寫在前面的話
現(xiàn)在的科技進步真的讓人瞠目結(jié)舌,幾年之前還覺得神奇且科幻的3D打印技術(shù),居然現(xiàn)在已經(jīng)成了很多家庭的普通手工項目。想想也是,這一代的孩子們接觸世界的方式太多樣了,自然對于科技的敏感度比我們可強多了。所以當(dāng)孩子提出也想要一個3D打印機作為生日禮物的時候,我第一反應(yīng)是:蛤?第二反應(yīng)是:整!
當(dāng)然,孩子和我一樣,其實都是聽過3D打印,并不真正了解,所以到底從哪入手,我倆都是兩眼一抹黑。我相信很多人和我一樣,3D打印技術(shù)和設(shè)備都有一種想擁有,卻不知道從何下手的感覺,那么今天咱們就一起來了解一下,希望可以通過這一篇,讓眾多的和我一樣啥也不懂的人,能稍微懂點,并進入到精彩的3D打印世界!
一、先了解一下啥是個3D打印
雖然3D打印機也有打印機三個字,但是它和我們平時所使用的平面打印機差別還是挺大的。一來機器外形差別就挺大,品牌更是眾多,甚至很多名字叫不上來也正常;二是3D打印機依賴于專業(yè)軟件繪制的專用圖紙,這個門檻對于很多新手來說比較高,需要一定的電腦硬件要求和對軟件使用能力有較高的要求;三是個人用戶對3D打印技術(shù)的需求尚不明確,很多人都是沖動入場,完全不知道拿這個機器能做什么、要做什么,經(jīng)常是大幾千塊錢買回來,打印一個小玩具,真的蠻浪費。所以我們在購買之前,可以先做做功課,了解一下3D打印技術(shù)和3D打印機,自然也就慢慢的知道自己究竟想要一臺什么樣的機器,以及買來做什么了。
1、什么是3D打印?
3D打印技術(shù)是增材制造技術(shù),它是利用計算機將需打印的物體3D模型,切成無數(shù)個具有一定微小厚度和特定形狀的截面,然后拼成一個三維的實體物件。。
▲舉個類似的例子,3D打印機打出的成品大概就像這種立體便簽一樣,是由無數(shù)個平面疊加成形出一個實物。 像以前,我們?nèi)绻胍鲆粋€成品,可能就需要傳統(tǒng)刀具切割打磨,如果是工業(yè)化那就需要有模具,這兩點對于普通家庭來說就實屬不現(xiàn)實。而現(xiàn)在有了3D打印機,它可以實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造,并且可以簡化生產(chǎn)工序,縮短制造周期。最重要的是,比起手工制作來說,它真的簡單了不少。
2、家用3D打印機的技術(shù)有哪些?
3D打印機目前的應(yīng)用主要分為消費級、工業(yè)級、行業(yè)級等,我們普通消費者當(dāng)然更多的還是關(guān)注消費級的3D打印機。消費級的打印機技術(shù)分為兩類:熔融型和光固化型。
1、熔融型:
熔融型即Fused deposition modeling (FDM),是把原料融化之后,把需要造型的地方填充出來,一邊填充一邊冷卻,最后得到想要的模型。
FDM技術(shù)的原理是通用的,還可以細分成不同的架構(gòu):i3、盒子、三角洲、單臂。其實大部分想要玩3D打印的普通消費者,大多是喜歡動手DIY、喜歡創(chuàng)意之類的東西,所以從這點來看,F(xiàn)DM類的3D打印機真的是一個不錯的選擇。
2、光固化型
光固化型是用光去固化液態(tài)樹脂,它主要利用的是光敏樹脂通過一定時間的曝光就會固化的特點,通過曝光不同區(qū)域形狀,然后層層累積出目標(biāo)的3D模型。這類打印機的技術(shù)主要分為LCD、DLP、SLA。相對于FDM型設(shè)備而言,基于SLA/ DLP光固化成型技術(shù)研制的桌面3D打印機具有微米級超高打印精度、模型表面非常光滑細膩等優(yōu)勢,但即使最便宜、普及最好的LCD類的光固化3D打印機價格也要遠高于FDM型,因此對于入門用戶來說不太建議。
小總結(jié):通過技術(shù)對比,自然我們也就知道了,我們?nèi)绻徺I3D打印機的話,盯著FDM型就夠用了。
3、家用桌面型3D打印機如何選購?
大部分普通消費者想要入門3D打印機都是從家用的桌面型入手的,尺寸比較小巧一些,價格也便宜,適合初入門來學(xué)習(xí)使用。所謂桌面級3D打印機,顧名思義就是可以放置在桌面上的小型3D打印機,這種設(shè)備具備體型小巧、操作簡單等優(yōu)點。當(dāng)然根據(jù)打印機所采用的不同的3D打印成型技術(shù),如FDM、SLA、DLP等,其價格差異還是比較大的。
1、所用耗材
FDM型3D打印機通常使用熱塑性塑料絲,大多數(shù)可以處理ABS、PLA、PVA、TPU,以及各種PLA混合物(例如與木材,陶瓷,金屬,蠟,碳纖維等混合)。
FDM耗材一般有1.75或2.85mm兩種標(biāo)準(zhǔn)尺寸,而且耗材的顏色非常豐富,足夠我們?nèi)粘J褂?,能夠打印出來非常漂亮的作品?/font> 光固化3D打印機使用的材料比較單一,一般是液態(tài)光敏樹脂以及一些工業(yè)用途特種樹脂。不過光固化3D打印機的耗材顏色選擇有限,可能沒有那么豐富。
2、精細度
如果說到精細度,那么光固化3D打印機的精度可達微米級,而目前FDM的打印精度一般在0.1mm左右,相比之下,如果追求作品的精準(zhǔn)性,肯定是要選擇光固化型3D打印機。
3、打印成本
很多東西都是產(chǎn)品本身不貴,耗材貴,尤其是3D打印機這種耗材用量驚人的產(chǎn)品,所以一定要預(yù)先看看成本核算,再考慮入手。
FDM 3D打印機中的消耗品是噴嘴和長絲卷,噴嘴的價格一般就幾塊錢,而標(biāo)準(zhǔn)耗材卷價格在過去幾年一直在下降,一公斤約在80元左右。
相對來說,光固化3D打印機使用的耗材光敏樹脂1升標(biāo)準(zhǔn)樹脂價格約在150~200元之間,如果長期使用的話,總體成本比FDM型打印機還是要貴一些的。此外光固化3D打印機的配件也有損耗,比如某些打印機投影用的屏幕需要半年更換一次,還有光源也是定期更換,另外盛放樹脂的料槽可能會刮花,也需要更換。這些零零總總的下來,也是一筆不小的開支。
4、成品效果
影響成品效果的原因很多,比如FDM 3D打印機的脫模拆卸相對容易,品相保持完整。而且使用后也好清理,使用鏟刀即可。但是FDM 3D打印完成打印后,成品比較毛躁,所以要通過打磨來使表面更光滑。 光固化3D打印機的優(yōu)點是打好的成品表面光滑,通常無需打磨。但缺點是比較難從打印平臺上移除,需要一定的技巧,并且通常在平臺上會留下大量樹脂,后續(xù)清理會花費更多的精力。
小總結(jié):通過這幾個要點對比,我還是比較建議新手先拿FDM型3D打印機練手,就算初期失敗率高,考慮到耗材便宜,也能承受。
二、智能派Neptune 3 pro介紹
厘清了選購思路后,我初步定的購物計劃就是: 1、對新手友好的FDM型3D打印機; 2、對窮鬼友好的3000元以內(nèi)的預(yù)算; 3、為了成品可以大一點,最好是i3型,但也別太大; 4、操作最好簡單一點。 經(jīng)過自己挑選和朋友推薦后,我最后入手了一臺ELEGOO智能派Neptune 3 pro海王星3D打印機,作為自己入門神奇的3D打印世界的鑰匙
▲這款打印機整體占地面積不大,無論是餐桌還是書桌都放得下,不算占地方。我從地上抱到桌子上,覺得也不重,所以日常用的話,大孩子也能輕松移動它。
▲機器主要分為底座、龍門架以及其他小配件這幾個部分。整個組裝過程還比較容易,結(jié)合自帶tf卡里面的組裝視頻的話是蠻快的,大概20-30分鐘吧。注意插線的地方比較多,一定要小心一點。
▲3D打印機的主體部分就是這個熱床平臺,采用的是特殊PEI涂層,表面摸起來是粗糙的磨砂紋理。好處是在平臺降溫后,模型可以自行脫落,無需小鏟子也能輕松取下來,所以如果不著急的話,完全可以等冷卻后再拿取。
▲而且這款打印機的熱床擁有250W大功率,升溫快速,加熱到60℃用時約1分57秒,加熱到100℃用時約5分57秒,所以整體的預(yù)熱等待時間并不長。而且熱床加熱均勻,其高效高溫讓打印過程中模型不翹邊,成品更好看。
▲機器的龍門架屬于”負(fù)重“部件,上面安裝有打印頭、料筒、料架,所以我建議是先放好后再安裝會更方便。
▲安裝好后,我們就可以開始打印咯。開機后,顯示的是英文界面,不過海王星Neptune 3 pro支持8種語言,其中包含簡體中文,不熟悉英文的小伙伴也沒關(guān)系,到設(shè)置菜單下把語言設(shè)置為簡體中文就可以了。
▲先別著急的打印東西,咱們先調(diào)試一下機器。要想獲得良好的打印效果,就要先從調(diào)平做起,在網(wǎng)上總看大佬們教導(dǎo)如何手動調(diào)平,但是眾多的數(shù)據(jù)一直都令入門玩家比較畏懼。
▲不過智能派這款打印機有自動調(diào)平程序,利用非接觸式高精度傳感器進行36點數(shù)據(jù)采集,可以非常精準(zhǔn)且快速的完成調(diào)平。當(dāng)然,當(dāng)我從小白進階到大神的時候就可以通過右側(cè)的屏幕來進行手動微調(diào),更精準(zhǔn)更個性化一些。
▲調(diào)平結(jié)束后,接下來還要進行補償設(shè)置,調(diào)整打印頭噴嘴和打印平臺之間的最佳距離,可以放一張A紙,調(diào)整噴頭與平臺直接的距離。
▲推薦的距離是能拉出紙,但沒那么輕松,會留下劃痕,但不會過于費力。
▲機器調(diào)整好后,就可以填料了。FDM型的打印機有一個好處就是耗材便宜,而且耗材我選用的是PLA材質(zhì)??山到?,環(huán)保無味無毒,用起來安心也不會造成環(huán)境污染。這樣一盤大約1000g的料只要幾十塊,能打不少好東西呢。而且新手嘛,難免會失敗多次,也不會太心疼錢,所以用FDM型打印機作為進入3D打印世界敲門磚真是很實惠呢。
▲填料這里有個小技巧,耗材本身有一定的硬度,所以在開端這里掰直一點,就可以很精準(zhǔn)的塞進去了。
▲既然是打印機,那么打印的東西一定是要有源文件的,我們既可以通過線材連接電腦和打印機,直接將電腦上的模型圖紙打印出來,也可以將圖紙拷貝到tf卡中插入機器中。
▲小小吐槽一下哦,海王星Neptune 3 pro用的是tf卡,太小了,卡槽這里的距離也比較緊湊,插拔還是挺費勁的,希望廠家能不能改善一下啊。
▲當(dāng)然,這款機器也有特別優(yōu)秀的地方,比如頂部橫梁配的這個照明LED燈條,可在屏幕中的按鈕操作開啟和關(guān)閉,以方便我們在光線不足的空間使用和維修機器,真的是超貼心的安排。
▲另外這款3D打印機標(biāo)配有4.3寸豎屏彩色電容觸摸屏,磁吸設(shè)計,既可以架在支架上使用,也可以拿起來手持操作。尤其是對于新手來說,觸摸操作比較簡單,而且也可以在打印過程中預(yù)覽模型和查看打印進度。
三、智能派Neptune 3 pro制作應(yīng)用
最開心的部分來了,現(xiàn)在是見證奇跡的時刻!我們終于要將一張二維的圖紙,變成三維的成品了。很多人一聽到3D打印就本能的覺得“太高端了/我可不會/買回來也是吃土”,但事實上,我嘗試下來,沒想的那么復(fù)雜。
1、從哪找模型?
說起3D打印,我們肯定第一想到的就是國內(nèi)外大神們自己設(shè)計的模型,特別炫酷,但是看著就覺得特別的難。的確,模型的建模過程對于大部分剛?cè)腴T的3D愛好者來說,無疑是一道難以邁過的門檻。所以我更建議小白們第一步可以先在網(wǎng)上尋找一些有趣的3D打印模型網(wǎng)站來下載大家設(shè)計好的模型,難度更低一點。
http://www.dayin.la/product/category.html
▲這個網(wǎng)站是國內(nèi)比較火的一個3D素材網(wǎng)站,最友好的一點當(dāng)然是全中文啦。主要網(wǎng)上3D打印網(wǎng)站以英文網(wǎng)站居多,對我這樣脫離英語好多年的人來說真的是有點困難,而打印啦網(wǎng)站的全中文真是讓我喜出望外。
▲站里有非常豐富的素材,各種內(nèi)容題材都有,如果自己不知道打什么,翻幾頁就能遇到喜歡的東西啦。
▲網(wǎng)頁上的模型既可以聯(lián)機打印,也可以下載下來打印。我一般都是選擇下載下來,因為很多大型作品需要好幾個小時,一直聯(lián)機不關(guān)機也不現(xiàn)實。
2、如何轉(zhuǎn)換模型格式?
▲迫不及待在網(wǎng)上下載了好幾個3D打印模型,有生活用品也有玩具。不過一般下載好的模型都是stl格式,不能直接用于打印,需要借助切片軟件將STL、OBJ等輸入格式切片之后,轉(zhuǎn)換成3D打印機專用的gcode輸出格式才能打印。
▲ELEGOO自帶的設(shè)計軟件就可以幫助我們轉(zhuǎn)換完成,不僅如此,還可以用來檢查這份模型是否能在我們的打印機上實現(xiàn)打印。將模型導(dǎo)入到軟件中,通過左邊欄的一系列設(shè)置查看模型的情況,還可以選擇實心或者鏤空打印等設(shè)置了。
▲最重要的是要查看模型尺寸是否超出可打印尺寸,切片軟件里面的模型一旦超出藍色構(gòu)建面,馬上亮起紅色警示,意味著這部分是打印不出來的,我們需要把模型調(diào)整到合適的大小,全部呈現(xiàn)藍色才可以,不然有可能模型太大導(dǎo)致打印不成功,浪費時間和耗材。
▲調(diào)整合適后就可以開始切片了,切片后的文件拷貝在tf卡里,就可以開始打印了。注意看,軟件還會提示我們打印這個模型大概需要多久時間,我們可以做好時間規(guī)劃。
3、打印初嘗試:杯墊
▲這款智能派FDM型打印機操作起來真心簡單,首先先設(shè)置打印屬性,選擇打印使用的耗材種類。噴嘴最高溫度260攝氏度,熱床最高溫度100攝氏度,可根據(jù)不同耗材材料設(shè)置不同的打印溫度。
▲輕輕一按,機器就開始打印了。可以看到噴頭開始均勻的噴出材料,一層層的疊加。海王星Neptune 3 pro的打印頭采用近端雙齒輪擠出機,相比其他擠出機擠出壓力更大,出料更順暢,內(nèi)置鈦合金喉管設(shè)計,可有效減少噴涂堵塞和有效避免擠出機的跳齒問題,使打印精度更高。
▲打印頭采用的是4V輪設(shè)計,相比市面上普遍是3V輪的FDM型打印機,運行更加平穩(wěn),機子的使用壽命也會更長。V輪采用的是高品質(zhì)POM材質(zhì),擁有超長的使用壽命,使用過程中噪音也相對來說會更低。
▲打印頭這邊的散熱控制很不錯,這大幅度降低了喉管部分因為高溫而出現(xiàn)堵頭的問題,我打印了一堆東西也沒出現(xiàn)過一次堵頭,品控很好。
▲整個過程機器運行穩(wěn)定流暢,噪音也不大,如果在書房做的話,關(guān)著門就聽不到聲音了。
▲3D打印機工作時溫度較高,而且一般都要長時間打印,動輒幾個小時,所以良好的散熱非常重要。機器風(fēng)扇是智能控制,如果打印完成溫度降低到50攝氏度以下,它就會自動停止風(fēng)扇。帶來的好處就是省電、延長風(fēng)扇使用壽命,還減少了噪音。
▲整個打印過程完全是全自動的,這期間你可以放心去做其他事情,打印好機器會自動停止,無需你全程看顧,非常的省心。
▲而且最重要的是這款機器支持?jǐn)帱c續(xù)打,也就是突然遇到斷電后,馬上恢復(fù)供電還能繼續(xù)打印。畢竟打印一個模型,時間挺長的,要是進度99%了突然斷電還不能續(xù)打,我想我會瘋掉。
▲這款3D打印機的打印精度達到了±0.1mm,對我來說真的足夠精確了。打印速度30~180mm/s,官方建議60mm/s,不算很快但也是正常水平。
▲打印效果如何呢?我第一次打印選擇的是比較簡單的一個杯碟,整個模型表面光滑不粗糙,紋理細膩,整體效果可圈可點。
▲細看的話一些細節(jié)處也經(jīng)得住推敲,比如中心部分的網(wǎng)格交叉比較清晰,邊緣很光滑,總之,這個作品還是很成功的。
3、打印再體驗:齒輪繪畫
打完這個簡單作品后,我的興趣一下子就被調(diào)動起來了,突然看到了繪畫齒輪這個小時候的玩具,心癢難耐的想要再次擁有。還是一樣的步驟,先下載好模型stl文件,在軟件里看看會不會超出范圍,然后再轉(zhuǎn)為gcode模式。
▲這種有好幾個部件的模型,需要分別打印好后再拼裝。打印是個耐心活兒,不過好在這款打印機打印過程幾乎不需要看護,所以你也不需要浪費時間守在旁邊,完全可以去做自己的事。
▲不過想說一下,打印結(jié)束后雖然機器會自動停止開始冷卻,但是卻沒有提示音。如果是需要打印多件產(chǎn)品的話,就會浪費掉一些時間,所以希望可以改進一下這點。
▲所有部件都打印好了,可能年輕點的朋友都不太會玩吧?其實這個是一個特別有想象力和創(chuàng)造力的玩具,幾乎每個人都可以畫出完全不同的圖案,真的很有意思。
4、打印再三體驗:埃菲爾鐵塔
在打印了幾個小東西后,我逐漸膽子越來越大,想要挑戰(zhàn)點高難度了,今天就來試試一個大型作品--埃菲爾鐵塔。
▲對比之前的模型,埃菲爾鐵塔無論是從體積上還是復(fù)雜程度上都更上一層樓了。光從切片后的文件打印需要時間上來看,總時長就超過了26小時,至少需要留足2天的時間用來打印才行。
▲打印的過程也能感受到,埃菲爾鐵塔真的是立體感、鏤空感很強的模型,因此對于打印機的能力考驗真是強。
▲機器的參數(shù)設(shè)置很重要,打印參數(shù)里主要有幾個比較重要的參數(shù)就是層高、打印速度、填充以及支撐等,層高決定打印質(zhì)量,軟件默認(rèn)層高為0.2mm,這是一個比較理想的值。
▲設(shè)置太大可能會造成與平臺的粘合不牢導(dǎo)致打印失敗,二速度設(shè)置、填充比例以及支撐等設(shè)置會影響打印速度。目前我感覺這款機器默認(rèn)值就很適合家用一般使用,所以如果是小白的話,完全可以放心使用。
▲四個部件都一樣的復(fù)雜,但是看起來打印效果真是不錯。一些細節(jié)部分也完全被打印了出來,包括鐵塔的鏤空構(gòu)造、一些花紋雕飾,別看是一個縮小版的鐵塔,但是整體的氣勢恢宏都被很好的表現(xiàn)了出來。
▲相信這樣的一件裝飾品,不僅能作為自己案頭書柜的漂亮擺飾,也完全可以作為一個不錯的禮物呢。
5、打印終極體驗:自我建模設(shè)計
在打了幾個別人的模型后,總有一點手癢,也想試試按照自己的需求去設(shè)計、建模、打印,這種從零到一的過程絕對是一種挑戰(zhàn)。
▲其實自己建模的話難度也不算很高,先在紙上畫好大概的圖形,就可以在軟件里面建模了。我用的是SketchUp,挺簡單的,多試試就行,只要是數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確。
▲打印自行車把手墊圈,雖然淘寶也有賣,但一來不一定合適你的尺寸,二來現(xiàn)在物流也很慢,回來要好幾天,三來自己打印成本真的很低啊,但成就感真的很強啊。
▲另外這兩天臨近年關(guān),好多快遞都不發(fā)了,但是著急騎行的我,還是想出門試試新碼表,無奈卻沒有碼表架,不如自己打個簡易的先用上,解我燃眉之急。其實這也就是3D打印機日常使用的意義:幫你實現(xiàn)生活中所需要的一切要求!
四、總結(jié)
原以為3D打印世界特別復(fù)雜,像建模、切片等這些高端操作非理工科不可,直到這段時間日夜熟悉這款3D打印機后,發(fā)現(xiàn)這一切并沒有想象的那么困難。我這段時間打了不少有趣的東西,當(dāng)然作為業(yè)余選手,尤其還不會畫圖,所以暫時都是在網(wǎng)上下載大神分享的作品。不過總的來說,我入手的這臺ELEGOO Neptune3 Pro確實挺適合作為我這類小白初入門3D打印的第一選擇。
1、產(chǎn)品配置合理
產(chǎn)品的整體配置比較合理,像±0.1mm的打印精度、260°C的噴嘴溫度、高效智能散熱系統(tǒng)、自動調(diào)平、250W大功率熱床、斷電續(xù)打、斷料檢測等等這些技術(shù)都能滿足一般家庭的普通打印需求,實際打印出來的效果也讓人滿意,完全不像很多人說的FDM型打印機已經(jīng)日暮西山,事實上如果家用的話是完全夠用的。
2、使用簡單易會
得益于觸摸操作屏,整個打印過程特別簡單,機子操作容易上手,基本看下說明PDF就會用,而且自帶的ELEGOO Cura軟件操作也都是摸索一兩遍就能熟悉。
3、產(chǎn)品成功率高
只要選擇合適的模型,調(diào)整合理的數(shù)據(jù),迄今為止打印出來的作品精細程度都很不錯,紋理均勻清晰,對于模型的還原度非常高,也沒有毛刺之類的問題,可以說是成功率非常的高了。
唯一的不足之處可能就是打印大型作品的時間的確是太長了,但是如果速度快了失敗率就會高了,所以大家一定要調(diào)整好速度,切莫過于追求快速。 自從有了這個3D打印機,生活仿佛被打開了一扇窗。以前因為破損要扔掉的東西,現(xiàn)在可能通過打印破損零件來更換就又可以煥發(fā)新生;孩子們一些小玩具也可以打印出來,甚至可以通過繪圖設(shè)計把孩子自己畫出的圖案打印出來,讓孩子天馬行空的想象力落在了實地上,對孩子來說既是一種科技啟蒙,也是一種鼓勵。這種因3D打印機而改變的生活,才讓我們真正體會到什么叫做科技的樂趣!
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