來(lái)源:中關(guān)村在線
在過(guò)去的5年里,我們測(cè)試過(guò)數(shù)十款國(guó)內(nèi)外的桌面級(jí)3D打印機(jī)和3D掃描儀,也曾報(bào)道過(guò)大量具備生產(chǎn)能力的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī),然而最近細(xì)分市場(chǎng)上出現(xiàn)了定位更加精準(zhǔn)的3D打印機(jī),定位辦公室和學(xué)校等機(jī)構(gòu),它身上有不一樣的氣質(zhì),擁有接近工業(yè)級(jí)設(shè)備輸出品質(zhì)和效率,又能在普通辦公室或者教室中靈活使用,簡(jiǎn)單的和它的名字一樣,它就是今天的主角----Stratasys F123系列(像123一樣簡(jiǎn)單),而我們測(cè)試的是其中的頂配機(jī)型 F370 3D打印機(jī),上市近一年來(lái),全球銷(xiāo)量超過(guò)1300臺(tái)!
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2018-3-30 10:24 上傳
△讓設(shè)計(jì)更專注 評(píng)準(zhǔn)工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)Stratasys F370
●新概念 格調(diào)與品質(zhì)兼具
比較早接觸3D打印的朋友知道,桌面級(jí)的FDM技術(shù)3D打印機(jī)是從DIY 套件開(kāi)始的。到今天桌面3D打印產(chǎn)品已經(jīng)非常豐富,商品化程度也很高,不過(guò)限于成本和用途,這類(lèi)3D打印機(jī)只能用來(lái)打印設(shè)計(jì)小樣和簡(jiǎn)單的原型,在3D打印的模型細(xì)節(jié)、尺寸誤差、穩(wěn)定性以及材料平臺(tái)這幾個(gè)硬指標(biāo)暫時(shí)還達(dá)不到工業(yè)機(jī)的水準(zhǔn)。
而工業(yè)級(jí)的3D打印機(jī)包括工業(yè)級(jí)FDM設(shè)備、光固化樹(shù)脂SLA、激光燒結(jié)金屬SLM、激光燒結(jié)尼龍粉末SLS等技術(shù)的設(shè)備一般擁有較大的硬件尺寸、電氣環(huán)境要求高,需要專門(mén)的廠房、生產(chǎn)型的電氣環(huán)境來(lái)運(yùn)行;而且設(shè)備本身價(jià)格也比較高,還需要很強(qiáng)的后期處理工藝,應(yīng)用條件相對(duì)苛刻。
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2018-3-30 10:27 上傳
△Stratasys F123系列:F170/F270/F370
Stratasys F123系列 3D打印機(jī)則是 Stratasys針對(duì)設(shè)計(jì)類(lèi)用戶更加靈活高效的需求研發(fā)的新概念、準(zhǔn)工業(yè)級(jí) 3D打印設(shè)備。在核心技術(shù)上,延續(xù)了Stratasys Fortus系列工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備的FDM 技術(shù)和架構(gòu),F(xiàn)ortus系列則是Stratasys的“親兒子”——FDM 3D打印技術(shù)是由Stratasys 的聯(lián)合創(chuàng)始人之一斯科特.科倫普親手打造的,Stratasys擁有FDM(R)熔融沉積成型技術(shù)的專利權(quán),迄今為止Fortus系列也一直是它旗下的主力型3D打印產(chǎn)品,具有非常強(qiáng)悍的生產(chǎn)能力,同時(shí)針對(duì)不同用戶和應(yīng)用場(chǎng)景的需求,有大量的不同功能特性的耗材作為材料體系,與桌面級(jí)產(chǎn)品完全不同。
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2018-3-30 10:28 上傳
△FDM技術(shù)專利所有人 Stratasys聯(lián)合創(chuàng)始人 斯科特.科倫普
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2018-3-30 10:29 上傳
△Stratasys F370與Fortus 450mc(右一) 3D打印機(jī)
而在產(chǎn)品形態(tài)上,F(xiàn)123系列則融合了Stratasys 最新的理念,就是讓人們?cè)谑诌吘陀玫綄I(yè)的3D打印設(shè)備,外觀設(shè)計(jì)更加美觀實(shí)用,“太空艙”般的視覺(jué)效果代表著地球上的先進(jìn)制造能力。
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2018-3-30 10:29 上傳
△“太空艙”視覺(jué)效果 充滿科技感
Stratasys F123系列的一大特點(diǎn)是操控友好,支持10國(guó)語(yǔ)言的大尺寸液晶觸摸屏帶來(lái)直觀簡(jiǎn)潔的操作感,3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)和部件采用快速安裝設(shè)計(jì),最大程度減少人為的干預(yù)。關(guān)于這一點(diǎn),下文會(huì)給出詳細(xì)介紹。
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2018-3-30 10:30 上傳
△F123系列全都采用大尺寸觸摸屏
Stratasys F123系列可以在大部分辦公環(huán)境中進(jìn)行配置,支持標(biāo)準(zhǔn)的110V或220V民用電壓,并且通過(guò)了CE、FCC、EAC、EMC、TUV、RC、RCM、RoHS、WEEE、Reach多項(xiàng)認(rèn)證,在普通環(huán)境中對(duì)人畜無(wú)害,電磁性能安全,使用安全的化學(xué)品作為產(chǎn)品原材料,并符合電子設(shè)備報(bào)廢回收標(biāo)準(zhǔn)。也就是說(shuō)F123系列完全可以在辦公室、教室、實(shí)驗(yàn)室這類(lèi)普通室內(nèi)環(huán)境中運(yùn)行。
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2018-3-30 10:31 上傳
△F123系列運(yùn)行環(huán)境要求與合規(guī)性
在硬件售價(jià)方面,F(xiàn)170、F270、F370三款售價(jià)從人民幣20萬(wàn)元到60萬(wàn)元不等,不同配置和價(jià)格分檔來(lái)匹配不同用戶的實(shí)際應(yīng)用需求。
本次我們測(cè)試的Stratasys F370就是F123系列中的頂配機(jī)型。接下來(lái)我們就近距離看一看它究竟有什么不同。
●人性化 釋放創(chuàng)造力
Stratasys F370 3D打印機(jī)在設(shè)計(jì)上有許多細(xì)節(jié),避免冗余的人工操作,使操作者能聚焦于工作重心上。整個(gè)打印倉(cāng)為全封閉設(shè)計(jì),打印倉(cāng)門(mén)還有一圈密封圈,保證打印倉(cāng)的密閉性,使打印倉(cāng)恒溫以確保模型均勻冷卻,有利于保障打印質(zhì)量。
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2018-3-30 10:34 上傳
△上半部分打印倉(cāng) 前門(mén)透明可看到內(nèi)部打印進(jìn)展
Stratasys F370支持自動(dòng)調(diào)平功能,每次打印啟動(dòng)之前自動(dòng)調(diào)平平臺(tái),保證3D打印成功率。而平臺(tái)上的打印板則是快拆裝的,打印完成快速拆下,略微彎曲打印板那么模型就自動(dòng)脫離了。方便操作者取下模型,快速開(kāi)始新的3D打印任務(wù)。
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2018-3-30 10:39 上傳
△壓下前面的鎖止板
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2018-3-30 10:39 上傳
△打印底板就可以取下或更換
打印倉(cāng)內(nèi)部有監(jiān)控?cái)z像頭,而F370支持以太網(wǎng)連接或Wi-Fi連接,可以通過(guò)智能手機(jī)、平板電腦遠(yuǎn)程查看打印進(jìn)程,讓3D打印機(jī)隨時(shí)處于掌控之中,不需要人員對(duì)設(shè)備值守。
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2018-3-30 10:44 上傳
△四個(gè)耗材盤(pán)位
Stratasys F370 3D打印機(jī)抽屜式耗材倉(cāng)有四個(gè)槽位,兩個(gè)用于3D打印主體材料、兩個(gè)用于QSR支撐材料。耗材的安裝和更換很簡(jiǎn)單,拉開(kāi)蓋板、放入耗材盤(pán)并把耗材絲插入進(jìn)料孔,啟動(dòng)進(jìn)料即可。F370擁有自動(dòng)進(jìn)料設(shè)計(jì),大大減少操作時(shí)的查看和等待時(shí)間。
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2018-3-30 10:45 上傳
△抽屜式耗材倉(cāng)
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2018-3-30 10:46 上傳
△兩個(gè)主體材料(左)兩個(gè)支撐材料(右)
F370 3D打印機(jī)標(biāo)配兩組擠出套件,一個(gè)用來(lái)打印主體結(jié)構(gòu)、一個(gè)打印支撐結(jié)構(gòu)。另外PLA材料和ABS材料打印溫度等參數(shù)需求不同,因此使用不同的擠出套件。而F370擠出套件采用模塊化快拆裝設(shè)計(jì),四步即可快速更換打印頭,操作方便快捷。
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2018-3-30 10:47 上傳
△F370擠出套件(打印頭)
F370支持四種FDM 線材——ABS、PLA、PC-ABS和ASA,另外還支持QSR水溶性支撐材料。多種材料選擇提供更多的用途,在打印品效果展示、功能原型測(cè)試等應(yīng)用中選擇對(duì)應(yīng)材料;而QSR水溶性支撐材料則輔助實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的3D模型,增強(qiáng)F370對(duì)設(shè)計(jì)模型的形狀和結(jié)構(gòu)塑造能力。
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2018-3-30 10:47 上傳
△打印頭組建的擠出頭
另外用過(guò)3D打印機(jī)的朋友知道桌面級(jí)設(shè)備的打印平臺(tái)不同位置,打印模型質(zhì)量有差別,因?yàn)榇蛴}(cāng)溫度、部件運(yùn)動(dòng)不均勻。而F370的打印平臺(tái)任何位置都能保持一致的3D打印質(zhì)量,從而獲得均勻、準(zhǔn)確、高質(zhì)量的3D打印成品。
總的來(lái)說(shuō)Stratasys F370 3D打印機(jī)的人性化設(shè)計(jì)大大提升設(shè)備自動(dòng)化程度,解放操作者的雙手和大腦。使設(shè)計(jì)師、工程師聚焦于設(shè)計(jì)和產(chǎn)品研發(fā)上,無(wú)需為3D打印的質(zhì)量或進(jìn)展擔(dān)心,充分釋放創(chuàng)造力。
●觸控屏 操作零門(mén)檻
Stratasys F370配置大尺寸彩色液晶觸摸屏作為操控面板,操作直觀簡(jiǎn)潔沒(méi)有門(mén)檻。只要對(duì)3D打印有一些基本的了解,就很容易上手。
主界面顯示設(shè)備狀態(tài)和3D打印進(jìn)度,可以清楚地看到當(dāng)前設(shè)備出于忙碌/空閑的狀態(tài),以及打印完成了多少、還剩余多長(zhǎng)的工作時(shí)間。
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2018-3-30 10:48 上傳
△主屏界面實(shí)時(shí)顯示3D打印進(jìn)展
下一個(gè)菜單為打印任務(wù)管理,F(xiàn)370采用Stratasys工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的“任務(wù)流”管理方式,可以一次性加載多個(gè)打印任務(wù)。當(dāng)上一個(gè)打印完成,取出打印托盤(pán)后放入另一塊,就啟動(dòng)了下一個(gè)打印任務(wù)。使用者也可以瀏覽查看已經(jīng)完成的打印任務(wù)的詳細(xì)信息,以及還有多少打印任務(wù)待處理。
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2018-3-30 10:49 上傳
△打印任務(wù)管理
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2018-3-30 10:51 上傳
△查看參數(shù)并打印
第三個(gè)菜單為耗材管理,界面直接與3D打印機(jī)的耗材倉(cāng)一一對(duì)應(yīng)。不僅能夠查看耗材類(lèi)型、余量、擠出頭狀態(tài)信息,而且可以啟動(dòng)耗材加載或替換。
第四個(gè)菜單是設(shè)備設(shè)置,包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、電源設(shè)置、打印參數(shù)設(shè)置,并可以查看設(shè)備的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、默認(rèn)參數(shù)等狀態(tài)信息,方便使用者管理3D打印機(jī),使設(shè)備處于良好的狀態(tài)中運(yùn)行。
整個(gè)F370 3D打印機(jī)的大部分操控都集中在這塊彩色觸摸屏上,怎么樣,是不是覺(jué)得很簡(jiǎn)單?
●打印軟件 對(duì)接3D建模
2014年Stratasys以1億美元收購(gòu)了3D建模軟件和工程師社區(qū)GrabCAD,后來(lái)推出了GrabCAD Print軟件作為3D打印機(jī)的切片和管理軟件。這套軟件體現(xiàn)出Stratasys對(duì)三維設(shè)計(jì)和3D打印的深度關(guān)注。
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2018-3-30 10:52 上傳
△3D打印機(jī)的切片和管理軟件 GrabCAD Print
先看軟件本身,它的工作邏輯仍然是載入模型、切片并發(fā)送到3D打印機(jī)打印,不過(guò)采用了模塊化、任務(wù)流的打印管理方式。打印任務(wù)作為項(xiàng)目管理,一個(gè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)計(jì)的全部3D模型。
打印托盤(pán)在軟件中虛擬化,多個(gè)模型加載到若干個(gè)不同打印托盤(pán)上,并且自動(dòng)排列。一個(gè)托盤(pán)的模型打印完成后,在F370上替換新托盤(pán),就可以開(kāi)始下一個(gè)打印任務(wù)。另外同一個(gè)項(xiàng)目下的幾個(gè)托盤(pán)還支持自動(dòng)排列,將模型均勻分配到不同托盤(pán)上,最大化利用3D打印的空間。
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2018-3-30 10:55 上傳
△虛擬托盤(pán) 自動(dòng)排列多個(gè)模型
在GrabCAD Print中也支持常規(guī)的3D打印選項(xiàng)設(shè)置,包括層厚、材料類(lèi)型、填充類(lèi)型等。也支持常規(guī)的模型縮放、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)操作。F370打印倉(cāng)內(nèi)有攝像頭,聯(lián)網(wǎng)之后在軟件中能遠(yuǎn)程監(jiān)控打印進(jìn)展。
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2018-3-30 10:55 上傳
△打印參數(shù)設(shè)置
打印任務(wù)管理的任務(wù)流在軟件中以甘特圖呈現(xiàn),而且打印起止時(shí)間、時(shí)長(zhǎng)都是準(zhǔn)確估計(jì)和呈現(xiàn)的,方便操作者合理安排模型打印進(jìn)度。以項(xiàng)目管理的方式來(lái)管理3D打印任務(wù),帶來(lái)的效果就是保證3D打印模型能準(zhǔn)確、及時(shí)交付。
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2018-3-30 10:56 上傳
△典型的甘特圖 用項(xiàng)目管理的方式管理打印任務(wù)
目前看來(lái),GrabCAD Print似乎也沒(méi)有太多特別的地方,難道Stratasys 的1億美元打水漂了?當(dāng)然不是。目前GrabCAD Print的定位是輔助設(shè)計(jì)師、工程師多人協(xié)作實(shí)現(xiàn)數(shù)字模型到實(shí)體模型轉(zhuǎn)換的工具,而前期多人協(xié)作3D設(shè)計(jì)就要靠GrabCAD Workbench了。
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2018-3-30 10:57 上傳
△GrabCAD Workbench
GrabCAD Workbench簡(jiǎn)單理解就是一個(gè)虛擬工作臺(tái),設(shè)計(jì)師可以遠(yuǎn)程接入、更新自己的設(shè)計(jì)、下載查看最新的設(shè)計(jì)變動(dòng),多人異地協(xié)作完成分布式的三維設(shè)計(jì)工作。而Print軟件則可以直接導(dǎo)入Workbench的3D模型,隨時(shí)打印為實(shí)體。打通了三維設(shè)計(jì)和3D打印的工作路徑,提升效率。
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2018-3-30 10:57 上傳
△從三維設(shè)計(jì)到3D打印無(wú)縫銜接
另外Stratasys 和GrabCAD還在打造基于瀏覽器端的3D Viewer,實(shí)現(xiàn)頁(yè)面式的3D數(shù)字模型的查看、編輯,讓3D模型變得像2D的圖片一樣容易獲取、制作和編輯。這個(gè)工具可以理解為頁(yè)面版的3D美圖秀秀。
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2018-3-30 10:57 上傳
△網(wǎng)頁(yè)版的3D美圖秀秀——3D Viewer
所以總的來(lái)說(shuō),Stratasys 收購(gòu)GrabCAD的目標(biāo)就在于打通三維設(shè)計(jì)和3D打印的流程,讓二者變得更普及、大眾化,變成常用工具。目前GrabCAD已經(jīng)很不錯(cuò),未來(lái)隨著Workbench和3D Viewer的演變,當(dāng)然會(huì)變得更加強(qiáng)大而且簡(jiǎn)單好用。
●效率測(cè)試:打印速度遠(yuǎn)超F(xiàn)DM桌面機(jī)
Stratasys F370 3D打印機(jī)的打印過(guò)程與桌面機(jī)型有很大不同,就是打印模型時(shí)在旁邊打印一個(gè)同等高度的蝴蝶結(jié)形狀冗余立柱,目的就是在切換擠出頭或者每層之間不連續(xù)移動(dòng)時(shí),將噴嘴內(nèi)的材料擠出一小段,保證打印模型時(shí)材料擠出的絕對(duì)均勻,從而保障始終如一的打印質(zhì)量。
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2018-3-30 10:58 上傳
△每個(gè)打印模型旁邊都會(huì)打印這樣一個(gè)立柱
即使有這些多出來(lái)的機(jī)械動(dòng)作,F(xiàn)370仍然有超高的打印效率。使用F370打印立方體、半球和圓錐幾何模型,20x20x20mm立方體打印用時(shí)19分鐘,相比桌面機(jī)型用時(shí)縮短13%到73%;40x40x20mm半球打印用時(shí)29分鐘,相比桌面機(jī)型用時(shí)縮短0.06%到73%;40x40x40mm圓錐打印用時(shí)38分鐘,相比桌面機(jī)型用時(shí)從幾乎持平到縮短67%。F370在打印速度上有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),能夠更高效地交付模型或零部件。
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2018-3-30 10:59 上傳
△打印用時(shí)統(tǒng)計(jì)
切片也需要花費(fèi)一些時(shí)間,仍然使用5倍立方體、2倍半球和2倍圓錐來(lái)測(cè)試切片用時(shí)。GrabCAD選擇F370 3D打印機(jī)適配,測(cè)得切片時(shí)間分別為30秒、19秒和25秒,相比桌面3D打印產(chǎn)品處于中檔,并沒(méi)有常見(jiàn)的Cura切片高效。不過(guò)3D打印整個(gè)過(guò)程主要時(shí)間花費(fèi)在打印上,十秒量級(jí)的切片用時(shí)可以接受。
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2018-3-30 11:00 上傳
△切片用時(shí)統(tǒng)計(jì)
在F370 3D打印過(guò)程中可以直觀地看到,打印頭的負(fù)載移動(dòng)和空駛移動(dòng)都非?,這也是它高效率3D打印的原因所在。綜合來(lái)看F370打印速度快、效率高,意味著更快地交付成品,開(kāi)啟下一個(gè)打印任務(wù),也可以滿足幾個(gè)人的工作組多人共享使用。
●層厚精度 微距顯實(shí)力
3D打印原理是分層制造的增材方式,層厚精度和每層的打印質(zhì)量就決定了模型的打印效果以及表面光滑程度。我們使用微距鏡頭拍攝0.01英寸、0.007英寸和0.005英寸三個(gè)層厚下的3D打印立方體,來(lái)觀察微觀的細(xì)節(jié)。
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2018-3-30 11:03 上傳
△0.25mm層厚效果
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△0.18mm層厚效果
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2018-3-30 11:04 上傳
△0.13mm層厚效果
Stratasys有著自己的層厚標(biāo)準(zhǔn),三種層厚對(duì)應(yīng)Stratasys技術(shù)工程師“10 slice”、“7 slice”、“5 slice”的叫法,也就是英寸層厚的簡(jiǎn)稱;換算到毫米分別是0.25mm、0.18mm和0.13mm。
0.01英寸層厚打印的立方體肉眼視覺(jué)有較明顯的層紋,0.007英寸層厚打印的立方體肉眼視覺(jué)層紋已經(jīng)不明顯,需要仔細(xì)辨別才能看出來(lái),0.005英寸層厚打印的立方體側(cè)壁表面已經(jīng)非常光滑,肉眼無(wú)法分辨層紋,在微距鏡頭拍攝、幾十倍放大之后,我們才能看到3D打印特有的層紋特征。
另外三個(gè)立方體都能看到,層與層準(zhǔn)確對(duì)齊,層厚度均勻,無(wú)凹陷或凸起,形成高質(zhì)量的表面效果。這也是F370打印品質(zhì)的印證,在XYZ三個(gè)維度上都有很好的穩(wěn)定性,且耗材擠出控制上佳。
●尺寸公差 精確還原設(shè)計(jì)
從X/Y/Z三個(gè)方向上測(cè)量3D打印立方體與設(shè)計(jì)尺寸的誤差,設(shè)計(jì)尺寸為20x20x20mm,3D打印尺寸如下所示。
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△打印件X軸方向尺寸測(cè)量
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△打印件Y軸方向尺寸測(cè)量
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△打印件Z軸方向尺寸測(cè)量
X/Y/Z方向上的誤差分別為-0.02、-0.03和-0.07,參考機(jī)械加工行業(yè)常用的GB/T1804-2000一般公差分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),在6~30mm零件尺寸上誤差在±0.1mm范圍內(nèi),屬于精密級(jí),顯示出F370工業(yè)級(jí)的增材制造能力。
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2018-3-30 11:07 上傳
△GB/T1804-2000一般公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)然GB/T1804-2000一般公差分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)并不是專門(mén)針對(duì)增才制造類(lèi)設(shè)備的。我們期待中國(guó)或美國(guó)的增材類(lèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中納入一般公差和等級(jí)分類(lèi),可以對(duì)F370 3D打印機(jī)的精密度做定量的評(píng)價(jià)。
●分項(xiàng)測(cè)試:優(yōu)秀的綜合能力
打印細(xì)小棱錐,考察3D打印機(jī)的細(xì)節(jié)分辨力。F370打印棱錐效果出色,平面內(nèi)的9個(gè)棱錐幾乎完美地還原,錐體平整利落,尖端銳利且豎直。沒(méi)有出現(xiàn)任何拉絲、尖端變形的情況,這要?dú)w功于F370的高分辨率、蝴蝶結(jié)冗余打印設(shè)計(jì),表明F370擠出機(jī)的材料擠出和回抽設(shè)計(jì)上佳,對(duì)極細(xì)微結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的塑造能力。
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2018-3-30 11:12 上傳
△細(xì)小棱錐3D打。ㄗ螅┡c桌面設(shè)備(右)效果對(duì)比
打印四面薄壁,考察3D打印機(jī)的X/Y軸運(yùn)動(dòng)一致性。F370四個(gè)立面薄壁均打印均勻,接縫處是干凈整齊的90度直角,沒(méi)有出現(xiàn)褶皺、接縫不齊的情況,顯示F370 的擠出頭X/Y方向運(yùn)動(dòng)一致性強(qiáng),運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確快速且均勻,并且材料擠出控制很好。
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△四面薄壁3D打印效果
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2018-3-30 11:13 上傳
△四面薄壁3D打。ㄗ螅┡c桌面設(shè)備(右)效果對(duì)比
打印細(xì)直立方柱,考察絲桿和步進(jìn)電機(jī)配合穩(wěn)定性,以及在上層切片的Z軸方向穩(wěn)定性。F370打印細(xì)直立方柱從下到上筆直均勻,柱體四面分層對(duì)齊平整,沒(méi)有任何錯(cuò)層、歪斜的情況,表面F370 3D打印機(jī)Z軸穩(wěn)定性好,打印比較高的模型時(shí)在上層切片仍然保持很好的循跡能力。
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2018-3-30 11:14 上傳
△細(xì)直立方柱3D打。ㄗ螅┡c桌面設(shè)備(右)效果相近
打印垮橋結(jié)構(gòu),考察3D打印機(jī)打印不同長(zhǎng)度懸空線條的能力。F370打印跨橋結(jié)構(gòu)接近完美,五個(gè)不同長(zhǎng)度跨橋筆直均勻、沒(méi)有懸絲或下垂。顯示出F370的材料擠出速率和冷卻速率配合出色,跨橋塑形能力上佳。
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2018-3-30 11:14 上傳
△垮橋結(jié)構(gòu)3D打印(左)與桌面設(shè)備(右)效果對(duì)比
打印不同斜度的懸空斜面,考察3D打印機(jī)在無(wú)支撐情況下的懸空結(jié)構(gòu)打印能力。F370打印30/45/60/70度斜面表現(xiàn)出色,每個(gè)斜面上表面平整均勻,下表面整齊無(wú)凹凸、無(wú)下垂,要知道對(duì)于FDM 3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)斜面越接近水平打印難度越高。而F370仍然能夠出色地還原不同斜度的斜面,效果出色。
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2018-3-30 11:16 上傳
△不同斜度斜面3D打印(左)與桌面設(shè)備(右)效果對(duì)比
里的分項(xiàng)測(cè)試考察FDM 3D打印機(jī)的基本成型能力,F(xiàn)370的打印效果接近完美,表現(xiàn)出準(zhǔn)專業(yè)級(jí)的成型能力。
●整套模型測(cè)試:出色的細(xì)節(jié)塑造力
成套模型測(cè)試,考察3D打印機(jī)打印對(duì)不同形狀的塑造能力。F370打印多孔模塊,不同尺寸和形狀的小孔打印出色,孔洞形狀規(guī)則銳利,無(wú)拉絲,最小的孔洞也能夠良好還原。
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2018-3-30 11:17 上傳
F370打印正/負(fù)圓錐模塊,凸出和凹下的錐體光滑圓潤(rùn),尖頂規(guī)則,沒(méi)有毛刺或拉絲。打印曲線模塊的細(xì)小連接處精細(xì)牢固,而主體的曲線結(jié)構(gòu)規(guī)則準(zhǔn)確,有一定彈性而連接處又不會(huì)斷裂,效果上佳。
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2018-3-30 11:17 上傳
F370打印利刃模塊,很好地還原出寬度不同、角度不同的利刃形狀,并且形狀都比較規(guī)則,很好地地呈現(xiàn)3D模型原貌。打印文字模塊,良好地打印大小不同、正反向的字母X,內(nèi)、外壁光滑,字體清晰,效果出色。
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2018-3-30 11:18 上傳
F370打印懸空模塊,懸空結(jié)構(gòu)完整,封頂無(wú)漏洞或凸起,下方無(wú)下垂或拉絲,很好地還原每個(gè)單獨(dú)的懸空結(jié)構(gòu)。打印裂縫模塊,不規(guī)則的裂縫還原準(zhǔn)確,凹/凸形狀恰好契合,效果出色。
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2018-3-30 11:20 上傳
F370打印螺旋模塊,螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則均勻,弧度一致,并且沒(méi)有拉絲,很好地還原了圓弧、螺旋的形狀。
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2018-3-30 11:20 上傳
△整套模型檢驗(yàn)F370的形狀塑造能力
在這整套模型的打印過(guò)程中,F(xiàn)370仍然沒(méi)有遇到任何挑戰(zhàn),結(jié)構(gòu)塑造準(zhǔn)確、形狀還原良好,表現(xiàn)出很強(qiáng)的形狀塑造能力。
●支撐測(cè)試:水溶材料立功
恐龍頭骨的形狀復(fù)雜、細(xì)小結(jié)構(gòu)多,考驗(yàn)3D打印機(jī)的支撐效果和去除難易度。F370的水溶性支撐材料QSR顯示出威力。
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2018-3-30 11:21 上傳
△帶水溶性支撐材料的恐龍頭骨打印效果
支撐結(jié)構(gòu)比較細(xì)密,不僅支撐起孔龍頭骨主體結(jié)構(gòu),而且很好地承托牙齒這種細(xì)小結(jié)構(gòu),上頜、下頜牙齒都完整打印出來(lái)。而去除時(shí)不需要用鉗子、刻刀等工具,F(xiàn)370有專門(mén)的水溶支撐去除附件,模型放入其中浸泡沖洗,支撐材料溶于水中。帶來(lái)的好處就是小孔洞中的支撐也容易去除,而模型的主體結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何損壞。
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2018-3-30 11:21 上傳
△泡入水中 支撐自動(dòng)溶解
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2018-3-30 11:22 上傳
△頭骨牙齒細(xì)節(jié)
另外,Stratasys F123系列3D打印機(jī)均支持QSR水溶支撐材料和去處支撐附件,多臺(tái)3D打印機(jī)可共用一個(gè)去支撐附件,節(jié)省設(shè)備采購(gòu)成本,使設(shè)備利用率最大化。F370的支撐添加、打印效果和去除難易程度應(yīng)該是滿分。
●裝機(jī)運(yùn)行 國(guó)內(nèi)典型應(yīng)用解讀
Stratasys F370 在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有成熟的裝機(jī)應(yīng)用。北京奔馳是德國(guó)奔馳在海外最大的工廠,在2016年引入這款3D打印機(jī)輔助設(shè)計(jì)驗(yàn)證和工裝夾具的開(kāi)發(fā)。北京奔馳目前現(xiàn)有的三大產(chǎn)品平臺(tái)包括前驅(qū)車(chē)工廠、后驅(qū)車(chē)工廠和發(fā)動(dòng)機(jī)工廠,如今正在建造電動(dòng)車(chē)工廠,同時(shí)進(jìn)行電動(dòng)車(chē)的研發(fā)和前期試做,而制造標(biāo)準(zhǔn)化電池的工裝夾具是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中非常重要的一環(huán),按照2萬(wàn)片的產(chǎn)量,正常人工需要3個(gè)月時(shí)間才能完成。
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2018-3-30 11:26 上傳
△工具車(chē)間內(nèi)的Stratasys F370 3D打印機(jī)
通過(guò)優(yōu)化的工裝夾具在同樣的人力工作量下只需要2周的時(shí)間,如果通過(guò)外部供應(yīng)商來(lái)設(shè)計(jì)夾具并進(jìn)行電池加工,則需要50萬(wàn)人民幣的成本支出;而最終在制造工程一部的全員改善部門(mén)的協(xié)同下,只需要4500元的費(fèi)用支出,時(shí)間周期大大縮短、制造成本顯著降低——成本降低了99%,效率提升了6倍。
北京奔馳全員改善部門(mén)工程師鄭松鶴說(shuō):“利用StratasysF370 3D打印機(jī)進(jìn)行夾具的設(shè)計(jì)驗(yàn)證,在生產(chǎn)線上進(jìn)行試裝運(yùn)行,然后進(jìn)行優(yōu)化,最后交付供應(yīng)商進(jìn)行機(jī)加工生產(chǎn),與之前的夾具開(kāi)發(fā)流程相比,省去了前期溝通、驗(yàn)證試裝環(huán)節(jié),另外,ABS材料具有不錯(cuò)的耐磨性,兼具結(jié)構(gòu)驗(yàn)證和實(shí)用性,和機(jī)加工或鑄造金屬夾具相比,能夠很快進(jìn)行試裝驗(yàn)證,完全符合北京奔馳的柔性化改善方向!
在職業(yè)教育領(lǐng)域,Stratasys F370給專業(yè)課程建設(shè)和學(xué)生技能培養(yǎng)帶來(lái)了新鮮血液。在2017年四季度,湖北科技職業(yè)學(xué)院與行業(yè)緊密接軌,投資為3D打印實(shí)訓(xùn)室引進(jìn)準(zhǔn)工業(yè)級(jí)Stratasys F370 3D打印機(jī)用于教學(xué)和實(shí)訓(xùn)。3D打印實(shí)訓(xùn)室主任劉老師說(shuō):“我們?cè)趯W(xué)生職業(yè)教育和技能培養(yǎng)上不斷投入資源,在2017年四季度引入這臺(tái)準(zhǔn)工業(yè)級(jí)Stratasys F370 3D打印機(jī)。目前本專業(yè)已建成3D打印創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)協(xié)同中心,小型的F370在普通室內(nèi)環(huán)境和民用供電條件下就能正常運(yùn)行,并不需要特別的裝機(jī)環(huán)境。使用下來(lái)感覺(jué)精度高、3D打印質(zhì)量好,水溶性的支撐能大大提升復(fù)雜模具的打印質(zhì)量。為了培養(yǎng)學(xué)生真正用得到的職業(yè)技能,我們計(jì)劃在3D打印實(shí)訓(xùn)室中引進(jìn)更多不同技術(shù)類(lèi)型、高規(guī)格的3D打印設(shè)備用于教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的真正競(jìng)爭(zhēng)力!
目前Stratasys F370用于工業(yè)級(jí)3D打印基礎(chǔ)系列課程,而且正在開(kāi)展“訂單培養(yǎng)”的校企合作計(jì)劃,直接對(duì)接企業(yè)模具和原型的3D打印需求,使學(xué)生直接了解3D打印設(shè)備在企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)中的應(yīng)用。專業(yè)教學(xué)課程和學(xué)生技能培養(yǎng)直接與產(chǎn)業(yè)前沿對(duì)接,培養(yǎng)出制造產(chǎn)業(yè)急需的創(chuàng)新人才,也解決了學(xué)生家長(zhǎng)最關(guān)心的孩子就業(yè)問(wèn)題。
●測(cè)試總結(jié):辦公室環(huán)境最佳3D打印平臺(tái)
評(píng)測(cè)總結(jié):經(jīng)過(guò)測(cè)試,我們認(rèn)為Stratasys F370不僅是一款堪稱驚艷的3D打印機(jī),還是一個(gè)獨(dú)立的3D打印系統(tǒng)平臺(tái),成型能力強(qiáng)、打印精度高、支撐效果好且易去除;而操作起來(lái)又很簡(jiǎn)單,人工干預(yù)很少,界面直觀易懂,門(mén)檻并不高。另外它的運(yùn)行條件也非常寬松,普通辦公室、設(shè)計(jì)工作室、學(xué)校教室都可以使用。
F370作為Stratasys替代靈感系列的高階升級(jí)產(chǎn)品,保留了靈活性的前提下,多種材料以及雙噴頭、水溶性支撐的配置讓它的成型能力得到大幅提升,價(jià)位相比定位生產(chǎn)級(jí)的Fortus系列更具性價(jià)比,是辦公室團(tuán)隊(duì)后援支持的絕佳幫手,也是學(xué)校等機(jī)構(gòu)作為教學(xué)實(shí)踐的良師益友。
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2018-3-30 11:27 上傳
△F370準(zhǔn)工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)將成為辦公室里的通用工具
優(yōu)勢(shì):
1、與桌面級(jí)FDM設(shè)備擁有完全不同的加工能力,穩(wěn)定性和打印品質(zhì)表現(xiàn)卓越;
2、美觀大方,適合不同的使用場(chǎng)景,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易用,換料、操作、拆除模型等都有極大的優(yōu)化設(shè)計(jì),比桌面級(jí)FDM的人性化設(shè)計(jì)好太多;
3、支持水溶性支撐材料、ABS、PLA、PC-ABS和ASA,可以滿足日常設(shè)計(jì)驗(yàn)證和結(jié)構(gòu)驗(yàn)證以及常規(guī)塑料件的使用需求;
4、擁有完整的軟件系統(tǒng)和工作流系統(tǒng)支持,按照制作復(fù)雜程度、時(shí)間以及材料的不同安排多個(gè)打印任務(wù),而且還可以通過(guò)軟件設(shè)置局部打印參數(shù)組呈現(xiàn)模型結(jié)構(gòu)的特殊要求。
不足:
1、 F123系列售價(jià)在20-60萬(wàn)不等,價(jià)位對(duì)標(biāo)國(guó)內(nèi)企業(yè)的光固化技術(shù)和一些專業(yè)領(lǐng)域的3D打印機(jī),硬件售價(jià)對(duì)于個(gè)人設(shè)計(jì)師用戶有一定的門(mén)檻;
2、材料系統(tǒng)為非開(kāi)放系統(tǒng),不支持第三方耗材和一些特殊耗材,使用成本較高,F(xiàn)DM技術(shù)適配的材料比如TUP、PEEK、尼龍、碳纖維等,F(xiàn)123系列不能支持;相比Fortus系列,F(xiàn)123的耗材支持種類(lèi)也少了很多,在零部件原型性能測(cè)試方面有所局限。
3、F123系列的打印層厚只能在軟件中選擇已經(jīng)預(yù)設(shè)的選項(xiàng),無(wú)法實(shí)現(xiàn)更大范圍的出絲直徑。挑戰(zhàn)測(cè)試的微小鳥(niǎo)籠結(jié)構(gòu)打印效果并不好,存在明顯的拉絲現(xiàn)象。
Stratasys F123系列理想的應(yīng)用場(chǎng)景是設(shè)計(jì)草稿發(fā)送3D打印,吃個(gè)午飯回來(lái)或第二天早上上班取出實(shí)體原型,進(jìn)行外觀驗(yàn)證和結(jié)構(gòu)驗(yàn)證以及實(shí)物測(cè)試,然后進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。值得一提的是,我們的所有測(cè)試模型也是在這樣的過(guò)程中完成的,一覺(jué)醒來(lái),測(cè)試模型就打印完成了,相比桌面機(jī)的效率高太多。
Stratasys F123系列3D打印機(jī)適合設(shè)計(jì)、職業(yè)教育、裝配、模具等行業(yè),將是教室和辦公室中設(shè)計(jì)和研發(fā)工程師的理想工具。
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