独立工程师兼YouTube创作者亚恩·罗茨刚刚在3D打印领域创造了一项新纪录。

他那台名字绝非偶然的自制打印机，仅用74秒就打印出了广泛使用的测试模型3DBenchy。

作为对比，一台普通的FDM打印机完成相同任务需要30分钟到1个多小时，而他的“一分钟人”只需要一分多钟。

这并非侥幸的结果或一次性的演示，亚恩为这一成就努力了一年多。

超过365天持续的工程工作、几十次迭代，并解决了先前被认为是FDM打印不可逾越的物理障碍的问题。

亚恩·罗茨以Roetz 4.0为品牌进行创作，多年来一直在制作有关数控加工和3D打印的内容。

他并非学术界的研究人员，也不隶属于增材制造行业的任何一家公司，他是一名独立的工程师。

他拥有一间摆满车床、铣床和打印机的工作室，并将它们视为一个统一的工作环境。

“一分钟人”项目源于一个具体的问题：如果不再遵守成规，FDM打印的极限能推进到何种程度？

亚恩公开地寻找答案，在他的YouTube频道上记录每一步进展。

机器的每一次迭代和出现的每一个问题都成为了新的一集，这让观众能够亲眼目睹一个真实的工程过程在实践中的展开。

他为自己设定的目标简单而具体：在一分钟之内打印一只Benchy小船，因此打印机得名“一分钟人”。

要理解74秒这一结果的意义，需要了解什么是“速艇竞标赛”。

这是3D打印社区内部一项非官方但备受尊重的竞赛，目标是以尽可能短的时间打印3DBenchy。

规则十分严格：只能使用PLA耗材、规定的层高、模型尺寸必须保持在可接受的公差范围内，并且整个打印过程必须录屏，画面中要有可见的计时器。

Benchy并非一个随意选择的模型，它是专门为测试打印机的各项能力而设计的。

它具有悬垂、桥接、圆柱形烟囱和精细的内部细节，每一个要素都旨在揭示机器或材料的不同弱点。

这也正是它多年来成为FDM社区标准基准模型的原因。

亚恩认真地对待这场竞赛，并从零开始，这个项目并非一开始就冲着纪录而去。

最初的成果是一只5分钟打印出的Benchy，然后时间逐渐缩短，最终达到了上文提及的74秒。

机器的每一次新迭代都解决了前一个版本中出现的一个具体问题。

起初，最大的瓶颈是工具头的运动速度。

经典的CoreXY打印机让打印头沿着X和Y轴移动，同时打印床沿Z轴下降，这在标准速度下工作良好。

但在极端加速度下，沉重的工具头开始产生巨大的惯性力，实际上会在打印过程中把模型撕扯开来。

亚恩决定反转这一逻辑，在“一分钟人”上，打印头保持静止。

打印床通过安装在四个角的电机驱动，同时沿着两个水平轴运动，这意味着沉重的、多路进料的挤出器不需要随着每一个动作而被猛烈地加速和减速。

惯性力因此大幅下降，运动速度得以提升。

运动问题解决后，另一个问题出现了：材料流动。

经典的单喷嘴挤出器在给定单位时间内能够挤出的熔化塑料量存在物理极限。

在极高速度下，打印会出现挤出不足，因为热端根本无法足够快地熔化耗材。

亚恩设计了一个配备四个联动BondTech挤出器的打印头。

四股1.75毫米的耗材被送入一个共享的熔化腔，然后材料通过单个喷嘴挤出。

这不是四个同时打印的独立喷嘴，而是通向同一个储料腔的四个输入端，这种方式成倍提高了流量，却无需对切片软件架构进行任何修改。

概念简单，但执行起来非常困难。

这个问题解决后，冷却问题随之浮现。

在层时仅为0.4到0.6秒的情况下，PLA材料在下一层材料堆积之前没有时间固化。

模型会发生变形、尺寸失准，极端情况下甚至会从内到外熔化。

作为应对，亚恩设计了一个圆形的气刀式风道，同时从四面八方包围喷嘴。

但仅靠压缩空气还不够，他在系统中加入了干冰，在将空气送入风道前将其冷却到零度以下。

更冷、密度更高的空气比标准冷却风扇能更有效地带走热量，所有这些解决方案结合的结果就是：74秒，并且模型尺寸保持精准。

“一分钟人”是一台与市面上任何商用机都不同的机器。

其运动结构基于移动床而非移动工具头，打印床由四个独立电机驱动，沿X和Y轴运动。

工具头只沿Z轴移动，这意味着运动部件的质量远低于带有复杂多路挤出系统的完整工具头。

打印床运行在空气轴承而非机械导轨上，这消除了在极端运动速度下可能破坏定位精度的摩擦、间隙和振动。

挤出系统由四个BondTech挤出器组成，将材料送入共享的熔化腔。

有效流量比标准热端高出许多倍，且无需在切片软件中定制特别的参数配置。

冷却由一个内置于回路中的带干冰的环形风道处理，空气被冷却至零度以下，并从四面八方同时输送到喷嘴附近。

创造纪录的打印所用材料是PLA，符合SpeedBoatRace规则。

亚恩并不掩饰74秒并非终点这一事实，目标依然不变：在一分钟以内。

该项目的完整技术文档可在他Discord上免费获取，他的Patreon存在仅是为了筹集资金用于机器的后续迭代。

也可以通过上文提到的YouTube频道关注他的工作进展。