必須將電動機的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為平移運動，為此，有2種的解決方案：

（1）帶輪和皮帶系統(tǒng)提供了一種廉價的解決方案，盡管分辨率降低了精度，但仍可以進行高速打印。

（2）螺絲系統(tǒng)：高精度的絲杠和螺母系統(tǒng) – 但是，定位時會產(chǎn)生間隙，因此會降低一點精度。
 

（3）滾珠絲杠系統(tǒng)具有更高的精度，但大大降低了打印速度，但是與其他具有極小的反沖（50μm以下）系統(tǒng)相比，其精度更高，這種系統(tǒng)對于微流體和微系統(tǒng)的加工會更有吸引力。
 

您可以根據(jù)Z后產(chǎn)品所需的質(zhì)量選擇合適的系統(tǒng)。一些打印機結(jié)合了用于X和Y軸的螺栓皮帶和用于Z軸的滾珠絲杠。

微流體3D打印機：熱頭端和熱床（專為FDM打印機）
熱頭很重要，這是3D打印機的重要組件。熱頭是在合適的熔融溫度下加熱塑料，然后再沉積。擠出機的選擇是提高機器效率的關(guān)鍵。同樣，也有2種擠出機系統(tǒng)：一種是帶有螺紋噴嘴和水龍頭散熱器，另一種是帶孔噴嘴和散熱器的系統(tǒng)。后面一個系統(tǒng)會更有效地防止泄露。

如果材料加熱過多，那么將會得到粘稠的材料，其會泄露并擠壓擠出機。如果材料加熱不足，則長絲狀材料將無法通過噴嘴。

熱珠可較大程度地減少熱端和環(huán)境之間的溫度差，因此，它可以防止加熱的材料獲得過高的冷卻速率并自行回縮以產(chǎn)生稱為翹曲的現(xiàn)象。加熱塑料可使其保持在不會變形的溫度范圍內(nèi)。

微流體3D打印機：軟件 – 3D打印機的計算機界面
微流體3D打印機軟件通常分為兩部分：diyi部分允許您將對象放置在板上并選擇不同的參數(shù)如高度、填充、速度、圖形界面等；第二部分“hide”是切片機，該部分會對在您選擇的不同參數(shù)的任何切片高度上進行切割，切片器將會創(chuàng)建100個切片。在每個切片中，它將分析“圖像”并分解為坐標以及X軸和Y軸，因此，這是我們通過告訴電機將位置從另一個位置移動來創(chuàng)建移動的方式。這些指示在名為“gcode”的文件中列出，這也是您文件的擴展名，例如：

G1 : Telling the printer to move                   F: for feedrate in mm/min

提高3D打印機精度的機械元件：步進電機

步進電機的旋轉(zhuǎn)是逐段地旋轉(zhuǎn)的，例如1.8°/step的電動機需要200步（step）才能旋轉(zhuǎn)200×1.8°=360°，角度越小，獲得的精度就越高。電機還必須與系統(tǒng)耦合才能實現(xiàn)平移運動，并與步進驅(qū)動器耦合。這個全局系統(tǒng)將定義移動給定距離所需要的步驟。但是，每步的度數(shù)越小，您的全局系統(tǒng)將越精確：如果需要80步長移動1mm，那么1步長移動1/80=0.125mm或12.5μm，而如果需要320步長移動1毫米，通過相同的計算，則1步長移動3.13μm，這種精度是微流體系統(tǒng)必需的。

步進電機驅(qū)動器：提高精度的電子元件

步進電機驅(qū)動器通過內(nèi)插電動機的當前功能并將其分段，從而提供虛擬步長和電子精度。這些虛擬步長乘以系統(tǒng)的機械步長，但是虛擬步長越高，扭矩越低。因此，需要在虛擬步長和扭矩之間做一個折衷。步進驅(qū)動器也可以控制電機的噪音。

風扇：對獲得更好的3D打印效果很重要

通常，一是通過冷卻擠出機的散熱器主體，以防止溫度過高；二是在需要時冷卻部分（像橋接結(jié)構(gòu)一樣，建議使用高冷卻的方式）。

用戶操作的3D打印機界面

打印機界面可以使機器運行、自動化控制且易于使用。配備SD插槽后，您可以使用簡單操作的界面運行任何已加載的程序，甚至可以在需要時調(diào)整某些參數(shù)。

電子電容傳感器

這種電容式傳感器可以做有趣的事，首先，它為diyi層提供了良好的擠出機高度，并允許測試平坦表面的不同點且創(chuàng)建表面的虛擬法線向量，并將每個點乘以該法線以便在移動和定位時獲得更好的精度！