1起源:3D打印技术三十年【中关村在线3D打印频道原创】尽管3D打印技术在近几年才为人们普遍了解,它最早的发展却可以追寻到20世纪80年代的美国。当时这种新颖的制造技术并不叫“3D打印”,在学术界更多地被称作“增材制造”。直到21世纪初期增材制造技术逐渐成熟,传统的车、铣、刨、磨、钳的制造工艺才被称作“减材制造”,与全新的增材制造刚好是完全相反的两种制造方式。我们用这一段小历史,来开启国内第一次对3D打印设备的横向测试、考验和评价。
●起源:3D打印技术三十年 激光烧结的3D打印技术,也就是所谓SLS,在20世纪80年代中期诞生于美国德州大学奥斯汀分校,它的原型机由现在的卡尔.戴卡德博士、当时的本科生在实验室中完成。光固化的3D打印技术,(这里特指SLA)也是同一时期,确切的说是1984年,由查克.赫尔完成原型机的试验,并于1986年获得专利授权。而现在查克.赫尔是3D Systems的联合创始人和首席技术官。而热熔融的技术(FDM)被斯科特.克伦普发展并在1990年实现商业化,现在克伦普是Stratasys的联合创始人和董事会主席。最早这批技术的目标都是面向工业和商业的应用,那时他们以“增材制造”的概念出现,而3D打印这个词甚至并没有诞生。
直到2007年,大众媒体华尔街日报和时代周刊刊载了关于3D打印和增材制造的文章,“3D打印”这个字眼才作为一种更宽泛的增材制造方式的代表,逐渐为公众所熟知。 应该说,现在我们在电商网站上、在高校实验室中看到很小的3D打印机,它们的技术根源都来自最早这批工业上的研发和应用。而在桌面型的3D打印机中,品牌最多、使用最广、装机量最高、价格最低廉的就是FDM类型的3D打印机。那么是谁把工业化的庞然大物,缩小到一个台式机、一台打印机那样的大小呢? 这源于英国巴斯大学讲师阿德里安.鲍耶尔的一个实验,验证一种可以自我复制的机器是否可以在短时间内传播到世界各地,而它稳定进化、快速传播的最好方式就是开源。在2005年鲍耶尔提出这种想法,2007年制作出第一台RepRap原型机达尔文(Darwin),这被认为是有史以来第一台廉价的3D打印机。 随后短时间之内,这种廉价开源的、无需复杂工业设备就能够制造的3D打印机RepRap借助互联网被欧洲和美国爱好者快速复制并改进,先后出现了普鲁萨、孟德尔、赫黎胥等进化版本。细心的读者会注意到,RepRap的不同版本都是以生物学家或遗传学家的名字命名的。而这些来自软件、硬件、制造、教师学者等多个行业的爱好者也通过RepRap聚集起来,形成一个分享、探讨和改进RepRap的庞大社区。
在美国,MakerBot创始人、前CEO布里.培迪思也是RepRap最早的一批拥趸之一,而他在2009年制作的MakerBot最早的开源3D打印机CupCakeCNC也赢得了一批忠实用户,尤其是MakerBot的开放3D打印模型社区Thingiverse聚集了大批活跃的北美玩家,分享模型和打印成果,成为当时最活跃的3D打印社区之一。 而国内的桌面3D打印机制造更晚一些,大约从2009年、10年开始起步,在2013年仍然有大量的RepRap类、MakerBot类和源于欧洲的Ultimaker类开源套件出售,而近两年情况出现了很大的变化。 2014年,调研机构Gartner给出的全球3D打印机出货量数据是108151台,超过了十万;2015年的出货量有一个数据是22万台,也有另一方数据是16.6万台。而中国的数据,IDC给出的2015年出货量估计是7.7万台,桌面设备台数能占到90%;我们不排除有拔高行业增长预期的水分在里头,但是机型改进、消费者从关注转变为有购买欲望、3D打印机更加成熟稳定却是不争的事实。 考虑到百度绝大多数是中国用户,从百度指数中我们也可以看到,在2013年5月“3D打印机”的搜索频率短期超过了笔记本电脑,而过去2年时间的搜索频率与“打印机”相近。这些关注度,正在逐渐转化为购买力。
于是就有了我们的这篇桌面FDM 3D打印机横向评测,来努力为大家提供真实而可靠的评价参考。 在正式进入评测之前,我们单独发布了桌面级FDM 3D打印机的测试标准和评分标准,希望能给大家了解我们的测试方法和评分体系,这个标准是我们首次发布,在今后的测试中,我们会根据行业发展和产品更新不断完善和升级该标准。 除此之外,由于测试项目多,评测流程长,大家可以根据自己的需求跳转到感兴趣的一页去阅读,有需要和我们进行探讨的问题,我们持开放态度欢迎大家抱着交流的心态来沟通,沟通方式一并呈上!
邮箱:li.gang@zol.com.cn;song.daxi@zol.com.cn 2九款桌面FDM 3D打印机大比拼●九款桌面FDM 3D打印机大比拼 我们先来看一下本次参评的桌面型FDM 3D打印机。 以下介绍顺序与本次评测打分和评价无关。弘瑞Z300 3D打印机,北京汇天威科技与高校在2015年合作研发的大尺寸桌面型3D打印机,面向普通消费者、专业玩家和设计、制模从业者,是由前代产品MR300演化而来,经历几十款原型机的迭代优化,在设计和实现上都以稳定性为第一目标。
ICEMAN3D D150,浙江麦田网络出品。2011年麦田网络从互联网和软件行业转向3D打印设备研发制造,研发出一款小巧轻量化、智能化的3D打印机,面向家庭、青少年群体的桌面型3D打印机D150,触控式的彩屏和手机APP应用是它的特点。麦田网络以前有做软件和页游的经验,在做3D打印机的趣味性上他们更有心得。 MakerBot Replicator 2X,原产自美国,MakerBot桌面家族中的一款双喷头3D打印机,属于第四代机型,不少国内品牌的早期产品是仿制该机型,面向包括一般玩家、设计师、硬件工程师等广泛的用户群。 MakerBot Replicator,美产的MakerBot家族中的第五代产品,在2014年美国CES上与公众见面,在北美地区有广泛的用户群,目前仍然是MakerBot桌面机型的主力产品之一。它最近刚刚发布了新型可更换的喷头Smart Extruder+,具备更高的稳定性、更多的智能检测功能。 三绿SL-D008,是珠海三绿实业在FDM 3D打印耗材成功之后最新推出的配套3D打印机。三绿实业现有10种以上的FDM专用3D打印耗材,以耗材为依托研发配套3D打印机,与本品牌耗材的匹配度可能更好。 三纬国际XYZprinting da Vinci 1.0 Pro,一款面向进阶玩家、创客群体、设计师的桌面型3D打印机。由金仁宝集团(业内实力最雄厚的企业之一)旗下公司--三纬国际的3D打印品牌XYZprinting出品,附带激光雕刻功能。这款机型在2016年美国CES上展出,目前已在中国上市,是目前三纬旗下的主力机型之一。依托金仁宝集团的技术和制造实力,三纬国际平均五六个月的时间就能推出一款包括3D打印机在内的新品,如已经推出的机器人、智能穿戴产品等,让我们惊叹于这个企业的产品生产和研发实力。
闪铸Dreamer,最早是由浙江闪铸在2014年面向国外玩家推出的一款双喷头桌面型3D打印机,一改闪铸过去产品给用户留下的印象,产品的完成度较高,主打性价比。喜欢动手的朋友知道博世Dremel这个品牌,是博世旗下非常好的一个电动工具品牌,而闪铸给它们OEM的3D打印机Dremel 3D Idea Builder就是以闪铸自己的Dreamer为原型机设计的。 闪铸Finder,浙江闪铸科技2016年新款小型3D打印机,首次亮相在美国CES展会上,面向家庭和青少年用户,设计和造型比较精致。它在2016年1月份获得了德国iF设计大奖,是顶着很大的名头来到中关村在线评测中心的。 Tinkerine Ditto Pro是一款由加拿大初创公司设计和制造的桌面型3D打印机,面向教育行业、青少年群体,开放式框架比较独特,并不是常见的长方体而是一个“C”造型。目前还没有正式进入中国市场,这款产品有着自己的特色和特殊定位,值得与大家细细解读。 接下来,我们分别从安装与操控、外形与结构、打印质量、打印效率、切片软件、特色功能、出错处理、耗材质量和售价9个大项65个小项上,对这九款3D打印机逐一进行客观和公正的测试。 3附件与安装 九款大不同●附件与安装 九款大不同 有一些在2012年、2013年接触3D打印机的玩家会有深刻的体会,那时很多机型是DIY套件,或者有喷嘴、料板等部件需要组装,尤其是刚一上手需要花费一个到几个小时来组装。当看到喷嘴挤出材料的那一刻,内心是喜极而泣的。然而这与PC DIY不同,DIY发烧友花费大量精力和时间,目的是为了改造出绚丽的配件、灯光效果,或者压榨硬件的最后一丝性能;而3D打印机的组装并不能给机器本身带来品质的提升,甚至会非常影响打印机的稳定性,浪费用户大量的时间,我们认为这是冗余的操作。 那么在桌面3D打印机产品经历两三年时间、几款甚至十几款产品迭代之后,它们的安装与操控如何?能不能快速上手呢?我们先来看随3D打印机包装搭配的附件和安装难易。
弘瑞Z300整机装配程度很高,并不需要很多的安装步骤,只需要把料轴穿过耗材盘拧在机身侧面,再把打印底板放在平台上即可。底板四角采用了磁吸附设计,轻轻放入位置自动贴牢平台。它附赠的撬棍在我们接近三个月的使用体验中很顺手,用来从平台上卸下打印物品比较得力。 ICEMAN3D D150同样的是四角磁吸附底板,料盘支架挂在机身后方,安装简单。快速启动手册在第一次使用的时候很有用,让使用者很快熟悉机器结构和操作。 MakerBot Replicator 2X我们没有拿到整个包装,在操作手册中我们找到如下的配件列表。安装并不复杂,将材料支架挂在机身背后,把手用螺钉固定在前门上,胶带在底板上粘贴平整并用刮板刮牢固。对于Replicator 2X这种近端挤出,也就是挤出机与喷嘴紧密连接在一起的机型来说,进料管并不是必须的。 MakerBot Replicator五代的底板是抽拉式的,磁吸附设计的打印头免除螺丝和扣具,对准阵脚即可自动吸附。料盘安装在机身后侧内置的耗材架上;另外整张的蓝色美纹纸贴打印平台也更方便了一些。 三绿SL-D008的挤出头组件同样是分离的,安装比较简单只需要将排线与挤出组件连接,将底部的螺丝拧在光轴基座上。打印平台玻璃板对准四角的螺钉轻轻按下,将耗材挂在背后的支架上,即可完成安装。四角磁吸附的前挡板起装饰作用,对打印和操作没有什么影响。 三纬国际da Vinci 1.0 Pro有非常全的附件,还附带了铜刷、铲子、齿轮清洁刷和喷嘴清洁丝这些维护工具。如果选购激光雕刻功能,还会多一个激光雕刻喷嘴在配件中。把机箱两侧的扣板盖上,耗材匣放入机身后部的内置仓,并且扣上固定耗材的卡扣,即可完成安装。比较简单;随机也赠送了一个耗材匣。 我们拿到的Tinkerine Ditto Pro并不是完整包装的机器,在初装手册中看到它的随机附件搭配,这款3D打印机完成度很高,仅需要安装底板、用四枚卡子固定牢靠即可。 闪铸Dreamer 3D打印机的随机配件非常丰富,螺钉和数据线也留有冗余;工具箱里的工具并不是全都用得到,主要还是用六棱扳手和铲子。 为了运输的稳固,打印头组件与机身是分离的,初装需要用2个螺钉将打印头固定在光轴的基座上;导风嘴也需要用螺钉固定在风扇下方,要多花一些时间。料盘用料轴固定在机身两侧。这个时候快速启动手册起到很大的指南作用。 Finder是闪铸2016年推出小机型,整机装配程度已经很高了。将耗材装入后部的内置耗材架,从出口中穿出即可。 所以回到桌面型3D打印机最初产生的时候,它的目的是实现快速的自我复制,因此零件都需要单独购买、打印和组装。现在它们的属性变化了,变成闭源的、商品化的东西,因此安装和维护还是越简单越好。 一点思考:不同品牌的产品针对用户安装提供相应的工具和附件,一定程度上方便了用户的体验,但是从目前3D打印机发展趋势来看,这并非最优化的解决方案,如果用户连工具都不需要,通过更多自动化的方式而非人力手工操作,岂不更好? 4操作与进料 彩色触摸最舒适●操作与进料 彩色触摸最舒适 如同复印设备一样,3D打印机日常我们直接使用最多的是它的显示面板和按键。另外考虑到我们很有可能使用不同颜色或者不同材质的耗材来做打印,操作和更换材料是否易用就变得很重要。这也是目前桌面型3D打印机差别很大的一个地方。 弘瑞Z300和ICEMAN3D D150的操作面板都采用了全彩的液晶触摸屏,Z300稍微小一点4.3英寸,D150稍大一点4.5英寸,都有舒适的操作体验,也更接近用户使用智能手机的习惯。得益于中国本土的研发设计,这两款机型都支持全中文界面,另外D150还有繁体中文和英文语言选项。
闪铸的两款3D打印机也是彩色的液晶触摸屏,而不同之处在于这两款使用了电阻屏,色彩显示也更单调一些。在两个月左右的使用时间里,Dreamer和Finder的触摸屏有着良好的操作手感。这两款3D打印机同样支持简体中文,还有繁体中文、日语、英语等多种语言。 MakerBot Replicator五代的彩色液晶屏、旋钮加上按键的操作面板在桌面机型中比较少见,旋钮定位准确,操作感良好。值得一提的是它的显示部分在一些操作中还有动画提示,这个我们在调平的部分做详细展示和分析。仅有英文界面,未来MakerBot在亚洲区推广有可能加入中文语言支持,目前还无法提供中文操作界面。
Tinkerine Ditto Pro是黑白图形加上旋钮的操作面板,可惜的是它的旋钮响应相对操作有一些延迟,略有遗憾,同样仅有英文界面,并没有针对中国市场进行本土化。
MakerBot Replicator 2X和三纬da Vinci 1.0 Pro都用了黑白文字的显示屏和按键,这也是从最早的桌面型FDM 3D打印机继承过来的常规的显示、操作方式。Replicator 2X仅支持英文;Da Vinci 1.0 Pro当前有英文、日文、法文等多种语言支持,不支持中文界面有点遗憾。
三绿SL-D008用了黑白文字显示屏和旋钮,旋钮操作感良好,然而液晶屏显示并不直观,有些功能需要参考操作手册来完成。仅支持英文语言。 在安装和更换耗材上,ICEMAN3D D150需要先预热打印头,再持续按住进料/退料键来挤出/退出耗材;三绿SL-D008也需要先预热、再选择喷嘴、再设置挤出/退出量。另外几款3D打印机,尽管操作步骤上有细小差别,还是都实现了方便的一键进料/一键退料。 评价:人机交互对于3D打印机这样的专业工具而言非常重要,目前主流的人机交互方式仍然是通过操控按键和屏幕显示信息来进行,但是不同时代的产品有着巨大的差异,3月份在上海的TCT亚洲展上我们已经看到了语音交互控制的FDM 3D打印机,显然更便捷的交互是未来的趋势。 5调平:是否是必须的步骤?●调平:是否是必须的步骤? 本次横评的3D打印机,都是经过出厂预先调平的,不过在运输过程中有可能使平台位置发生变化,打印之前需要检查调平状态,因为平台是否调平直接影响打印的成败,尤其是在打印比较大的模型的时候。而本次横评的几款机型,又给了我们全新的体验。
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