原标题：是时候在实验室里安装第二台 3D 打印机了

　　我猜此时大多数电子研发实验室都有供工程师使用的 3D 灯丝 (FFF/FDM) 打印机。这些打印机已经变得非常方便，例如创建 PCB 组件的 3D 模型以检查它是否适合外壳。您可能正在打印外壳，以便创建完整的工作原型。如果需要，您还可以创建自定义旋钮、把手、绝缘垫圈等。但除了您的产品部件，FFF打印机也可用于为实验室创建各种工具和固定装置，例如：

　　示波器探头支架

　　示波器探头适配器

　　助焊剂

　　电缆整理器

　　每隔一段时间，打印机可以让您解决工程问题。

　　最近，我需要改善超声波接收器的接收效果，因此我迅速修改了一个现有的小型抛物面盘，用于固定接收器。这将超声波信号接收提高了 9 dB。与 FFF 打印机一样有用，如果有更好的打印分辨率来构建 FFF 打印机难以生产的一些东西，那就太好了。

　　在过去的几年里，低成本的树脂打印机已经被改进到成为实验室必备品的地步。它可以打印上述所有项目，但分辨率大约是 FFF 打印机的 10 倍。对于示波器探头支架或电缆组织器来说，这可能没什么大不了的，但有一些事情需要提高分辨率。让我们仔细看看树脂打印机和它可以打印的一些有用的东西。

　　基于 LCD 的树脂打印机(有时称为掩模立体光刻设备，或 MSLA)最近在低价领域得到了发展和改进。现在只需不到 400 美元，您就可以获得一台能够创建 Z(垂直)分辨率为 10 µm 和 XY 分辨率低至 25 µm(作为参考，打印纸大约 100 µm 厚)的模型的打印机。这种非常精细的细节尺寸为创建有助于电子产品开发和原型制作的新零件提供了可能性。不仅推出了新的更好的打印机，而且源源不断的新树脂源源不断地到来。这些不仅仅是新的颜色，而是具有各种机械性能的树脂，例如提高强度、更多柔韧性、半透明、透明、消静电等。

　　现在让我们看几个这些打印机有用的例子。要探索的一个领域是创建小型钉床测试夹具。针床测试夹具可用于电路板测试、板载设备编程、调试期间的电路板监控，或在实验室工作台上简单地固定 PCB。针床测试夹具由一块非导电材料组成，该材料具有要插入的 PCB 形状的压痕。在压痕内，通常有弹簧加载的探针，称为弹簧针，插入到块中的贴合安装孔中。这些孔以及因此的探针精确对齐，以便在铜的特定位置与 PCB 底部形成电接触。(顶部也可以有一个钉床测试夹具，在 PCB 顶部产生类似的接触。) 这些引脚还在模块的底部电气连接到一些电子设备和电源，以便发送信号并监控 PCB 上的信号、电压和电流。为了帮助测试夹具内的 PCB 对齐，通常有两个不锈钢销插入夹具中，与 PCB 上的孔对齐。

　　3D 建模软件可用于对缩进块进行建模，包括所有用于销的孔、用于将电路板固定下来的闩锁机构的任何孔，以及腿和电缆入口孔。一些建模软件，例如 Autodesk 的 Fusion 360，可以引入 PCB 设计，因此可以轻松地在块中定位和创建 pogo 和对齐销所需的孔。较新的便宜的基于 LCD 的树脂打印机能够在组件中创建一个干净的 100 µm 孔，并且通过对切片机进行一些微调，50 µm 孔应该是可行的。有了这些干净、准确的孔，就不需要钻孔了。请注意，也可以使用 FFF 打印机，但由于其分辨率较低，最小实用孔约为 2 毫米。这可能适用于密度较低的 PCB。

　　Autodesk 的朋友为我们制作了一段视频，演示如何使用 Fusion 360 设计钉床：

　　树脂打印机可以擅长的另一个领域是创建光学光管。许多光管应用需要定制设计才能将 LED 灯传送到前面板。这可能意味着各种弯头或多个管道作为显示各种指标的一部分。已尝试使用 FFF 打印机和透明灯丝创建光管，但效果并不理想。这导致透光性差或涉及切割和抛光的大量后处理。但是使用树脂打印机，创建定制的光管变得非常可行。任何光管配置都可以在 3D 建模软件中轻松创建，并遵循一些最佳实践(例如在弯曲时在设计中使用内部反射)。光管还可以配置有导向销、卡扣接头甚至螺纹。

　　图 1显示了我们使用 Fusion 360 设计并使用 Creality Halot One Plus 树脂打印机打印的一些简单光管。这些光管设计用于引导来自 5 mm 通孔 LED 的光。(可在此处下载这些光管的文件。)我目前正在试验柔性树脂印刷光管，这种光管更容易组装到外壳中。如果成功，我会将它们发布在同一个 thingiverse 页面上。

　　图 1使用 Creality Halot One Plus 树脂打印机 3D 打印的简单光管。

　　请注意，在图 1 中，有两个光管仍连接到支撑件上，通常需要这些支撑件才能实现成功打印。这是注意树脂印刷需要后处理的好时机，而 FFF 通常不需要，除了去除支撑。并且如上所述，后处理涉及清洁操作、移除支撑物，然后固化。这些步骤都不难，也不会花很长时间，但可能有点混乱。

　　设计和打印图 1 中的光管只需要几个小时，因此您的下一个项目无需等待数周或更长时间的原型来测试您的光管的适合性、形状和功能。

　　树脂打印机的几个注意事项：构建尺寸往往比 FFF 打印机小。此外，如上所述，树脂可能很脏，可能需要良好的通风。未固化的 UV 树脂不应与皮肤或眼睛接触。紫外线固化通常需要紫外线固化站，尽管户外暴露在阳光下会固化部件。

　　如您所见，两台打印机总比一台好，我相信在不久的将来所有实验室都会同时拥有 FFF 和树脂打印机。然后接下来会出现金属打印机，希望有一天，有人会想出如何构建一台从头开始制作多层 PCB 的打印机。

　　Damian Bonicatto 是一名咨询工程师，在嵌入式硬件、固件和系统设计方面拥有数十年的经验。他拥有30项专利。

　　Phoenix Bonicatto 是一名自由作家。