3D列印機-初學入門指南

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一、
時代變遷
   1.
舊石器時代
   2.
新石器時代
   3.
金屬《銅、鐵》器時代
   4.
機械工業時代
   
■ 第一次工業革命
   
■ 第二次工業革命
   5.
電子資訊時代
   6.
網路資訊時代
    
全球資訊網 Web1.0 /2.0時代
    
全球資訊網 Web3.0 時代
   
■ 第三次工業革命
二、
封面故事
   1.
「宅」經濟文化–新時代潮流
   2.
經濟景氣循環現象–適者生存
   3.
開源社群登堂入室–3D列印發燒全球
   4.
破除規模經濟魔咒–郭字倒過來寫
   5.
網路從虛擬到實體–未來已來到現在
三、
3D列印基礎入門
   1.
3D列印技術概觀
   2.
3D列印是什麼?
   3.
3D列印歷史沿革
四、
3D列印成型工藝
   1.
熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling)FDM
   2.
光固化立體造型(Stereolithography Apparatus)SLA
   3.
數位光固化處理(Digital Light Processing)DLP
   4.
粉床噴墨3D列印(Powder bed and inkjet head 3D
      Printing)3DP

   5.
層壓實體製造(Laminated Object Manufacturing)LOM
   6.
選擇性雷射燒結(Selective Laser Sintering)SLS
   7.
直接金屬雷射燒結(Direct Metal Laser Sintering)DMLS
   8.
電子束熔化成型(Electron Beam Melting)EBM
五、
3D列印新手上路
   1.
3D列印運作流程簡介
   2.
3D列印使用材料與應用範圍
   
■ ABS樹脂
   
■ PLA聚乳酸
   
■ 尼龍 (PA)
   
■ 高抗沖聚苯乙烯 (HIPS)
   
■ 聚碳酸酯 (PC)
   
■ 環己烷二醇(共聚聚酯) (PETG)
   
■ 聚甲醛樹脂 (POM)
   
■ 聚乙烯醇 [水溶性塑料 (PVA)]
   
■ 仿橡膠高彈性柔軟塑料 (Flexible-PLA)
   
■ 原生木質複合塑料 (WOOD)
   
光敏樹脂–SLA「光固化立體造型」與DLP「數位光固化處理」專用
   
金屬粉體材料 – SLS / DMLS(SLM) / EBM 等3D成型工藝適用
   
石膏粉體材料 –「粉床噴墨3D列印」適合3DP專用
   
其他應用材料 – 生化/食材/陶瓷/特殊材料
   3.
3D列印相關應用軟體
   
■ 3D繪圖/輔助設計/建模軟體
   
■ 3D列印 控制介面軟體 & 切層分析程式
六、
入手3D列印機 & DIY指南
   1.
入手3D列印機 – 注意使用材料限制
   
■ 原廠耗材限定
   
■ PLA限定
   
■ ABS限定
   
■ PLA & ABS限定
   
■ 使用材料完全不設限
   2.
購買整台成機好,還是DIY套件好?
   3.
開源科技 - 3D列印機 DIY套件 介紹
   
■ 開源軟硬體技術 – 價格衝擊效應
   
■ 開源科技 – 自由開放的經營理念
   
■ 開源科技 – 取之於社群、用之於社群
   
■ 開源科技 – 3D列印機DIY套件「OpenTech-i3.1」
《附錄》
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3D列印夢幻的未來
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自造者時代 – 啟動人人製造的第三次工業革命
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3D列印機-初學入門指南

第一章:時代變遷

 

人類用文字記錄各種事情而成為所謂的「歷史」。
文字書寫未發達到用以記載歷史之前的時代,我們就稱為 「史前時代」。
史前時代大致上分為 「舊石器時代」、「新石器時代」,以及 「銅鐵器時代」三個時期。



舊石器時代
 
圖檔

  距今約兩百五十萬至一萬多年前… 當時尚無文字,甚至連發出某些不同聲音來表達意思的「語言」也沒很建全。使用的工具也很簡單,就只是把石頭敲碎,然後利用鋒利的石片來切割東西。

新石器時代
 
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  距今約一萬多年前開始,結束時間大約七千至兩千多年前不等。人們群居村落,種植玉米、小米和稻米 … 等農作,同時也捕獵野生動物維生。此外,人們也開始有了燒製陶器、磨製更實用的石器,以及紡織衣物等技術。

金屬《銅、鐵》器時代

  金屬器時代,大約開始於西元前四千多年左右,人們開始先是學會了煉「銅」的技術,之後學會了煉「鐵」。
  此後越來越多的人們懂得使用煉製銅鐵等金屬,用以製造各種器具與武器;於是漸漸便放棄了使用石器並結束了石器時代。
  鐵器時代的晚期,距今大約在一千年前左右。

機械工業時代

  十八世紀中葉,英國一個名叫「瓦特」的人發明蒸氣機之後,一系列技術革新引發了從原本的人工(或動物)勞力,邁向以機器動力進行生產的轉變。這些革新隨後傳播到英格蘭,然後繼續漫延至整個歐洲大陸,十九世紀傳播到北美地區 ─ 人類從此開始邁入機械工業的時代。

■ 第一次工業革命

這個「機械工業時代」的啟始時期(十八世紀中葉)又被稱為「第一次工業革命」– 人們利用各種器具組裝成各式各樣能夠持續運轉以替代人工勞力的機械,用更快的速度做更多的工作,完成更多的事。

■ 第二次工業革命

  第二次工業革命緊跟隨在十八世紀中業的第一次工業革命之後,並且從英國向西歐和北美蔓延。第二次工業革命主要是以「電力」傳動方式的大規模應用為代表,並以電燈的發明為指標。

  工廠將生產集中至單獨特定的區域,並受專家指導(而不是在一般家庭媔i行生產)。分層授權的組織與勞動分工的集中式流動生產線,使技術或非技術勞動更具生產效率,因此造成了工業區域中心的人口迅速增長。鋼鐵廠、鐵路、煤炭、紡織工廠等等,均起了推動性的作用。於是,製作工業與新科技的迅速發展,刺激了更多產業的發達。

  機械器具的進展加上化學與物理工業的崛起,地球上的人類現代文明便由此迅速發展起來。

電子資訊時代
 
圖檔 圖檔

  自從 1947 年人類發明了電晶體,然後接著在1958年發明了積體電路 (Integrated Circuit;IC)之後,人類文明從此演進到以「矽」製成的毫微米元件(Nano-device)為主要科技推手的矽時代(Silicon Age)。伴隨而來的矽文明,也以一日千里,日新月異的驚人速度,排山倒海般的推展開來。

  各種資訊科技︰電子通訊、消費性電子、醫療電子、電腦、自動化產業等,也莫不搶搭積體電路的便車。

  從此之後,「積體電路」這種毫微米元件科技,已深入我們的生活並成為日常生活當中不可獲缺的重要部份 ─ 個人電腦、行動電話、數位電視等,這些高科技產品徹徹底底的改變了人類的生活方式,並大大提昇了生活品質。

網路資訊時代

  1977年4月第一台8位元個人電腦「蘋果2號」( Apple II ) 上市。才剛問市之初,其實大部份人主要是用來打電動玩具。後來才漸漸開始有人試著發展如「客戶資料管理」或「人事薪資管理」之類,僅有文字顯示畫面的資料庫管理應用程式。

  1981年8月,IBM正式推出第一部16位元個人電腦 (PC)。此後,在畫面顯示與處理資料速度相差兩倍以上的「蘋果2號」便漸漸從市場上被淘汰取代。為了迎戰IBM,美國蘋果電腦公司在1984年1月24 日推出 Macintosh (麥金塔) 電腦,將個人電腦正式帶入 「圖形操作介面」世界。

  電腦漸漸被各工商業界、政府機關、銀行、合作金庫等金融機構,以及學校團體廣泛的應用。在多部電腦之間傳輸資訊的各種網路連線也逐漸有了基本雛型。

  電腦網路的應用使人的生活越來越便利。電影院的自動劃位、查號台所用的電話資料庫、機場、車站…等等。現在,幾乎各行各業都有電腦網路的應用、到處可見電腦網路的應用。

  就這樣,電腦網路資訊時代的來臨,就在許多人的不知不覺中突然闖進了我們的生活,而且已經變得密不可分。

全球資訊網Web1.0/2.0時代

  自從1991年,被稱為Web之父的Tim Berners-Lee在日內瓦創立了劃時代的「全球資訊網(World Wide Web;WWW)」之後,Web1.0時代便從此迅速蓬勃發展起來。

  所謂Web1.0或2.0,這Web指的便是全球資訊網,也就是英文名稱堛 Web。接在後面的數字就像軟體的版本編號,其用意也相似軟體的版本編號–主要用以代表網路應用科技進步的時代劃分界定。

  其實,在全球資訊網剛在全世界流行起來的前幾年,「Web1.0」這個有點時髦的新鮮名詞,根本都還不存在。
  

  從網路上可追溯到最早出現Web2.0這個名詞,是由一位名叫「妲西.迪尼姬 (Darcy DiNucci)」的荷蘭作家,曾經在1999年發表的一篇文章「fragmented future (片片段段的未來)」其中一段文,她提到︰「我們目前所知的網路,從視窗瀏覽器載入的網頁,基本上都是靜態畫面,然而這只是未來網路的胚胎。Web2.0 的首道微光才要開始出現而已 – 我們現在才剛開始看到那胚胎將會如何的發育成長。」

  Web2.0這個詞的出現,由此可知是全球資訊網路發展了近八至九年之後才初冒出來的新名詞。即使1999年那篇文章發表的當時,也還是很少人知道的。

  我們由此便不難理解Web2.0這個名詞主要是用以劃分網路應用科技從初步發展的前幾年之後,跨入了另一個新時代成長發展的階段。於是,因為展望未來的發展是用2.0代表 (全球資訊網路科技的第2代,或稱為第2版),所以很自然的,1.0 (第1版) 就用來代表在這之前的「全球資訊網」時代了。

  然而目前在網路上廣為流傳的所謂Web2.0,實際上是到了2004年才開始逐漸有了比較明確的定義。

  
  當時一位大力推動支持自由與開源軟體的愛爾蘭裔美國人「提姆·奧萊理 (Tim O'Reilly)」(奧萊理媒體創辦人)提到他與幾位工作夥伴在一次腦力激盪會議中提出了「Web2.0」這個概念。他們當時的定義概略是:Web 2.0 對電腦工業來說是一種商業革命,起因於開始把網際網路當成交易平台,並企圖去理解在新的平台上通往成功的規則。

  2004年10月,以「奧萊理媒體」為代表的幾家線上媒體啟動首次的Web2.0大會,又於2005年10月舉行了第二次大會。兩次會議上,他們已大致的總結了他們認為的表現了Web 2.0應用特色的一些關鍵所在。

  然後到了2007年10月,來自全球各地的網路業者、創投家和產業分析師們紛紛趕至美國矽谷,擠爆了一場名為「Web2.0論壇」的研討會。Web2.0這個新名詞於是從此便真正的在全球爆紅起來 …

  Web 2.0,指的是一個利用以網頁(站)為資訊平台,由使用者主導而生成的訊息內容網際網路產品模式。定義web2.0 則是為了區別過去主要僅由網站業主所主導生成內容的資訊網路應用方式 (Web1.0)。

  Web 2.0的應用可以讓人了解到全球資訊網發展史上的一種轉變 –從原本僅是單方向供應一系列靜態網頁內容 (網站) 給使用者 (瀏覽者),到一個成熟的、為終端使用者提供多元應用的服務平台。這種概念的支持者期望Web 2.0服務將在很多用途上最終取代一般個人或辦公室桌上型電腦的應用。

  由此可知Web 2.0並不是一個技術標準,不過它包含了某種程度的技術架構及相關應用軟體。它的特點是︰鼓勵資訊的最終使用者之間,透過分享方式使得可供分享的資源變得更豐盛。相反的,過去Web1.0時代的資訊分享方式則是顯得比較支離破碎的。

  自從資訊網路於全球開始發展並廣為流行起來的前十年左右期間(1991~2001),許多個人、企業團體紛紛加入建立網站或個人網頁的行列。這時期的網站,尤其一般企業的「型錄式」網站,其網頁內容,嚴格說起來就像把原本公司所印製發行的產品型錄手冊一頁一頁的轉換成網頁內容 – 甚至連個訪客留言板也沒有,更甭提討論區或論壇 – 這便是最典型的Web1.0網站。

  到後來越漸接近第十年左右,訪客留言板、討論區、論壇、購物車以及線上刷卡付款等等,這類可讓網站(頁)使用者參與互動的功能應用才越來越多起來 – 我們可以把這過渡的時期視為Web1.0逐漸跨入Web2.0的進步過程,或也有人將這稱為是 Web1.5。

  舉個Web2.0的最典型代表,例如︰臉書。

  當然,如今已然眾所周知的,所有其他相似或不同性質的「社群網站」也都是很典型的Web2.0例子,諸如︰推特(twitter)、Flickr 、YouTube、維基百科 … 等等。

全球資訊網Web3.0時代

  大約自從2006年開始,Web2.0尚未真正到達白熱化之前,網路上就到處有人在預言Web 3.0時代可能、或者應該會是個什麼樣子。
中國大陸新華網上有人說︰「Web 3.0時代,機器要思考了」。

  雅虎知識堂上面,也有人這麼猜測說︰

  「Web 3.0時代,網站建構技術與設備不再是深不可測與高不可攀,每個人只需會簡單的網路操作,就能自己動手建成大型入口網站。」

 「Web3.0時代將如同傻瓜相機一樣,每個人都會使用。來到Web3.0時代,每一個人都可以是掌控入口網站發展的重要主宰!」關於這點,似乎Web2.0的典型代表「臉書」已經做到 – 這個網站堛漱漁e有很大成份是由廣大使用者所提供集成而創建起來的。

  維基百科網頁上這麼說︰Web 3.0,該詞包含多層含義,用來概括網際網路發展過程中可能出現的各種不同的方向和特徵,包括:將網際網路本身轉化為一個泛型資料庫(一般所謂的雲端);跨瀏覽器、超瀏覽器的內容投遞和請求機制;人工智慧技術的運用;語義網;地理對映網;運用3D技術搭建的網站甚至虛擬世界或網路公國等。

  網路上還有許多同業或評論家,有著許許多多、各式各樣對正在持續發展中的未來Web3.0時代有著更多期許與憧憬 …

  時至今日為止 (2015),有關Web3.0仍然眾說紛紜,目前還尚無明確的定論。

■ 第三次工業革命

  如同Web 3.0一樣,有關「第三次工業革命」也是眾說紛紜。然而,近年來全球網路與傳統新聞媒體紛紛相爭報導並大幅炒作︰

  「3D列印技術」即將掀起第三次工業革命!

  全球眾多學者專家均紛紛強調指出︰這項新技術的革新與應用,將能破解並顛覆傳統的規模經濟製造模式,並且勢必會徹頭徹尾地改變我們的工作方式與生活型態 ... 

http://www.opentech.tw/
 
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