3D打印機(jī) VS CNC 銑床

3D 打印是現(xiàn)今最受矚目的話題，而對(duì)于那些 DIY 狂熱份子來(lái)說(shuō)，他們重視的是 3D 打印可以“自動(dòng)復(fù)制”他們要的零件。然而，對(duì)你來(lái)說(shuō)，一臺(tái) 3D打印機(jī)是對(duì)的工具嗎？
3D 打印機(jī)的制造方式是屬于“增材制造”，大部分的機(jī)種都是用熱塑膠壓出機(jī)“印”出一個(gè)塑膠模型，和“減材”式的工具恰好相反；減材制造的工具是利用刀具把多余的部分移除，這種類型的工具比增材制造的工具更常見(jiàn)，尤其在選用的材料為金屬或是木頭的時(shí)候。車床、銑床、鋸子、鉆機(jī)和其他 CNC 雷射切割機(jī)等，都屬于減材制造的工具。

與 3D 打印相提并論的“減材”工具
一臺(tái) CNC 銑床或稱 CNC 雕刻機(jī)就如同一臺(tái) 3D 打印機(jī)，但它屬于減材制造。對(duì)業(yè)余愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，銑削和打印比起來(lái)，有好幾點(diǎn)相對(duì)劣勢(shì)：
銑削本身就會(huì)產(chǎn)生消耗物，而且如果沒(méi)有控管好粉末，整個(gè)空間都會(huì)彌漫著粉塵。
銑削比較危險(xiǎn)，雖然塑膠押出機(jī)也是有可能過(guò)熱起火，我的 CNC 雕刻機(jī)就曾經(jīng)引起過(guò)小型的火災(zāi)。此外每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)兩萬(wàn)的刀片也有可能不小心噴出一些刀屑，或者你的作品也有可能朝你噴射過(guò)來(lái)。
一張銑床或是雕刻機(jī)比一臺(tái) 3D 打印機(jī)還要大且重，因此造價(jià)昂貴，搬運(yùn)也較為不方便。它需要一個(gè)定位系統(tǒng)，以確保每次遇到阻力時(shí)都能正確操作，并且施出足夠的力量銑削。

銑削軟件要做的事前準(zhǔn)備也較為復(fù)雜，用CAD 或是3D 模擬程序畫(huà)好你想做的東西后，要用電腦輔助CAM 軟件先產(chǎn)生刀具路徑，包含說(shuō)明要制作的材料位置與尺寸、刀具的尺寸與特質(zhì)、斧形錘和軸心的轉(zhuǎn)速。這些工具看起來(lái)有些復(fù)雜，而且對(duì)于第一次使用的人來(lái)說(shuō)，或許長(zhǎng)的也有些駭人。
從使用者的角度來(lái)看，銑床的操作方式比打印復(fù)雜多了。但就所知，CNC 銑床和3D 打印相比有一個(gè)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)：這項(xiàng)科技是成熟的。家用型3D 打印機(jī)正以驚人的速度在改良，但是要能印出一個(gè)優(yōu)良的作品，仍需要許多雕琢與實(shí)驗(yàn)。

你想做什么？
如果你喜歡做的東西偏向大型且有結(jié)構(gòu)性，那么就用銑床吧。再說(shuō)，用木頭材料比塑膠便宜許多，而且最后成品品質(zhì)可能較為優(yōu)良且保存持久。
若想要制作復(fù)雜的3D 物品，用CNC 銑床制作比用3D 打印機(jī)制作來(lái)得復(fù)雜許多。有免費(fèi)的工具可以做2.5D 的銑削，但是若要做3D 的銑削，那么其CAM 軟件會(huì)非常昂貴且操作復(fù)雜。
用3D 打印機(jī)制作3D 物品便會(huì)簡(jiǎn)單許多，你可以用免費(fèi)的軟件如SketchUp 或Inventor Fusion 設(shè)計(jì)你的模型，然后輸出成STL 文件。切層軟件會(huì)自動(dòng)把STL 文件轉(zhuǎn)成刀具路徑用的G 碼，然后直接把G 碼傳送到你的3D 打印機(jī)。使用3D 打印，你就不用憂慮切割路徑，也不用擔(dān)心工具毀了你的作品。
如果你的目標(biāo)是做一個(gè)小的3D 物品，那3D 打印機(jī)絕對(duì)是正確選擇。

如何DIY CNC銑床
選擇使用銑床并不代表不能自己復(fù)制或是做一臺(tái)自己的機(jī)器，據(jù)了解，《Build Your Own CNC Machine》的作者Patrick Hood-Daniel 就自己做了一個(gè)簡(jiǎn)單的電腦數(shù)值控制組，可以做出許多特殊需求的零件，就像RepRap 3D 打印機(jī)及其后面幾代一樣。其骨架是用特別剪裁過(guò)的夾板做的，其他都是制式化的硬件。
鋁板、螺栓、螺絲釘都可以在任何一家五金行找到，但導(dǎo)螺桿和消隙螺母大概只能透過(guò)郵購(gòu)和McMaster-Carr及DumpsterCNC訂購(gòu)，不過(guò)這樣你也能省下許多逛五金行的時(shí)間。步進(jìn)馬達(dá)和其驅(qū)動(dòng)器并不是專賣品，有數(shù)不清的取得方式。主軸則是個(gè)一般的木頭雕刻機(jī)，我用的是Porter-Cable 892 。
Patrick 的CNC 雕刻機(jī)跟RepRap 一樣，最困難處在于最小的單位。很幸運(yùn)地，任一臺(tái)CNC 雕刻機(jī)只要可以處理2' x4' 大小的夾板，就可以達(dá)成。你可以到MAKE 的網(wǎng)站：數(shù)位復(fù)制資源頁(yè)看看哪里可以找到CNC ，且你也有可能在居住地找到有人在賣必要的設(shè)備。
需要零件的CAD 文件和CAM 文件的話，下載 CNC 雕刻機(jī)工具組1.3 版。網(wǎng)站上的視頻說(shuō)明如何把所有東西組起來(lái)，文件案受到知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，換言之，你可以做出一臺(tái)機(jī)器，但僅供親朋好友和自己使用，不能拿來(lái)做為商業(yè)用途。
CAM 文件為有財(cái)產(chǎn)權(quán)的CamBam形式，但是有免費(fèi)的版本可以使用，支援DXF 文件案的瀏覽與編輯。大部分的高階CAM 軟件都非常的昂貴，所以如果你沒(méi)有特別偏好哪個(gè)，那就用CamBam 吧，它可以做CAD 和CAM 兩種，即使是免費(fèi)版，功能也非常地齊全。
另一個(gè)不錯(cuò)的選擇是由Bart Dring 提供，可以從Inventables找到的MakerSlide系統(tǒng)。自制CNC 最大的缺點(diǎn)就是隨著時(shí)間，它的準(zhǔn)確度會(huì)越來(lái)越低，因?yàn)槭怯媚绢^制作的。MakerSlide 把V-rail 結(jié)合了正規(guī)的鋁擠型軌道系統(tǒng)（Misumi 提供80/20 等），如果用MakerSlides 結(jié)合擠型軌道系統(tǒng)做出你的機(jī)器，那么便有可能可以做出比木頭還要堅(jiān)固、精確的機(jī)器了。