用3D打印机写明信片

# 用3D打印机写明信片 来源：https://severinbucher.com/posts/writing-postcards-with-a-3d-printer/ 前段时间我读了Amy Goodchild关于用JavaScript数字化自己笔迹的博客文章(https://www.amygoodchild.com/blog/cursive-handwriting-in-javascript)，一直念念不忘。虽然最终我没有数字化自己的笔迹，但这件事启发了我一个更小的想法：把圆珠笔夹到3D打印机上，让它帮我写明信片。 这篇文章讲述了我实现这一想法的过程，包括打印机差点把笔直接戳穿打印床的那一幕。 ## 笔适配器 我有一台Elegoo Neptune 4 Plus。第一步是在挤出机上安装笔，因此我在OpenSCAD中设计了一个适配器，并用PLA打印出来。它由三个部件组成。 OpenSCAD中主适配器主体的剖面图，显示了笔芯通道和弹簧 主适配器主体在OpenSCAD中剖开的样子。通道用于放置笔芯，弹簧位于其上方。 主要部件包裹着挤出机，内部容纳圆珠笔芯和一根弹簧。弹簧的重要性超乎我的预期——它能让笔稍微压入纸张，即使表面不完全水平也能提供足够的书写压力。 第二个部件是一个小型U形件，压在挤出机顶部。如果没有它，固定所有部件的螺丝会直接压在挤出机上，我可不想冒这个风险。 第三个部件是一个小夹具，用于固定笔芯弹簧。 圆珠笔芯旁边是用于固定其弹簧的打印夹具 圆珠笔芯和用于固定弹簧的小夹具。 这些零件都不需要高精度。PLA就足够了，我猜几乎任何耗材都能用。如果你想自己打印，STL文件在Thingiverse上(https://www.thingiverse.com/thing:7371691)。 组装好的适配器安装在打印机挤出机上，准备书写。 ## 第一次测试 在尝试任何复杂操作之前，我只想验证这个概念是否可行。我装好适配器，用打印机的手动控制将笔压到一张纸上，然后手动移动各轴。 结果能写字，而且很清晰。这就足够了，于是继续推进。 ## 软件 为了生成要写的内容，我使用了Inkscape。较新版本内置了一个Hershey Text扩展，可以将文本转换为单笔划SVG路径——这正是笔式绘图机所需要的。我输入了一些文字并进行转换。 然后我把这个SVG导入svg2gcode(https://sameer.github.io/svg2gcode/)，这是一个将SVG转换为G代码的网页工具。设置过程有点手动：我用手把笔移到纸张下边缘以设定X和Y原点，然后降低Z轴直到笔尖刚好接触表面，用这个高度作为落笔指令。 对于我的机器，落笔指令是： ``` G1 Z10 F100 ``` 抬笔指令是： ``` G1 Z15 F100 ``` ## 第二次测试（失败的那次） 我的计划很简单：把生成的G代码像正常打印一样发送给打印机，然后看着它写字。 但它没写出来。打印机在开始打印前有一个安全程序，会归零所有轴。归零X和Y没问题，但归零Z是个麻烦——因为笔和适配器比挤出机正常位置更低。带着笔归零Z意味着把笔尖戳向打印床。 这次测试我用了很低的速度，所以没有损坏任何东西，笔芯弹簧吸收了接触力。但无论我尝试什么方法，都无法禁用强制归零。是时候换个思路了。 ## 自定义软件 第一次测试已经给了我出路：使用手动控制驱动打印机时，不会触发归零循环。所以如果我能逐条发送手动移动指令，就能完全避开归零问题。 经过一番查找，我发现Neptune运行Moonraker(https://moonraker.readthedocs.io/en/latest/)，它提供了与打印机通信的REST和WebSocket API。这正是我缺失的关键。 于是我写了一个小工具，它读取G代码文件，通过WebSocket连接逐行发送到打印机。这个工具很简单，代码在GitHub上(https://github.com/richi0/g-code-streamer)。 ## 第三次测试 工作流程和之前一样：Inkscape制作SVG，svg2gcode生成G代码，然后用我的流式工具发送给打印机。我保持低速，并在第一次运行时设置一个较高的Z值，这样笔会在纸张上方空气中画出所有轨迹。这让我可以在实际下笔前确认运动轨迹是否正确。确认无误后，把Z值降下来真正书写。 成功了。 ## 设置一个新的书写项目 供我自己参考，以下是在新纸张上书写的完整流程： 1. *在*安装适配器*之前*启动打印机并归零所有轴，让打印机知道自己的位置。 2. 将适配器安装在挤出机上。 3. 将纸张或明信片放在打印床上，使其下边缘与床的前边缘平行。 4. 用几块磁铁固定纸张。 5. 手动移动到纸张左下角，降低Z轴直到笔尖接触纸张。 6. 记下X、Y、Z坐标值。 7. 在Inkscape中创建SVG，并将文档尺寸设置为与纸张一致。 8. 在svg2gcode中，将X和Y原点设置为记下的值，并将Z值用于落笔指令。 9. 用g-code-streamer将G代码流式发送到打印机。 10. 如果需要书写多张相同的纸张，留下两块磁铁作为限位挡块，以便下一张纸落在同一位置。 ## 总结 这是一个有趣的周末项目，看着机器工作有种奇妙的放松感。由于它可以在任何SVG上书写，绘画和文字一样自如，这让我多年来第一次给朋友和家人寄出了真正的明信片。下面是一段绘图机工作的短视频。 您的浏览器不支持视频标签。 绘图机正在写明信片。