如何用60美元和乐高玩具DIY光固化3D打印机？

近日，来自印第安州Fort Wayne的一位年轻学生Mastermind打造了一台外观炫酷的光固化3D打印机——Chimera。据了解，这台Chimera 3D打印机是由一堆成本仅需60美元的零部件以及一些乐高和K’nex的拼插玩具组合而成。

一般说来，我们说光固化3D打印技术，通常指的是SLA（立体光刻）技术或者DLP（数字光处理）技术，而通常DLP技术成本会更低一些，Mastermind的Chimera 3D打印机选择的就是DLP技术。“在过去几年里，我一直在寻找一台便宜、简单，但分辨率又比较高的3D打印机。我有3台3D打印机的半成品，直到我了解了DLP立体光刻（SLA）3D印机的惊人技术。”他解释说。“于是我终于以合适的价格找到了足够的零件，花了不到100美元打造出了这台打印质量超出我预期的全功能3D打印机。”

Chimera是一台自上而下的DLP 3D打印机（这种机器的树脂罐要高于构建平台），只需要一个运动轴、一个视频投影仪和少量电子器件即可操作。同时，该3D打印机不需要加热床，由于不使用挤出机它也不会出现堵塞或温度问题。在打印材料商，它所使用的树脂价格也堪比FDM打印机。据Mastermind解释，之所以给这个3D打印机起名为Chimera（奇美拉），因为Chimera是一只由三个不同动物组成的神话生物，而这台3D打印的主要部件也就是投影仪、一些玩具和一些固件，包括：一台DLP投影、一个光驱上带步进电机的激光架、一块便宜的Arduino UNO、一个Easydriver v.4.4，一些工具和电线。

其中最重要的部件是投影机。“当下的市场上有许多投影机，有一些投影机我推荐可以被用于3D打印机，即戴尔2300和2400，以及富可视2104。但在理论上，任何DLP投影机都可以用。但一定要确保你得到一台具有足够高分辨率的DLP投影仪，而不是一台液晶机。”Mastermind选择了一台带1024×768像素分辨率的三菱XD221u投影仪。要使它适合于3D打印，关键在于将其调整为近距离的模式和去除紫外线过滤器。“要让它更快地固化光敏树脂其实很简单，您只需卸下灯泡前面的过滤器（玻璃平面）。”他说。

Z轴则是用计算机光驱里的激光器架做的，这是在自制3D打印机中很常见的部件，同时其构建平台是从液晶显示器的背面拆下来的铝板制成的。至于树脂罐，只需要确保你使用的树脂罐能够防水、无泄漏、不溶于树脂，比构建平台大一点就可以了。

Chimera的机身是它有别于其他自制3D打印机的地方，它由乐高玩具和K'NEX的混合物制成的。为何不只用乐高玩具一种材料？Mastermind解释道： “虽然乐高玩具也可以用，我发现它的联锁积木并不利于大型和稳定的结构。于是我转向了其他可以支持又大、重量又轻、结构又坚固的‘玩具’，我最终选择了K'nex。”
 
机器本身由一块Arduino UNO控制，Mastermind使用CadSoft EAGLE为Arduino蚀刻了一个扩展版。至于固件，他选择了GRBL 0.9i，他发现这个最适用于DIY 3D打印机，并在其上运行开源的Creation Workshop软件。“我看了许多开源软件，似乎只有envision labs的Creation Workshop能够提供我所需要的兼容性和自定义功能。”他解释说。

而这一切说起来似乎相当简单明了，实际做起来还是有一定难度的。而且组装之后的校准和测试环节也会有一定的挑战性，制作者还需要有制作电路板的能力。