大概十二三年前吧，果壳DIY组的天蓝提琴同学，曾经花了数周功夫，做了个大型视错觉作品（我有幸在其中提供了一点微小的帮助），参加了一个创客比赛，为果壳赢回来一台老大爷级的Makerbot木框架3D打印机，大致就是下边这个样子↓。
👆图源：来自www.sparkfun.com，果壳第一台3D打印机示意
具体的细节已经模糊，我只记得当时三天两头见DIY组的小伙伴，跟这台3D打印机死磕，偶尔我还搭把手——没办法，当时的设备实在是有够粗糙的！后来果壳实验室组建，我们买了成品的Delt结构3D打印机。
👆图源：来自www.dfrobot.com，果壳创客工作室第二台3D打印机示意
加上之前我参加各种展会，参观友邻，各式各样的3D打印机也看过摸过不少，虽然比不上那些技术大牛，但也算很了解的了。
身边很多熟悉的家长都问过我这样一些问题：
  • 我家需要给孩子买3D打印机吗？
  • 有必要报班让孩子学3D打印技术吗？
👆我打印的小物，图源：作者
没错，这两年来，3D打印机俨然成为了“科技”的象征符号之一。随着双减后，“科创”这个词大热，3D打印也备受关注。很多课外兴趣班，也会摆上几台3D打印机吸引孩子和家长的注意。
但3D打印机看起来颇有技术门槛，一旦报班，也要搭上金钱和时间，到底值得在这方面投入吗？
作为家有一儿一女的创客爸爸，今天给大家分享我的思考和体验。
先说说我家的情况：
我家客厅里摆了俩3D打印机——一台是成品，一台是自己买零件组装的。
👆我家的两台机器，图源：作者
不过，我最初倒腾这两台机器，主要是自己想玩、想做点东西。顺便也希望通过营造氛围，让孩子对3D打印有点概念甚至产生兴趣。
折腾这两台打印机的过程中，我心里慢慢有了开头两个问题的答案，希望能够帮助家长们做出更适合孩子的选择。
3D打印是个啥？
很多家长可能会觉得3D打印是个挺新的技术，其实3D打印机的概念，往上能追溯到20世纪七八十年代。
那会儿的鼻祖是光固化3D打印机。
后来FDM（熔融层积成型技术）类型的打印机出现，中间迭代了好多次。
再后来因为芯片的运算能力越来越强，越来越便宜，加上很多开源社区和制造商的努力，才慢慢有了很多桌面级的3D打印机。
近十几年来，国内家用级3D打印机市场越来越繁荣。
3D打印机的基本原理其实非常简单：
任何一个三维物体，都能够沿着某个轴，被切成很多很多彼此平行的小小薄片，我们只要按顺序一层一层地打印出每一片粘起来——大多数情况下打印的同时自动完成，就能得到一个实体了。
层越薄，则精度越高。
不同打印机的区别，主要就在这个“打印过程”上：
最常见的家用级FDM打印机，是把塑料丝融化了，从喷头挤出，打印出每一层的薄片，融化的塑料在冷却过程中会自动粘牢下一层。
而光固化打印机则是用光，使光敏树脂一层层地凝固。
一些金属打印机则是用激光，把金属粉末熔融凝固，细分下去还有很多具体的类别，这里不再赘述。
👆我打印的华为手表充电支架，图源：作者
许多近年来随着抖音、小红书大火的玩具和文创，都有3D打印的影子。
像前阵子非常火的萝卜刀，最早就是一个叫“疯狂的问号493”的创客，借鉴了前人的经验，用3D打印设计的。
大家在闲鱼上也可以看到各式各样的3D打印的小玩具，还有一些朋友用光固化的打印机来做一些非常精致的手办。
👆我打印的人体工学托，图源：作者
当然，3D打印机的作用远远不止制作几个小玩具。就算是家用级别的3D打印机，也能做出许多有趣有用的东西，比如各种容器、支架、外壳、小装置、小工具等等。而我也在折腾过程中，获得了不少乐趣和感悟。
家里搞3D打印能得到什么？
1. 小玩具自由
随便去一个3D打印模型下载网站，都会发现有很多朋友无私分享了大量小玩具模型。也包括各种魔改的萝卜刀。
当我家孩子回来也想让我也买个萝卜刀的时候，我回答的是：“买什么买，爸爸一会儿给你打一个……”
间接的，由于自己家“搓”小玩具非常容易，我也会特意多打一些意，孩子可以分给学校的小朋友们，顺便科普下3D打印。
👆打印我喜欢的各种艺术小物，图源：作者
而以我家的经验，孩子对能生产出小玩具的机器，还是挺感兴趣的。
👆儿子观察3D打印过程
2. 订制生活小用品
日用的3D打印模型里，有不小的一部分都是各类容器：抽屉、盒子、瓶子、支架，以及配套别的工具箱的内衬等等——由于可以量身定做严丝合缝，强迫症看了会非常满足。
而且很多保有量大的设备（比如手机），都有爱好者帮忙设计了盒子、配件或者相应的支架等等，直接下载打印也很容易。
👆自己打印的工位挂钩,图源：作者
3. 增加维修改装乐趣
有时候，家里小东西摔一下，外壳裂了，或者掉了个旋钮等等，扔了吧它没坏，凑合用吧，别扭。这时候我们就可以用3D打印机很容易地“搓”一些替代用品，延长物品的使用寿命。
还有些工具，我们用着不太顺手，也可以根据情况来加附件改装。
👆左边是我打印的焊东西时排烟的，右边是打印后拼接的微型台钻，图源：作者
比如，我家里抽屉马上散架了，懒得等零件，直接几十分钟打印个零件直接就能修好。
4. 做点大项目
目前做的最大的就是下面这个风动船了，孩子还是挺喜欢玩的。
而且儿子自己创意，用透明胶带在底下粘了一个乐高车轮，居然勉强也能开。
👆图源：作者
家里有台3D打印机，
会带给孩子哪些变化？
前面说了，我折腾3D打印机本来就以自己为主， 因此，对孩子能学多少、能不能建模，我都没有强求过。
尽管佛系，但仍能看到孩子的变化。
1. 聚焦于解决问题
有一点我觉得特别重要，那就是3D打印不是目的而是手段。
就算以家长为主体，但给孩子们展示一下怎么用3D打印解决问题其实还是挺有意义的。
举个实际的例子：
我们家小鸟的食槽边缘很窄，鸟站在上面老站不住，影响吃食。我就跟孩子想了想解决办法——直接打印一个附件站棍，给食槽边缘安上，问题就解决了。
👆家里小鸟食槽站棍，图源：作者
还有一个例子，我女儿悠悠练单簧管的时候，吹的都是大曲子，需要翻页，这样节拍器经常没地儿搁。
于是我俩觉得可以把节拍器挂在谱架子下边，做了个V1.0版挂架。
这还不算完，挂架现在虽然能用，但是体验不算很好，我俩正着手改进。
👆节拍器挂架，图源：作者
虽然这都是非常小的改进和设计，只用到了最初步的3D打印，甚至没有涉及稍微复杂点的机械和电子部分，但是带孩子一起想办法解决这种生活中碰到的实际问题，整个过程还是很有意义的。
哪怕从最简单的着手，发现问题，分析问题，解决问题，然后一下子用3D打印机造出个解决问题的零件，就是所谓科技创新和实践的萌芽。
2. 初涉建模
现有的家庭用3D打印机，其实已经很完善和“傻瓜”了。
只需要从网上下载了模型，切片打印就行。
高阶玩法可以调整优化一下，但多数模型基本上是拿到手就能打，这个过程中，其实只不过是搜索到模型而已。
不过进阶的玩法，要想充分利用好3D打印机，一定要或多或少懂点建模。
我会看着孩子的各种手工作业，一有机会就让她使用3D建模软件。悠悠现在起码懂得，开了fusion360要从草图整起了。
她现在只做过一套数学三角板学具，还有自己设计了个书签。但实物打出来以后，还是挺有成就感的。
👆其中只有红框部分是孩子作品，图源：作者
多说一句，“建模”听上去十分高端，但启蒙并不难。很多3D打印机大厂，都有自己的启蒙建模软件，都千方百计降低门槛，其实对娃来说更加友好。
3. 增长见识
3D打印技术原理虽然说起来并不复杂，背后却有一些非常重要的思想方法，这对孩子科创能力的启蒙和培养，是非常重要的。
能在小时候亲眼目睹一样东西是怎么被从无到有打印出来的，可能对孩子有所启发。
有时候我也会给孩子熬点鸡汤说，你看学习什么东西都像这个3D打印，你得一层一层打牢基础，基础不牢地动山摇，错了层脱了层，你打的这个东西也就毁了。
4. 促进社交
虽然说起来有点功利，但小伙伴之间交流点新鲜小玩具，确实也是小朋友圈子里必不可少的一部分。
孩子经常能掏出个没处买的新鲜小玩意，真挺能增进小伙伴之间的交流。
👆女儿悠悠给她喜欢篮球的小伙伴准备的小礼物，打印出来上色中，图源：作者
5. 分享与开源  
本文中出现的大多数模型，除了明确标注为自己设计的，其实都来自各个3D打印社区。
很多爱好者也会无私分享出自己设计的模型，并鼓励其他人在自己的模型基础上各种修补改进，我们也会分享自己设计的小东西。
通过这些有来有回的行为，孩子可以切身感受到“开源”和“共享”的魅力。而这些正是科创的重要价值观。
3D打印适合多大孩子玩？
看到这儿，想必很多家长开始感兴趣了。
不过这里要提醒大家，3D打印机不同于一般的玩具，主流3D打印机的受众群体不是小朋友，我也不建议低龄小朋友在无人看管的情况下自行玩。
比如，孩子可能会被3D打印机烫伤（喷头200℃以上，热床一般60℃甚至更高哦），甚至夹伤（3D打印机只忠实地执行G代码，才不会管你手放在哪里……）。
我家儿子活泼好动，还在上幼儿园，以我的经验，起码要警告他这玩意烫，不可以摸。
家长如果希望孩子能独立使用3D打印机，有几个必要条件：
1. 孩子有安全意识，知道3D打印的一些风险，不会作业过程乱摸；
2. 孩子至少要能认识字母，会使用鼠标和键盘。这样才能把模型文件送进切片软件，切片“翻译”成打印机能理解的语言，再拷贝或者上传到打印机那儿去；
3. 如果希望孩子更独立一些，能自己搜索下载模型，甚至能自行做简单的优化设置、建模型什么的，一般得小学四年级以上才比较稳；
4. 一旦孩子进入中学，在3D打印道路上就可以驰骋了！孩子此时已经完全具备自学相关知识的能力，没什么限制了。如果旁边还能有人指点，已经可以正经做一些小项目了，我见过不少中学的小创客，做的东西真的挺厉害。
当然，近年也有不少厂商为了做细分市场，专门针对小孩子“启蒙”做儿童3D打印机，就会考虑到安全因素、语言因素，会让使用门槛更低，甚至幼儿园都能“操作”，往往尺寸很小巧，价格也更便宜。
买3D打印机之前，
你要思考这些
现在3D打印机的价格，对大部分人倒不是问题。
即便是靠谱的大厂，经典的家用型号，其价格大概也就跟好点的喷墨打印机差不多；至于3D打印用的各类材料，靠谱牌子也不过四五十块一千克，经济方面的压力其实不大。
但玩3D打印机，要做好“愿意折腾”的准备：
首先，咱得有一定的动手能力，了解基本的机械结构，能够使用常见工具，了解3D打印机原理。或者，家长至少能找到和看懂相关资料。
其次，咱还得搭上大把的时间鼓捣，或许还有额外的费用。
原因是3D打印机尽管已经发展了很多年，但它仍然很难做到各种日用家电（比如电视、微波炉）那样可靠。
哪怕是很成熟的型号，在正常打印百十小时之后，也难免会逐渐冒出一些小毛病。
如果自己懒得处理和维护，那么后续体验就会越来越差劲，最后机器就只能吃灰了。
好消息是普遍大厂售后还是比较好的，能部分解决这个问题。
比如：我打印过程中如果有一层或者热床没粘牢，就会前功尽弃拉出一大堆丝，俗称“炒面”
👆图源：作者
成熟产品尚且如此，如果自己攒的3D打印机就更加闹心了！
哪怕是使用成熟的开源方案，买现成的套材，也做不到乐高积木那么标准，中间得自己搞定各种安装调试，解决一箩筐大小问题，才能让机器顺利跑起来。
我家那台经典机型，就一度出现过堵头、不粘热床、热床弯曲等一堆问题，虽然最终都一一解决了，但不得不说，过程还挺坎坷的。
👆使用太久已经翘曲变形的热床，很容易造成打印失败，图源：作者
而另一台我非常喜爱的Voron 0.2，从安装伊始就不太顺，像什么拧断螺丝等等，弄得我身心俱疲。
最后好不容易跑起来了，也出现软件错误导致打一大半前功尽弃，中间还出现过导轮轴承碎掉的情况。买套材的店家都惊呆了，表示从未见过这种情况。
不过，最后还是排除万难，能稳定工作了，它的速度让我节省了不少时间。
👆轴承坏掉导致打印机打印错位，零件出现大量裂隙，报废了……，图源：作者
虽然解决问题的过程就是“动手”创客的一部分，但是不可否认的是，我为此减少了很多睡眠时间。
还有一点是，买了3D打印机后，肯定会造出一大堆乱七八糟的小玩意，这点要有心理准备。
而且打印机本身还是挺占地儿的，空间紧张的朋友们，还是建议提前做好测量工作，好好斟酌一下。
总之，玩3D打印机，是一个挺快乐，但也挺折腾的过程……
最后回答一下开头的俩问题：
家里可以考虑买一台3D打印机吗？
要重点分析一下你家孩子情况：
  • 如果孩子很小，只是浅尝辄止启蒙一下，那先去低成本体验一下就行了；
  • 如果孩子已经上学了，有兴趣，闲不住，又喜欢动手折腾，家长不怕麻烦，那肯定应该考虑。
有必要报班让孩子学3D打印技术吗？
我个人认为报班学不是“必需”。
因为3D打印只是个工具而已，就像电脑刚出来，还有相关如何使用的课，现在已经没有谁去外面上“如何使用电脑课”了。
家用3D打印机市场本身已经卷得很厉害了，有很多不贵、且靠谱的机器。
完全可以先给孩子买本操作书，了解点建模、设计的基础。甚至很多打印机，买回家就自带可以直接打印的各种模型。
还是应该带孩子多想想怎么发现问题，解决问题。
3D打印的价值，恰恰在于如何使用它、解决现实的问题，而不在于3D打印技术本身。
建模方面，现在家用3D扫描仪正在崛起，也有很多能用普通照片建模的技术，加上AI的加持，以后恐怕会越来越简单。
最后说一句，如果你发现孩子特别喜欢鼓捣，热爱DIY，有探索精神，请忽略我说的各种小烦恼，买一台支持他们吧！
Big.D 写在文末：
如果大家在科创、3D打印有什么问题，欢迎在本文下方留言，我会在后面的文章中解答！
编辑丨
曲安

排版丨菠萝
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