最近相当火红的开放原始码项目 － 3D Printing，自从RepRap Machine被设计以来，一直不断有各类型的延伸版本出现。例如最有名的Maker Bot Industries，就是按照RepRap的原型设计改良成Thing-O-Matic，其他还有Ultimaker等3D Printing。

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这些所谓的3D Printing，在早期被称之为快速成型技术(Rapid Prototyping，RP)，现今因为Arduino的开放硬件，许多DIY玩家自行研究如何转换复杂的G Code到机器上的步进马达，制作出一台又一台DIY 3D Printing。

DIY 3D Printing在早期发展时，用来产生G Code的软件相当简陋，有很多bug无法顺利使用，与硬件之间的沟通也没有很多传感器可供监控，需要半自动的清理喷嘴流出的ABS塑料，甚至需要自行判断喷嘴温度是否已达标准，使用上相当麻烦。

另外在产生G Code的同时，有许多参数需要进行调整，有些甚至需花上3到6个月时间自行调教各项软硬件参数。对于刚入门的用户来说，不易上手，且容易感到挫败而放弃使用。

直到近年，Arduino MEGA 2560支持更大容量的内存空间，更多的I/O数量，配合多种开放原始码的链接库，让上述的问题减少许多。以最为热门的MakerBot Replicator设计为例，历经了8代改版，从早期的CupCake(MK4)到Thing-O-Matic(MK7)，由单一喷嘴到双头喷嘴系统，全自动化的操作模式，让家庭式3D Printing不再是遥远的梦想。

DIY 3D Printing设计解密

开放硬件的3D Printing，大多数采用Arduino作为控制芯片，其负责的功能分为两个部分：一是负责接受从计算机端的PC或MAC软件送过来的G Code，然后由一块Arduino Mega 2560进行数据分析，并透过RS485的传送接口，递送给另一块Arduino UNO控制喷嘴温度与加热平台。

此外，Arduino Mega 2560还负责控制3D Printing上的四颗步进马达，这些马达分别扮演X、Y、Z以及Extuder的角色，相互协调彼此之间的运作。

为了让3D Printing更具人性化，较新型的3D Printing还具有额外的自动化套件，像是自动化模型送出平台(Automated Build Platform)，可让印制完成的3D模型自动从加热平台上输送出来，如此就可达到自动连续印制的效果。

另外也有安全机制的套件设计，可当温度过高时自动关闭喷嘴的加热，以免温度过高使机器受损。另外也有X、Y、Z三个轴运作时的最大限度保护，避免马达持续走动而碰到机构边界，此一功能只需透过简单的触动开关就能轻易完成。

因此，自己设计一个简单的3D Printing其实并不复杂，这些基础动作我们可以从一些简单的Arduino实验上就能学习到，像是步进马达的控制就可从一般电子材料行买到小颗的步进马达，透过两相四线式的控制，使步进马达正反转向特定的步数，就能达成X、Y轴的移动。

（作者刘士达和林义翔为帝凯科技创办人及Arduino.TW站长，本文摘自

CTIMES杂志251期/2012年9月号《硬件开放后的新整合：3D Printing》)