一个初学者的故事 - 尝试一个3D打印机:在手

这并不容易,因为它看起来,但打印自己的乐高玩具可以说是相当令人满意。

第一次学习使用3D打印机并不复杂,但是学习如何把它做好需要一个显著的学习曲线。

在你的办公室里安装一台3D打印机有点像在你的办公桌上放一个异国情调的鱼缸——几乎每个人都会顺道来看看它到底是怎么回事。

对于一些人来说,一旦他们了解了3D打印机是如何工作的,他们的好奇心就会很快消失。对其他人来说,你打印的每件东西都是一个机会,让他们惊叹于机器人机械,它能将一层层的热塑料挤压成发丝般薄层,直到一个物体从底部向上冒出来。

在过去的几个月里,我有了第一次尝试3D打印机的机会——并且经历了很多起伏。我打印了十多件物品,从保时捷和埃菲尔铁塔的模型到多部件组合在一起的物品,包括一个很酷的哨子和一种翼龙(一种会飞的大型史前爬行动物)。

但是,并非一切都合我的预想。

Afinia的H系列3D打印机

我的测试打印机是这款h系列3 d打印机这是一家2009年成立的初创公司,其任务是向全国各地的教室分发3D打印机。(虽然3D Systems和商用级3D打印公司Stratasys旗下的MakerBot在消费级3D打印机市场上处于领先地位,但它们目前还没有一款评估模型。)

3D打印

Afinia的H系列3D打印机

Afinia大约70%的打印机卖给了中学。这是让孩子们适应未来科技的好方法。3D打印绝对是未来的技术。它将通过允许产品设计师在运行中对原型进行更改,然后将其打印出来,从而改变制造业。

它也将让消费者创造他们自己的产品和备件,一切从电钻和咖啡机到眼镜框。有些3D公司比如3D系统甚至认为这项技术有一天会坐在一起在厨房柜微波炉,打印出餐和甜点。

它是如何工作的

Afinia对$ 1,600个H-系列机型零售价,所以它是没有玩具,即使当你把它开箱即用它看起来并不十分可观。这是所谓的开放框架打印机 - 其他厂商的后面附上金属和玻璃印刷领域,而这与对上背部和打印机平台上下床打印头的L形框架。打印机措施9.64 X 10.23 X13.78英寸,重约11磅。

该Afinia打印机使用熔融沉积成型(FSM)来创建对象。在印刷过程中,热塑性长丝通过一个细如发丝的喷嘴中挤出,其加热至500华氏度(260摄氏度)。熔融的塑料在精确的图案铺设,构建从下往上的对象中,一个层在一个时间。

其他3D打印技术包括选择性激光烧结(SLS)和立体平版印刷术。SLS使用激光熔化连续层粉末聚合物;随着每一层融化成一个图案,更多的粉末被应用在它上面并融化。立体平版印刷术是一种使用激光硬化a的技术光固化树脂。一个机械定位系统将激光对准一个盛有液体树脂的托盘,并描画出物体的每一层。

消费级3D打印机通常采用两种热塑性长丝来构建最终产品中的一个:丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯(ABS)和聚乳酸(PLA)。PLA是由糖衍生的,而且往往有一个更愉快的气味比ABS,它散发出一种“塑料”味。(我没有找到ABS的气味令人不快,但还是那句话,我喜欢汽油的味道了。)

有些打印机可以同时使用两种灯丝,有些则只能使用一种。例如,Afinia的打印机,只使用ABS

视频显示Afinia H系列3D打印机建造帝国大厦模型。看到一个选择的高速视频显示各种3D打印的对象的点击这里

塑料丝宽1.75毫米,并配有15种颜色(我的测试系统附带白色)。一个单一的2.2磅。阀芯约$ 32个成本,通常会打印几十对象。确切的数字,它会打印要看,当然,对对象的大小。

所有的打印机都有一个基板,加热后的挤出塑料粘在基板上。有些,比如我用的那种,有加热平台,可以在打印过程中保持塑料的温度,确保塑料不会因冷却不均而变形或卷起来。

许多3D打印机使用开始作业之前连接到打印机平台剪辑“PERF”或穿孔板。在PERF板的许多小孔使热塑性在打印过程中牢固地附着在平台上。一旦打印作业完成后,PERF板上,用就可以了完成的模型,可以很容易地从打印机中取出;该模型然后可以从PERF板分离。

Afinia为其打印机提供三片perf板。电路板的寿命只有这么长,因为这些孔最终会被多余的聚合物填满。Afinia销售穿孔板每个24美元。但是你可以在诸如此类的零售店买到便宜得多的Newegg.com

软件和设置

最初的拆箱和安装花费了我不到20分钟的时间。打印机大部分装配在船上。你只需要取下几个固定机器人装置的夹子,接上聚合物长丝的线轴,就可以开始学习如何3D打印了。

我喜欢这台打印机的一个资源是提供的DVD操作系统附带的视频说明。一本说明书是一回事,但是有一段视频解释校准打印机和加载CAD图像的过程,这简直就是傻瓜的证明。有四个教学视频,从设置到打印。

该Afinia三维打印机附带了一系列工具来帮助您降低和撬走,用于在地方举行的对象支架材料。

这台打印机通过USB线连接到你的电脑上。运行这台机器的软件有附带的DVD,也可以从公司网站上下载。该软件由一个3D打印应用程序组成,它允许你将计算机辅助设计(CAD)对象定位到一个虚拟的盒子中,以便打印。

Afinia的3D软件与开源软件类似Slic3r软件用于将CAD模型转换为3D打印机的打印指令。这两个应用程序都将CAD对象切割成许多(在某些情况下有数百个)层,然后这些层就变成了用于打印机的指令。

3D打印机就绪对象存储为STL文件)。STL是由3D系统和CAD软件创建的格式。它在CAD设计中以三角形网格的形式呈现曲面;三角形的数量和大小决定了曲面打印的准确性。

在把系统软件加载到我的笔记本电脑上并启动应用程序后,我必须校准打印机,打印出一个预先加载的图案并测量它,以确保打印机头和工作台的位置正确。

我的第一3D对象

我不是一个工程师或图形设计师,所以我不知道如何创建一个CAD模型,但真的没有必要去学习。有很多免费的STL文件,可以从网站如MakerBot的下载Thingiverse。这些网站有成千上万的模型设计,包括像乐高积木一样的玩具和像开瓶器这样的方便物品。

3D打印

这只翼龙有30个部件,需要3个多件打印工作来完成。

根据CAD绘图的复杂性(层的数量),STL文件可能需要几秒钟或几分钟才能加载到打印机上。例如,一个名为brain-gear的复杂多齿轮模型,有712层,加载需要20分钟。打印时间:30小时4分钟。

相比之下,一个苹果手机盖5具有移动上只有89层只用了2分钟,以负载背面齿轮;它花了4小时20分钟,以进行打印。

这台打印机的一个伟大的特点是它有内置的闪存,这意味着一旦图案被发送到打印机,你可以断开你的电脑和它的连接,它将完成打印工作。虽然其他一些打印机没有这个功能,其他的有SD卡插槽,甚至互联网连接和液晶显示器,使用户可以下载STL文件和图像——不需要计算机。

许多3D打印机允许用户调整由多少层组成的外壳和使用多少填充内部。它的范围可以从固体和松散的空心更大的缺口,取决于多少填料被使用。(热塑性填料增加了模型的坚固性与更薄或更脆弱的结构。)每个设置都会影响打印时间。

在更少的材料使用,更快的项目将打印。例如,当我选择了保时捷911车型的“空心化”的设置,打印时间为三至下降约两个小时。但并不是所有的车型可以承受空心设置,需要更多的支持填料。

填充材料的四个例子,使壳更多的支持。

你也可以通过选择“正常”、“快速”或“良好”来调整打印速度。The slower you print, the better quality the outcome.

看工作

尽管3D打印将改变制造业的世界,无论是在工厂里还是在家里,但是真正打印一个物体的体验就像看着油漆变干一样。像我的保时捷911这样的小型号需要三个多小时才能打印出来,一层一层地打印出来。

可以肯定,前两个或三倍的3D打印机开始熔化和跨平台的挤压其杂草好大串的卷轴,你粘在机器人机构的系统动作,因为他们滑翔来回构建玩具或模型。

在我的第一份打印工作中,我的办公室里挤满了同事,所有人都充满了兴奋,因为终于可以一睹3D打印到底是怎么回事了。

到我做第四份工作时,甚至没有人在我的办公桌前停下来,当打印机从我肩膀几英寸处喷出时,我几乎没瞥一眼它。

整理起来

打印的对象是容易的。切掉支架材料是艰苦劳动的大部分时间。

该Afinia打印机配有一系列工具(的X阿克托刀,剪断钳,镊子和尖锐的油灰刀),以帮助您降低和撬走,用于在地方举行的对象,因为它是被打印支架材料。如果没有脚手架,许多物体会下垂,他们的墙壁是薄。您还可以得到一对工人的手套,因为你正在处理印上加热平台的对象。

蜂窝状的结构构成了内部和外部的脚手架,可以厚或薄,复杂或简单,这取决于物体的大小和它需要的细节量。

印刷的第一个对象我是保时捷911车型的汽车。该车的测量1.75×3.83 X 1.25。它有支撑结构对双方精心蜂窝和我花了20多分钟切去使用X-阿克托刀片和剪线的底部。有时候,我差点就切片我的手指与刀片的一个错误的刷卡打开几个时刻。

3D打印

在左边,你可以看到iPhone外壳的第一层正在打印。右边是完整的封面。移走脚手架的材料往往会导致碎片断裂;在三次尝试中,这是我能做出的最好的封面。不,齿轮没有转动。

当我打印一个背后有可移动齿轮的iPhone 5保护套时,我花了一个半小时的时间,试图把那些编织在保护套每个角落的脚手架材料弄掉。当我完成的时候,我已经折断了七个齿轮中的四个,并且能够得到一个齿轮真正转动。

并不是所有的模型都能转换成可打印的对象,这取决于您使用的打印机。在某些情况下,打印机很难配置某些对象,最终无法复制CAD图纸。

例如,我尝试创建的更复杂的模型之一是星舰企业号(20世纪60年代电视节目中柯克船长指挥的那艘)。当我第一次下载CAD文件时,模型大约14英寸。高。打印机的软件告诉我,制作这台打印机大约需要20个小时。

一次印“企业号”星舰模型的尝试失败得很惨。

我缩放的企业模型下,第一到原来的80%,最后至60%,以加速该过程和使用较少的材料。该软件告诉我小模型将只需要2小时40分钟的版本。不幸的是,设计并没有转化为更小的尺寸,并且打印作业结束,目前的线程,没有真正形成一团糟。

我曾与帝国大厦的模型更加成功。该模型有806层,并花了2小时13分钟的版本。我喜欢它这么多,我建了两个人。

我还构建了两个埃菲尔铁塔的副本——这个过程让我明白,有时候物体打印出来是可以的,但是移除所需的脚手架最终会破坏它们。当我试图切断脚手架时,更脆弱的部分被我打印的两个模型折断了。

我最喜欢打印的东西是乐高风格的建筑作品。我决定造一辆车,开始打印车轮、车轴和车身的一部分。但不幸的是,perf板已经填充了聚合物,所以塑料模型的边缘卷曲——有效地破坏了我最后的乐高风格的打印工作。

3D打印

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