最近，著名的開(kāi)源3D打印機(jī)固件Marlin Firmware也增加了一個(gè)名叫“線(xiàn)材厚度感應(yīng)器（filament thickness sensors）”的東西。來(lái)自HackADay的Gerrit Coetzee對(duì)此進(jìn)行了破解，研究如何將其用于高質(zhì)量的3D打印項(xiàng)目。

　　首先，讓我們先簡(jiǎn)要說(shuō)明一下線(xiàn)材是如何制造的。熔融的塑料按照一定的速度被拉進(jìn)冷卻槽，并通過(guò)一個(gè)噴嘴（直徑為2.85毫米或者1.75毫米）拉伸成線(xiàn)材的形式。在拉伸過(guò)程中，這個(gè)線(xiàn)材需要一個(gè)系統(tǒng)來(lái)對(duì)其不斷進(jìn)行調(diào)整。Coetzee解釋了在一個(gè)針對(duì)工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)中即時(shí)調(diào)整是如何發(fā)生的：

　　“機(jī)器通常會(huì)在線(xiàn)材冷卻之后用激光對(duì)線(xiàn)材進(jìn)行測(cè)量，然后將該信息反饋到系統(tǒng)中。更好的線(xiàn)材制造設(shè)備會(huì)有多個(gè)激光器和非?？斓姆答伝芈?。一些質(zhì)量最好的線(xiàn)材其任意兩點(diǎn)的線(xiàn)徑差距會(huì)在0.04毫米之內(nèi)?！?/div>

　　與之相對(duì)應(yīng)的，一些質(zhì)量較差的線(xiàn)材的線(xiàn)徑變化可以達(dá)到0.10毫米，這是一個(gè)相當(dāng)大的數(shù)值。

　　Coetzee繼續(xù)解釋線(xiàn)材的厚度（或者線(xiàn)徑）的這些變化是如何對(duì)打印質(zhì)量產(chǎn)生影響的：

　　“當(dāng)前的3D打印機(jī)并不是智能的。它在運(yùn)行時(shí)假定線(xiàn)材直徑非常均勻。所以不管線(xiàn)材是變粗還是變細(xì)，它只是保持恒定的速度擠出線(xiàn)材，因此在打印中就會(huì)出現(xiàn)打印材料擠出過(guò)多或者過(guò)少的情況，從而導(dǎo)致打印對(duì)象出現(xiàn)缺陷，甚至可能導(dǎo)致打印失敗。”

　　所以，基于這樣的原因，很多3D打印用戶(hù)傾向于追求更加均勻的線(xiàn)材，以提升打印質(zhì)量，避免打印故障。但是我們?yōu)槭裁床环催^(guò)來(lái)想一想，如果3D打印機(jī)能夠確定線(xiàn)材直徑的變化的話(huà)，這些問(wèn)題不久迎刃而解了嗎？

　　這就是 Marlin Firmware中的線(xiàn)材厚度傳感器要做的事情。它會(huì)在對(duì)3D模型進(jìn)行切片，并將其轉(zhuǎn)化為G代碼的時(shí)候計(jì)算出每毫米運(yùn)動(dòng)沉積特定寬度和高度塑料滴所需要的塑料量。然后在3D打印過(guò)程中，根據(jù)線(xiàn)材直徑?jīng)Q定在給定時(shí)間內(nèi)需要擠出的線(xiàn)材長(zhǎng)度。并以此為基礎(chǔ)調(diào)整3D打印機(jī)的基礎(chǔ)速度，從而實(shí)現(xiàn)均勻如一的塑料材料擠出，不管您使用的線(xiàn)材是多么的不均勻。

　　顯而易見(jiàn)，如果這一功能能夠廣泛普及的話(huà)，不僅能夠提升3D打印機(jī)的打印質(zhì)量，用戶(hù)對(duì)于線(xiàn)材的要求也將大幅降低，客觀(guān)上有助于降低3D打印成本。

最近，著名的開(kāi)源3D打印機(jī)固件Marlin Firmware也增加了一個(gè)名叫“線(xiàn)材厚度感應(yīng)器（filament thickness sensors）”的東西。來(lái)自HackADay的Gerrit Coetzee對(duì)此進(jìn)行了破解，研究如何將其用于高質(zhì)量的3D打印項(xiàng)目。

　　首先，讓我們先簡(jiǎn)要說(shuō)明一下線(xiàn)材是如何制造的。熔融的塑料按照一定的速度被拉進(jìn)冷卻槽，并通過(guò)一個(gè)噴嘴（直徑為2.85毫米或者1.75毫米）拉伸成線(xiàn)材的形式。在拉伸過(guò)程中，這個(gè)線(xiàn)材需要一個(gè)系統(tǒng)來(lái)對(duì)其不斷進(jìn)行調(diào)整。Coetzee解釋了在一個(gè)針對(duì)工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)中即時(shí)調(diào)整是如何發(fā)生的：

　　“機(jī)器通常會(huì)在線(xiàn)材冷卻之后用激光對(duì)線(xiàn)材進(jìn)行測(cè)量，然后將該信息反饋到系統(tǒng)中。更好的線(xiàn)材制造設(shè)備會(huì)有多個(gè)激光器和非?？斓姆答伝芈?。一些質(zhì)量最好的線(xiàn)材其任意兩點(diǎn)的線(xiàn)徑差距會(huì)在0.04毫米之內(nèi)?！?/div>

　　與之相對(duì)應(yīng)的，一些質(zhì)量較差的線(xiàn)材的線(xiàn)徑變化可以達(dá)到0.10毫米，這是一個(gè)相當(dāng)大的數(shù)值。

　　Coetzee繼續(xù)解釋線(xiàn)材的厚度（或者線(xiàn)徑）的這些變化是如何對(duì)打印質(zhì)量產(chǎn)生影響的：

　　“當(dāng)前的3D打印機(jī)并不是智能的。它在運(yùn)行時(shí)假定線(xiàn)材直徑非常均勻。所以不管線(xiàn)材是變粗還是變細(xì)，它只是保持恒定的速度擠出線(xiàn)材，因此在打印中就會(huì)出現(xiàn)打印材料擠出過(guò)多或者過(guò)少的情況，從而導(dǎo)致打印對(duì)象出現(xiàn)缺陷，甚至可能導(dǎo)致打印失敗。”

　　所以，基于這樣的原因，很多3D打印用戶(hù)傾向于追求更加均勻的線(xiàn)材，以提升打印質(zhì)量，避免打印故障。但是我們?yōu)槭裁床环催^(guò)來(lái)想一想，如果3D打印機(jī)能夠確定線(xiàn)材直徑的變化的話(huà)，這些問(wèn)題不久迎刃而解了嗎？

　　這就是 Marlin Firmware中的線(xiàn)材厚度傳感器要做的事情。它會(huì)在對(duì)3D模型進(jìn)行切片，并將其轉(zhuǎn)化為G代碼的時(shí)候計(jì)算出每毫米運(yùn)動(dòng)沉積特定寬度和高度塑料滴所需要的塑料量。然后在3D打印過(guò)程中，根據(jù)線(xiàn)材直徑?jīng)Q定在給定時(shí)間內(nèi)需要擠出的線(xiàn)材長(zhǎng)度。并以此為基礎(chǔ)調(diào)整3D打印機(jī)的基礎(chǔ)速度，從而實(shí)現(xiàn)均勻如一的塑料材料擠出，不管您使用的線(xiàn)材是多么的不均勻。

　　顯而易見(jiàn)，如果這一功能能夠廣泛普及的話(huà)，不僅能夠提升3D打印機(jī)的打印質(zhì)量，用戶(hù)對(duì)于線(xiàn)材的要求也將大幅降低，客觀(guān)上有助于降低3D打印成本。