3D 列印教學
Author: Kelvin Huang
教學大綱
1. 認識 3D 列印
- 什麼是 3D 列印
- 常見應用：模型、零件、生活用品、原型設計
- FDM、SLA 等常見技術簡介
- 為什麼新手通常從 FDM 開始
2. 認識 FDM 3D 印表機
- 基本結構：噴嘴、熱端、擠出機、平台、料架
- X / Y / Z 三軸如何運作
- 加熱平台與噴嘴的作用
- 自動調平與手動調平的差異
3. 認識 3D 列印耗材
- PLA、PETG、ABS / ASA、TPU 基本差異
- 新手為什麼建議先使用 PLA
- 線材直徑與常見規格
- 耗材受潮的影響
- 線材保存方式
4. 第一次列印前的準備
- 開箱後基本檢查
- 安裝線材
- 平台清潔
- 自動調平 / 校正
- 噴嘴與平台溫度確認
- 第一次列印前的安全注意事項
5. 取得 3D 模型
- STL、3MF、OBJ 格式差異
- MakerWorld、Printables、Thingiverse 等模型網站
- 如何判斷模型是否適合直接列印
- 下載模型時應注意授權與使用條件
6. 認識切片軟體
- 什麼是 Slicer
- Bambu Studio、OrcaSlicer、Cura 簡介
- 匯入模型
- 移動、旋轉、縮放
- 選擇印表機與耗材
7. 新手最重要的切片參數
- Layer Height 層高
- Wall 壁厚
- Infill 填充
- Support 支撐
- Brim / Skirt
- 列印速度
- 噴嘴與平台溫度
- 不需要一開始調整的進階參數
8. 第一次正式列印
- 模型擺放方向
- 切片預覽
- 檢查列印時間與耗材用量
- 傳送檔案至印表機
- 觀察第一層
- 哪些情況應該立刻停止列印
9. 列印完成與後處理
- 正確取下模型
- 移除支撐
- 去除 Brim
- 基本打磨
- 簡單黏合與組裝
- 平台清潔
10. 新手最常遇到的列印問題
- 第一層黏不住
- 翹曲
- 拉絲
- 缺料 / 不出料
- 噴嘴堵塞
- 模型移位
- 支撐難拆
- 表面品質不好
- 列印途中失敗
11. 日常保養與耗材管理
- 清潔列印平台
- 清潔噴嘴
- 檢查線材
- 潤滑與機械檢查
- 長時間不用時如何保存
- 哪些零件屬於消耗品
12. 開始製作自己的模型
- 從下載模型走向自行設計
- Tinkercad：完全新手
- Fusion / Onshape：功能型零件
- Blender：造型與角色模型
- 建模時必須考慮的「可列印性」
13. 進階學習方向
- 多色列印
- 不同噴嘴尺寸
- PETG / TPU / ASA
- 支撐最佳化
- 強度與列印方向
- 公差與組裝件
- 3D 掃描 + 3D 列印
3D 列印（3D Printing）是一種利用數位 3D 模型，透過逐層堆疊材料的方式，製作出實體物件的技術。這類製造方式也稱為「積層製造」（Additive Manufacturing），與傳統的切削、鑽孔、車削等加工方式不同。傳統加工通常是從一塊完整材料中移除多餘部分，逐步製作出需要的形狀；3D 列印則是依照電腦中的 3D 模型資料，將材料一層一層堆積，最後形成完整物件。這種方式特別適合製作造型複雜、小量生產或需要快速修改設計的產品。
3D 列印可以做什麼？
3D 列印的應用範圍非常廣泛，除了常見的公仔與模型之外，也可以製作許多具有實際用途的物品，例如：模型、公仔與收藏品、機械零件與外殼、工具、支架與固定座、玩具與教學模型、建築模型、產品原型、客製化生活用品、模具與治具、Cosplay 道具、機器人與電子專案零件… 。3D 列印最大的優點之一，就是可以將電腦中的設計快速轉變成實際物件。例如，設計一個手機架之後，不需要交給工廠大量生產，只要準備好 3D 模型並進行切片，就能直接使用自己的 3D 印表機製作成品。
3D 列印流程可以簡單分成以下幾個步驟：
建立或取得 3D 模型 → 使用切片軟體處理 → 傳送列印檔案 → 3D 印表機逐層列印 → 完成實體模型
其中，3D 模型可以自行使用 3dsMax、Blender、Fusion、Maya、Tinkercad、ZBrush 等軟體製作，也可以從網路的模型分享平台下載。取得模型後，還不能直接交給印表機使用，而是需要經過「切片」（Slicing）處理。切片軟體會將完整的 3D 模型分解成許多非常薄的水平層，同時計算噴嘴移動路徑、列印速度、材料使用量、支撐結構以及列印溫度等資訊。完成切片後，印表機就能按照這些資料，逐層將模型製作出來。
常見的 3D 列印技術
FDM 熔融沉積成型
FDM（Fused Deposition Modeling）是目前桌上型 3D 印表機中最普及的技術之一。FDM 印表機會將 PLA、PETG 等塑膠線材送入加熱噴嘴，將材料加熱至熔融狀態，再依照預先計算好的路徑擠出。材料離開噴嘴後會逐漸冷卻並固化，印表機持續重複這個過程，最後形成完整模型。FDM 的主要優點包括設備普及、材料價格較低、操作相對簡單，而且適合製作較大型的物件，因此非常適合一般使用者與 3D 列印新手。
光固化列印
另一種常見技術是使用液態光敏樹脂進行列印，例如 SLA、DLP 或 MSLA。這類印表機會利用雷射或紫外線光源，選擇性地照射液態樹脂，使樹脂逐層固化。光固化列印通常可以製作出非常精細的表面與細節，因此常用於人物模型、微縮模型、珠寶設計、牙科與精密零件。不過，樹脂材料需要額外清洗與二次固化，操作環境與安全防護也比 FDM 更複雜，因此對完全沒有經驗的新手來說，學習門檻通常較高。
對於第一次接觸 3D 列印的人來說，FDM 通常是最容易入門的選擇，主要原因包括：
印表機種類多
耗材容易購買
無需處理液態樹脂
材料保存與使用相對簡單
列印完成後通常不需要額外清洗
近年的 FDM 印表機也加入了自動平台調平、自動校正、斷料偵測與網路傳輸等功能，大幅降低了操作難度。因此，即使沒有機械或工程背景，也可以在短時間內完成第一次 3D 列印。
認識 FDM 3D 印表機
FDM 3D 印表機是目前最常見的桌上型 3D 列印設備之一。它的基本原理，是將塑膠線材送入加熱系統，讓材料熔融後從噴嘴擠出，再依照切片軟體產生的路徑，一層一層堆疊成完整模型。雖然不同品牌、不同機型的外觀與結構有所差異，但大多數 FDM 3D 印表機都包含幾個重要組件。了解這些基本結構，有助於日後進行列印設定、排除故障與日常維護。
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噴嘴 Nozzle
噴嘴位於熱端最下方，是熔融材料真正離開印表機的位置。常見的噴嘴孔徑為 0.4 mm 噴嘴，通常能在列印速度、細節與穩定性之間取得良好平衡，因此大多數桌上型 FDM 印表機出廠時都會配置這種尺寸。此外，也可以更換其他尺寸，例如：
0.2 mm：適合較精細模型
0.4 mm：一般用途
0.6 mm：提高列印速度
0.8 mm：大型物件或快速列印
一般來說，較小的噴嘴可以表現更多細節，但列印速度較慢；較大的噴嘴可以輸出更多材料，列印速度較快，但細節表現會降低。對新手而言，使用原廠配置的噴嘴即可，不需要急著更換其他尺寸。
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加熱平台 Heated Bed
大多數現代 FDM 3D 印表機都配有加熱平台。加熱平台的作用，是讓列印表面維持一定溫度，減少材料快速冷卻造成的收縮。
不同材料需要不同的平台溫度，例如 PLA 使用約 50～65°C 左右的平台溫度，而 PETG、ABS 等材料通常需要更高的溫度。
適當的平台溫度可以：
提高第一層附著力
降低模型翹曲
改善大型模型列印穩定性
需要注意的是，加熱平台工作時也可能達到相當高的溫度，因此模型剛列印完成時不要立即直接觸摸高溫表面。
大多數現代 FDM 3D 印表機都配有加熱平台。加熱平台的作用，是讓列印表面維持一定溫度，減少材料快速冷卻造成的收縮。
不同材料需要不同的平台溫度，例如 PLA 常使用約 50~65°C 的平台溫度，而 PETG、ABS 等材料通常需要更高的平台溫度。
適當的平台溫度可以：
提高第一層附著力
降低模型翹曲
改善大型模型列印穩定性
需要注意的是，加熱平台工作時也可能達到相當高的溫度，因此模型剛列印完成時不要立即直接觸摸高溫表面。
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自動調平 Auto Bed Leveling
列印平台看起來雖然是平的，但實際上可能存在非常細微的高度差。
如果噴嘴與平台之間的距離不一致，就可能造成第一層某些區域太高、某些區域太低。
自動調平系統會偵測平台上多個位置的高度，再由印表機建立平台高度補償資料。
列印過程中，印表機會依照這些資料自動修正 Z 軸位置，使噴嘴與平台保持適當距離。
這項功能大幅降低了新手進行平台校正的難度，也是現代桌上型 3D 印表機非常重要的功能之一。
需要注意的是，「自動調平」並不代表平台本身會真正變成完全水平，而是透過感測與軟體補償，修正不同位置之間的高度差。
第一層為什麼如此重要？
在 FDM 列印中，第一層是整個模型的基礎。如果附著正常，後續列印會比較穩定；如果出現問題，即使後面的設定都正確，也可能造成整個列印失敗。
理想的第一層應該是：線條均勻、線條彼此接合、能穩定附著於平台、不會過度扁平、不會與平台距離過遠。
如果噴嘴距離平台太遠，材料可能無法黏住；如果距離太近，噴嘴則可能過度擠壓材料，甚至造成出料不順。
因此，在正式列印大型模型之前，觀察第一層是否正常是一個非常重要的習慣。
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3. 認識 3D 列印耗材
- PLA、PETG、ABS / ASA、TPU 基本差異
- 新手為什麼建議先使用 PLA
- 線材直徑與常見規格
- 耗材受潮的影響
- 線材保存方式
FDM 3D 印表機主要使用塑膠線材作為列印材料，這些線材通常會捲在線盤上，再由擠出機送入熱端加熱熔融，最後從噴嘴擠出並逐層形成模型。
不同種類的線材具有不同的強度、耐熱性、柔軟度與列印難度，選擇合適的耗材，是進行 3D 列印的重要基礎。初學者最常接觸到的材料，包括：
- PLA (Polylactic Acid)
- PETG
- ABS
- ASA
- TPU
PLA 是目前桌上型 FDM 3D 列印中最常見的材料之一。
PLA 的最大優點是容易列印，對溫度與環境的要求相對較低，因此非常適合新手使用。
PLA 通常具有以下特點：
- 列印溫度較低
- 翹曲情況較少
- 第一層較容易附著
- 模型表面品質良好
- 顏色與種類非常多
- 氣味相對較低
- 價格通常較容易接受
不過，PLA 的耐熱性通常不如 PETG、ABS 或 ASA。例如模型長時間放在高溫環境、汽車內部或接近熱源的位置時，可能會出現軟化或變形。
因此，如果模型需要承受高溫或較大的機械負荷，就需要考慮其他材料。
PETG 是另一種非常常見的 FDM 列印材料，列印難度通常比 PLA 稍高，但具有更好的韌性與耐熱性，因此常用來製作具有實際功能的零件。
PETG 常見特點包括：
- 韌性較佳
- 耐衝擊性通常比 PLA 好
- 耐熱性比一般 PLA 高
- 層與層之間結合力良好
- 吸水性比 PLA 更需要注意
- 列印時比較容易產生拉絲
PETG 在列印時通常需要比 PLA 更高的噴嘴與平台溫度。此外，PETG 比較容易吸收空氣中的水分，因此保存方式也非常重要。
ABS 是一種常見的工程塑膠，在傳統製造業中也有非常廣泛的應用。
ABS 具有不錯的強度、耐熱性與耐衝擊性，因此常用於功能性零件。
ABS 的優點包括：
- 耐熱性較高
- 強度與韌性良好
- 適合功能性零件
- 可以進行較多後加工處理
不過，ABS 的列印難度比 PLA 高很多，主要原因是 ABS 在冷卻時容易收縮，因此容易產生：
翹曲、邊角脫離平台、模型裂開、層間分離
如果環境溫度變化太大，也可能造成列印失敗。
因此，ABS 通常比較適合使用具有封閉式機艙的 3D 印表機，讓列印環境維持較穩定的溫度。
ABS 列印時也可能產生較明顯的氣味與揮發物，因此應注意空間通風，不建議在完全密閉、長時間有人停留的空間中列印。
ASA
ASA 與 ABS 的特性相近，同樣具有良好的耐熱性與機械性能。
它與 ABS 最大的差異之一，是 ASA 具有較好的耐候性與抗紫外線能力。
因此，ASA 特別適合製作：
- 戶外零件
- 戶外設備外殼
- 車輛相關零件
- 長時間接觸陽光的模型
- 功能性工程零件
與 ABS 相同，ASA 在列印時也比較容易受到環境溫度影響，因此通常建議使用封閉式機艙。
ASA 的列印溫度也較高，並且同樣需要注意列印環境的通風。因此比較適合已經具備一定 3D 列印經驗的使用者。
TPU
TPU 是一種具有彈性的柔性材料，TPU 列印完成後可以彎曲、壓縮或變形，因此非常適合製作需要彈性的零件。
TPU 常見用途包括：防撞保護套、手機保護殼、軟鞋
耗材為什麼會受潮？
許多 3D 列印線材具有吸濕性，線材長時間暴露在空氣中之後，會逐漸吸收空氣中的水分。
尤其在台灣這類濕度較高的環境中，線材受潮是非常常見的問題。不同材料吸濕程度不同。
其中某些材料，例如：PETG、TPU、Nylon 通常比 PLA 更需要注意防潮。
不過，即使是 PLA，長時間放在潮濕環境中仍然可能影響列印品質。
線材受潮會發生什麼問題？
當受潮的線材進入高溫噴嘴之後，線材中的水分會快速加熱並汽化。
這可能造成熔融塑膠中出現微小氣泡。列印時可能會出現：
噴嘴發出細小爆裂聲
出料不均勻
拉絲增加
模型表面粗糙
模型強度降低
模型表面出現小洞
層與層之間結合力下降
有時候也可能看到噴嘴擠出的線材表面出現氣泡。
因此，如果原本使用相同設定可以正常列印，過一段時間之後突然出現大量拉絲或表面品質下降，就可以考慮是否是線材受潮。
如何判斷線材是否受潮？
線材受潮不一定能直接從外觀看出來，可以觀察列印時是否出現以下現象：
噴嘴出料時出現爆裂聲
出料表面不平順
拉絲突然增加
模型表面有許多小孔
列印品質突然下降
部分受潮嚴重的 PLA 線材也可能變得比較脆。例如在線盤上稍微彎曲就容易折斷。
不過，這些現象並不一定全部都是受潮造成，也可能與溫度、噴嘴、切片設定或送料系統有關。
因此，實際判斷時仍需要綜合觀察。
線材的正確保存方式
如果線材暫時不使用，建議盡量避免長時間暴露在空氣中。
最簡單的保存方式是使用：
密封袋＋乾燥劑
使用完成後，將線材放回密封袋，並加入乾燥劑，就可以降低線材持續吸收水分的速度。
如果經常進行 3D 列印，也可以使用：密封收納箱、防潮箱、線材乾燥箱、可直接出料的乾燥盒
這些設備可以讓線材在保存甚至列印過程中保持較低的濕度。
3D 列印工具
當進 3D 列印時，有時需要一些工具，當然可以自已印，這裡有些推薦的：
https://makerworld.com/models/413220-bed-scraper-xl 刮刀（可替換刀片）
https://makerworld.com/models/2372658-new-strong-bambu-lab-scraper 刮刀（可替換刀片）
https://makerworld.com/models/1493792-interchangeable-blade-scraper-bambu-lab 刮刀（可替換刀片）
3D 列印剛開始確實會遇到許多試錯成本，例如，最近幫客戶進行展場佈置時，需要將3030鋁型材固定在桌面，再安裝 IKEA SKADIS 洞洞板，這是是沒有相容性問題的：
3030 T型槽鋁型材 [ https://makerworld.com/zh/models/1697100-3030-tslot-aluminium-profile ]
3030 T型槽螺母 [ https://makerworld.com/zh/models/1697082-3030-t-slot-nuts-collection-m4-m5-m6-threads ]
3030 直線連接器 [ https://makerworld.com/zh/models/1817282-3030-linear-connector-for-tslot-profile-m4-thread ]
洞洞板桌面夾具 [ https://makerworld.com/zh/models/908664-pegboard-desk-clamp ]
至於安裝使用到的 M4 螺絲則是使用小北百貨的五金件 - 皿頭（組合）5/32*5/8" 4715104640590
補充 - 保護底座可以使用 [ https://makerworld.com/zh/models/3030567-aluminum-profile-protective-base ]
補充 - 鋁型材的高度可參考 IKEA SKADIS 門市尺寸：
76x56 599
56x56 499
36x56 399
需要考慮 3D 列印機高度，例如 A1 大約能到 25 公分，如果自行列印的話，需要連接 2 支鋁型材。
3D LED Text 立體文字
https://makerworld.com/models/1012997-led-light-sign-letters-alphabet (SIODLO92)
https://makerworld.com/models/2872278-led-letters-alphabet#profileId-3206973 (Der_Arix)
商品
Bambu 列印鋼板（紋理 PEI 鋼板） A1 P1 X1 系列 噴塗+噴塗 NT$1200 低温板 NT$1250
PETG 是另一種常見的 FDM 列印材料，列印難度比 PLA 稍高，優點是價格較便宜，具有更好的韌性與耐熱性，因此常用來製作具有實際功能的零件。缺點是容易受潮、線材的選擇較少。
例如 Bambu PETG Basic 基礎款 黑色 白色 深米色 紅色 橙色 黃色 綠色 墨綠色 湖藍 深藍 灰色 灰藍色 深棕色
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