3D列印的用途遠不止於列印玩具或小擺件。在家庭場景中，它能幫我們創造有趣的物件；但在專業領域，它同樣是嚴肅的製造工具。在評測中，我花了大量時間測試3D印表機輸出高質量成品的能力，同時也會測量更客觀的指標——比如精度。
精度在製作機械零件、原型設計和工程項目中至關重要。即便是列印可動模型，也需要精確的公差才能讓各部件靈活運動而不散架。為了得出客觀結論，CNET開發了一套專有基準測試模型。經過四年的測試數據積累，哪些3D印表機在精度上值得購買，答案已經相當清晰。
核心結論
Prusa Core One的精度誤差僅為0.18%，Prusa MK4S緊隨其後，誤差為0.19%。
價格與精度存在正相關：印表機越貴，精度通常越高。
最精準與最不精準的印表機之間，誤差相差2.82%。
Elegoo Orange Storm Giga是個特殊案例，精度出人意料地高，但在複雜形狀的列印上表現欠佳。
關於測試範圍
本文討論的精度測試針對FDM（熔融沉積成型）3D印表機，不涉及光固化印表機。FDM印表機使用硬質塑料絲材，通過加熱噴嘴熔融擠出；光固化印表機則使用液態樹脂，由紫外線固化成型。
兩類印表機的測試方式不同。光固化印表機屬於小眾中的小眾，大多數用戶使用的是FDM印表機，本文的測試數據均基於這一類型。
影響精度的因素
精度可以從多個維度理解，本文關注的是：印表機能在多大程度上還原3D模型的實際尺寸。影響精度的因素很多，從彎曲的導杆、損壞的噴嘴等機械問題，到軟體設置和耗材流量，都會產生影響。
現代3D印表機通過三個維度來保障列印精度：
固件與整機質量：印表機的硬體組件與固件。
擠出機與耗材變量：印表機處理耗材的方式。
噴嘴後端因素：耗材擠出後的處理方式。
固件與整機質量
整機質量對精度的影響最直觀。零件的品質和裝配精度都會產生影響——有趣的是，3D印表機本身往往也使用3D列印零件，這些零件本身也需要足夠精準。
運動部件需要良好潤滑以保證順暢運行，固件則通過計算列印頭的加速度和方向變化來兼顧速度與精度。現代印表機採用輸入整形等算法來輔助硬體，突破速度與精度的邊界。這也是技術本身的局限：列印速度越快，皮帶、導杆和軸承在壓力下的形變越大，精度也隨之下降。
定期維護對於保持精度至關重要——定期更換噴嘴、潤滑導杆、收緊皮帶，忽視這些會導致列印質量和精度明顯下降。
擠出機與耗材變量
3D列印耗材是一種特殊材料：固態塑料被熔化後從細小噴嘴擠出。推進速度越快，材料的行為越難預測，速度因此成為影響精度的最大障礙。PLA是最常見的耗材，熔點較低，但對溫度、濕度和流量的變化十分敏感，稍有波動就可能讓精心設計的模型變成一團變形的塑料。
耗材的熔化過程在"熱端"完成，熱端由噴嘴、加熱腔和冷卻塊組成，擠出機的齒輪則負責夾持耗材並控制推進壓力。
這也是最容易調整的環節——現代切片軟體提供了對溫度、壓力和流量的精細控制，方便用戶針對精度需求進行微調。
噴嘴後端因素
印表機可以控制耗材離開噴嘴前的狀態，但擠出後的表現還會受到外部因素影響，因此大多數廠商會採取相應措施。加熱列印床有助於減少收縮，封閉式印表機則通過調節氣流來控制材料冷卻後的形變。
了解材料的收縮特性，是在建模階段就將公差考慮進去的關鍵。塑料冷卻時會收縮，如果能掌握收縮量，就可以在接合處和運動部件的設計中提前補償。
精度究竟有多重要？
這取決於你的用途。如果你只是列印好看的裝飾模型，不需要任何機械運動，那麼速度可能比精度更重要——當然，要讓模型看起來精緻，每一層的精度同樣不可忽視。
如果你在為機器人或其他機械裝置製作零件，那麼放慢速度、專注於精度就比追求列印速度更有意義。
Bambu Lab P2S是我們評選的綜合最佳印表機，它能以五年前難以想像的速度列印出誤差僅0.33%的模型。Bambu Lab工程團隊告訴我，自X1 Carbon發布以來，速度一直是公司的首要優先級，為了維持高速和良好質量，精度被放在了相對次要的位置。
Prusa則相反，將機械精度和質量置於速度之上。Prusa發言人表示："質量在很大程度上由尺寸精度決定。"工程師們也會考慮速度，"但不能以犧牲精度為代價。"Prusa Core One在所有測試中精度最高，雖然速度不及部分競品，但質量有目共睹。
CNET的測試方法
我們對所有FDM印表機採用統一的測試流程：每台印表機在發布評測前至少累計100小時的列印時間，使用至少三種不同材料進行測試，並列印同一款CNET測試模型。
這款測試模型由我委託Fixumdude建模，專門用於壓力測試3D列印中對大多數用戶重要的幾個方面，主要測試項目包括：
橋接：測量冷卻效果以及印表機跨越空隙的能力。
懸空：測試無支撐角度的列印質量，角度越大越好。
振紋：由振動引起，通過浮雕和凸起文字測試振動補償效果。
精度：通過測量模型C形結構的多個尺寸來評估列印精度。
精度測試詳解
CNET Logo上的C形結構用於精度測試，包含三個測量區域，覆蓋四項指標：
垂直高度：C形結構的垂直高度精確為30mm。只要層高設置正確，大多數印表機都能很好地完成這項測試。噴嘴磨損或流量偏差可能導致輕微誤差，但大多數測試機型的誤差都在0.15mm以內。
圓形直徑（水平與垂直）：這實際上是兩項測試合一。圓形的直徑理論上應該相等，但在3D列印中往往並非如此。由於熔融塑料有下垂的傾向，垂直方向的直徑更容易出現誤差。水平直徑接近15mm，但垂直直徑可能偏差明顯。這一點對於需要配合安裝的孔位尤為重要——橢圓形的孔無法容納圓形的軸。
綜合這三項測量，可以對印表機在大多數應用場景下的精度有一個全面的了解。這套測試並非針對工業級應用，而是面向小型企業和家庭愛好者設計的。
精度只是選購標準之一
需要強調的是，精度只是選購3D印表機時的考量因素之一，其他測試同樣重要。Elegoo Orange Storm Giga就是一個典型案例：在精度測試中，它的綜合得分為0.67%，表現出人意料地好，但在其他標準上與榜單上的其他印表機相比仍有差距。
在懸空測試中，Giga的表現明顯遜於其他印表機，說明它在沒有支撐的情況下不適合列印複雜形狀。
選購3D印表機時，務必綜合考量所有性能指標，而不是只關注某一項特性。
如何在家測試列印精度
在家測試精度的方法有很多。CNET設計了專用測試模型，Benchy也是長期以來的通用標準。如果只想專注於精度測試，Chepcube是一款簡單的模型，可以分別測量X、Y、Z三軸的精度。
測試精度只需一件工具：遊標卡尺。不需要很貴，普通的廉價卡尺就能精確到0.01mm，對於3D列印來說完全夠用。
以下是使用CNET測試模型的簡要步驟：
從Printables或Makerworld下載CNET測試模型。
將模型導入切片軟體。
使用默認的0.2mm層高設置。
將填充率降低至8%。
確保不選擇邊緣附著（Brim）。
切片後發送至印表機列印。
列印完成後，嘗試取下頂部的所有銷釘。大多數銷釘可以輕鬆取下，但0.2mm間隙的銷釘可能很難甚至無法取下。這有助於你判斷自己的印表機能支持多小的公差設計。
用數顯卡尺測量C形結構的高度，確保卡尺的平面接觸模型主體，而非細小的凸起部分。
在C形結構的寬度方向上取三處測量值，取平均值。
用卡尺的內徑測量爪分別測量圓形的水平和垂直直徑。
這四項測試能讓你對印表機的精度有清晰的認識。你可以通過調整切片設置來優化結果，但具體調整方法超出了本文的討論範圍。
此外，確保印表機開箱後經過正確校準非常重要：擰緊所有螺絲，運行軟體提供的所有校準程序。現代印表機通常開箱即用，但運輸過程中可能發生位移，提前檢查更為穩妥。如果測試結果與預期差異較大，則需要進行故障排查。
精度最佳印表機推薦
如今購買一台優秀的3D印表機比以往任何時候都容易，即便是入門級印表機也能在精度、速度和質量之間取得不錯的平衡。
根據精度測試，表現最佳的印表機如下：
Prusa Core One：綜合誤差僅0.18%，是當之無愧的精度冠軍，列印成品質量出色。
Prusa MK4S：精度僅比Core One低0.01%，兩款Prusa產品均表現卓越。
Bambu Lab H2S：誤差0.22%，列印速度更快，列印平台也更大。
如果是購買第一台印表機或預算在500美元以內，還有以下選擇：
Bambu Lab A1 Combo：誤差1.11%，是500美元以下機型中精度最高的。
Elegoo Centauri Carbon 2 Combo：誤差1.20%，同樣是入門級印表機的優質之選。
Q&A
Q1：Prusa Core One的精度表現如何？為什麼它能成為精度測試的冠軍？
A：Prusa Core One的綜合尺寸誤差僅為0.18%，在所有測試機型中排名第一。Prusa官方表示，質量在很大程度上由尺寸精度決定，工程師在考慮速度的同時，不會以犧牲精度為代價。這種對精度的高度重視，加上紮實的機械質量，使其成為精度測試的最終贏家。
Q2：CNET是如何測試3D印表機精度的？
A：CNET使用一款專門設計的測試模型，通過測量模型上C形結構的多個尺寸來評估精度，具體包括：C形結構的垂直高度（標準值30mm）、圓形的水平直徑和垂直直徑（標準值15mm）。將這三項測量結果與標準值對比，即可得出印表機的綜合精度誤差百分比。每台印表機在測試前至少累計100小時列印時間，並使用至少三種不同材料進行測試。
Q3：影響FDM 3D印表機精度的主要因素有哪些？
A：影響精度的因素主要分三類：一是固件與整機質量，包括零件品質、裝配精度和固件算法（如輸入整形）；二是擠出機與耗材變量，包括列印溫度、耗材流量和推進壓力，PLA等耗材對溫濕度變化較為敏感；三是噴嘴後端因素，包括加熱列印床對收縮的補償，以及封閉式機殼對氣流的控制。此外，列印速度越快，精度通常越低，這是FDM技術本身的固有局限。
