眼见为实:实战体验万元级3D打印机

2012-12-28 09:41:25来源: 时间线杂志

3D打印机”这个名称,个人以为,在科技产品里,属于命名相当成功的。闻听此名时,会让听者瞬间有恍然大悟的欣快感——“不就是立体打印呗~”但仔细一琢磨,又不得不承认,关于原理、过程、细节云云,其实全不知晓。在知其然不知其所以然的网络世界,要解释热门词汇,更得凭借老办法:眼见为实。

虽然已采访过清华几位教授、参观过高级实验室,也采访了太尔时代创始人,但在亲眼见到这台机器工作之前,我还是无法100%确定,自己了解其全部工作原理和过程。

眼见为实:实战体验万元级3D打印机

太尔时代提供拍摄的这台3D打印机“UP”是面向大众消费级别的简易产品,只支持长宽高在140mm以内的三维设计模型打印,售价约为1万人民币(要打印大型、高精尖、直接能用的零部件,请自行购买6位数以上的工业级产品,谢谢)。

拆开包装后的裸机状态——也并非全裸——是已安装好工作平台(承接打印物、可上下左右前后移动)和机头(加热喷吐材料、可上小左右前后移动)的机身。包装内,配有一个小型工具包,内有铲子,镊子,剪子,改锥,螺丝刀,夹子等,很是小巧简便,让人想起西方传说中帮人类工作的小精灵常使用的工具。

要完成的硬件安装只有简单的两步,连文科女生都能handle。

首先,把悬挂材料的支架,用螺丝刀安装在机身左侧。然后,把为UP标配的材料线箍(重0.7kg,每捆能打二三十个小模型),挂在支架上,扯出材料线头,连接在机头上,至此,安装完毕。So,此处的材料线箍好比传统打印机的墨盒;此处的机头,好比传统打印机的喷头。

之后,就像要为传统打印机在电脑上安装打印驱动一样,3D打印机也需要自己的驱动,只不过,这个驱动要高端一点。将UP连接电脑,点击安装驱动程序和控制软件。需要区分的是,该控制软件和三维设计软件并非一个东西,它只能将三维设计图(通常是STL格式,或MAX)导入,但无法完成设计任务。就好比传统打印机的驱动只能指挥打印,但不能输入、打字、编辑文档。

具体来说,3D打印机的控制软件,任务在于将三维设计草图导入后,“切”成二维的水平层——每层厚0.3mm,这样3D打印机才可识别。理解到这一步,3D打印机就不再那么神秘了:工作时,它实际是按层打印,每一个极薄的层面堆叠起来,便构成三维造型。而3D打印精度,便部分体现在水平层能有多薄,越薄越精细。

当3D打印控制软件将三维设计图“切”好后,你可通过此软件预估大体打印时间,可以在此查看打印预览,三维设计图;还可通过此软件,手动操控3D打印机的一些简单动作。比如,在首次安装3D打印机时,要为工作平台调平。通过这个控制软件,点击相应按钮,你可以让机头在工作平台的中心和四角分别停一下,用工具包中0.2mm的塞尺量一下,是否等高。不然,通过调整螺丝可实现水平。

或者,如果你上次用黄色材料打印过,这次想改用白色。你可以点击控制软件中的“喷出”按钮,机头会将残留的一点余料“吐”出来,方便你安装新材料。

眼见为实:实战体验万元级3D打印机

机头是一个0.3mm的喷口,工作时会加温到260°融化材料,可上下左右前后运动,将ABS塑料拉丝,与同样可以上下左右前后运动的工作平台配合默契,以此完成材料的每一层打印和最终的整体堆叠塑形。打印过程中,工作平台也会保持大约80°的高温,为了给刚“打印”出来的模型保持一定温度,不会冷却过快导致变形。

《时间线》编辑部准备打印一个直径在10公分左右的地球模型,表面凹凸有致,表现地球的各大洲和海洋。

UP开机。此时,会有一个初始化的过程,工作平台和机头会上下左右活动一下,自我检测,大约1分钟。之后,我们需要把一个粘接底板(黄色的塑料板)放在工作平台上面,用夹子夹住,用来接打印模型。在打印完毕后,可连模型带粘接底板一起拿下来。

控制软件显示,地球模型被切成179层,计算出打印时间约在一小时二十分钟左右。点击开始打印,数据资料就被传到打印机上了,开始工作了。

机头要预热,加温到260°需要5分钟。机头完成升温,发出一阵长鸣,打印开始。

非常有趣的是,控制软件会根据打印模型的大小、内部支撑构造等因素,自行设计一个打印底座,以支撑模型。3D打印机会先把底座“喷”出来,然后在层层精巧的将模型“喷”在底座上。以至于一开始出现一个横七竖八的底座时,我们以为打印机出了故障。

打印过程中,机身左下角会交替闪烁红绿灯,代表它在工作,表去烦它。工作声音跟普通打印机很相似,但有时在特定运动角度,会引起机身共振,那时声音好像电锯锯木头。凑近闻一闻,会有一点塑料遇热的味道。工程师说,如果在面积较小的密闭空间搞3D打印,味道还是很可观的。

一个半小时过去后,一个小地球被UP完整“吐”了出来,起伏有致,但仔细看还是会发现表面有层层纹理——这是受限于每一层厚度有限的缘故。我们将小地球与粘贴底板一起从尚有余热的工作平台上取下来,用铲子将模型带底座一起从粘贴地盘上铲除;再用剪子、镊子之类,将底座和地球分离,至此,3D打印完毕。

整个过程充满工程学和机械力量带给人的视听嗅享受,以及亲自动手的愉快。

眼见为实:实战体验万元级3D打印机

捧着《时间线》创造的这个地球~~模型~~回想3D打印机在上个月的美国,已通过这样的工作方式打印出半自动步枪的各个零部件,且组装完毕后能成功发射6枚子弹,不由感叹世界真疯狂。再回想清华教授说,他们与生命科学相结合的生物3D打印技术,在几十年后的终极目标之一是“打印”出活体移植的肾脏、肝脏……顿时,世界观又再次凌乱了。

关键字:体验  万元级  3D打印机

编辑:马悦 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2012/1228/article_8540.html
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