法學(xué)專業(yè)大三學(xué)生研發(fā)千元便攜3D打印機(jī)，妹子單手提著去旅行

作為一名3D打印愛好者，如果在路上看到如上場景“一個妹子，提著一臺3D打印機(jī)走在路上”，你會不會鼓起勇氣上前搭訕一番？與她暢談一下3D打印的技術(shù)細(xì)節(jié)以及自己對3D打印行業(yè)的觀點。

今天，南極熊要為熊友介紹的就是妹子手里提著的這臺千元、可折疊3D打印機(jī)，以及它的研發(fā)者—— 一個從“法學(xué)專業(yè)”轉(zhuǎn)學(xué)到“機(jī)械設(shè)計制造及其自動化”的大三學(xué)生林森源。目前該款機(jī)器正在摩點網(wǎng)上眾籌 ，1098元即可籌得一臺。

眾籌鏈接：https://zhongchou.modian.com/item/12197.html

大家好，我是 林森源 ，在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院就讀 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)，今年大三，目前在考研的路上Struggle。

▲我的錄取通知書以及轉(zhuǎn)專業(yè)通知單

15年9月，我以584分（廣東、文科）被華南農(nóng)業(yè)大學(xué)人文與法學(xué)學(xué)院錄取，就讀 法學(xué) 專業(yè)。16年3月，我通過了我校工程學(xué)院的轉(zhuǎn)專業(yè)考試，正式轉(zhuǎn)入 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 ，開始了我極具 浪漫色彩 的機(jī)械生涯，從此安能辨我是雌雄（？）。

▲我（右）和我的伙伴陳朝潤（左）

我和我的伙伴 陳朝潤 用課題 “折疊式3D打印機(jī)” 參與了校內(nèi)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，我負(fù)責(zé)機(jī)器的設(shè)計、制造，朝潤負(fù)責(zé)項目管理及運營推廣。

▲賽后我校工程學(xué)院官網(wǎng)的簡報，左二是我

我在參加Robocon、中國農(nóng)業(yè)機(jī)器人大賽、機(jī)器人擂臺賽等競技性的機(jī)械類比賽時發(fā)現(xiàn)，將機(jī)器帶到外地參加比賽，如果出現(xiàn)零件損壞是非常嚴(yán)重的，而能解決問題的3D打印機(jī)攜帶起來也很麻煩，因此，我設(shè)計了這樣一款“移動的車間”——便攜式3D打印機(jī)，在以后參加比賽時，就不用但心零件損壞了。

我對機(jī)器的定位是“THE PORTABLE WORKSTATION”，便攜式車間，主要目的是 隨時隨地生產(chǎn)小機(jī)械的替換零件 。要達(dá)到這個目的，對機(jī)器各方面的性能就有要求。

·精度：

    Prusa結(jié)構(gòu)：市面上精度、速度、穩(wěn)定性都較好的3D打印機(jī)機(jī)器結(jié)構(gòu)；

    一體式絲杠電機(jī)：減少來自Z軸方向的抖動與漂移；

    滑塊線軌：減少來自Z軸、Y軸方向的抖動與漂移；

    一體式噴頭：保證物料輸出穩(wěn)定；

    強(qiáng)勁散熱風(fēng)扇：快速定型，減少模型形變；

·范圍：

    成型范圍盡可能地大；

·穩(wěn)定：
    原裝主控板：協(xié)調(diào)控制機(jī)械的工作；

    大功率電源：保證機(jī)器在苛刻的切片參數(shù)下也能完成打印任務(wù)；

    樂積電機(jī)驅(qū)動：電機(jī)工作不掉步，打印過程不漂移；

   

·速度：
    遠(yuǎn)程輸出：提高噴嘴移動速度；

    合理結(jié)構(gòu)：減少打印過程中的震動、噪聲；

·輕盈&堅固：
    合金框架、注塑零件；

·便攜：
    折疊式鉸鏈：壓縮機(jī)器體積；

    收斂式機(jī)身：壓縮機(jī)器體積、保護(hù)電源與主板；

·兼容：
    RAMPS主板：支持主流切片軟件、模型格式，支持?jǐn)帱c續(xù)打、斷料檢測與激光雕刻模塊；

·廉價：
    在合理價格區(qū)間內(nèi)盡可能地滿足上述功能。

由此一來，我的目標(biāo)就很明顯了：在合理的價格區(qū)間內(nèi)，設(shè)計并制造一款大范圍、高精度、輕盈便攜、堅固耐用、支持功能模塊拓展且兼容性極好的FDM工藝成型機(jī)，并將此機(jī)器推廣出去。

前面說那么多，都在一個前提下：合理的價格區(qū)間。離開了這個大前提，所有的設(shè)想都是白搭。如果有能力，我相信所有的人都會選擇極光爾沃幾千元甚至上萬元一臺的機(jī)器。

我的目標(biāo)是 千元機(jī) ，因此在真正設(shè)計的時候作出了很多妥協(xié)，但這并不影響我設(shè)計一款（相對）優(yōu)秀的機(jī)器。

▲機(jī)器工作狀態(tài)，與PRUSA長相基本一致

▲機(jī)器折疊狀態(tài)，一只小姐姐就能搬動

▲合金框架、注塑零件，堅固、輕巧、耐操

▲活動鉸鏈，一鍵切換（折疊/工作）

▲熱插拔電源線，一鍵急停紅色LED按鈕，保證運行安全

▲LCD液晶顯示器，快速打印，60秒從零入門

▲一體式噴嘴，強(qiáng)勁散熱風(fēng)扇，保證打印質(zhì)量

▲烈艷紅/奶奶灰/象牙白 三色可選，我們不一樣

打印工藝：FDM

成型范圍：140*140*180
打印精度：0.1mm
噴嘴直徑：0.4mm
熱床：有

噴嘴數(shù)量：1
耗材直徑：1.75
耗材：PLA、PLA金屬、PLA碳纖維、PLA木質(zhì)、ABS、PVA、TPU等

機(jī)器凈重：12kg
外觀尺寸：510*435*450（工作） 510*435*90（折疊）
包裝尺寸：550*450*100

輸入：220 V AC 50/60 hz
輸出：+12 V 23 A 350 W

顯示方式：LCD液晶顯示屏

連接方式：SD卡、USB
支持系統(tǒng)：Windows、Linux、Mac

激光雕刻：支持
斷電續(xù)打：支持
手動調(diào)平：支持

上述參數(shù)與實際機(jī)器可能存在出入，具體以實際機(jī)器為準(zhǔn)。

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下述照片未作任何后期處理，樣品僅做簡單的去附著面、支撐處理，且在較快的速度下打印而成，不代表機(jī)器打印零件的最佳質(zhì)量。

▲3D打印樣品展示

▲激光雕刻樣品展示

2016年4月 課題立項
2016年7月 初步方案確定
2016年9月 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計完成
2016年10月 集成電路設(shè)計完成
2016年12月 算法設(shè)計完成
2017年3月 組裝機(jī)器
2017年4月 首臺樣機(jī)交付
2017年5月 對原有機(jī)器進(jìn)行優(yōu)化
2017年7月 機(jī)械結(jié)構(gòu)、算法優(yōu)化
2017年9月 首次量產(chǎn)5臺交付
2017年11月 量產(chǎn)機(jī)型測試通過
2018年2月 發(fā)布摩點眾籌

……持續(xù)優(yōu)化中（歡迎大家提意見）

2018年3月 根據(jù)反饋意見對機(jī)器結(jié)構(gòu)作出優(yōu)化
2018年4月 注塑加工模具設(shè)計及優(yōu)化（此后機(jī)器將不作任何非必要修改）
2018年5月 制作手板（單件測試）
2018年6月 采購標(biāo)準(zhǔn)件、定制非標(biāo)準(zhǔn)件，機(jī)器組裝
2018年7月 發(fā)貨、錄制教學(xué)視頻

▲2017年3月 工程樣機(jī) 軸測圖

▲2017年3月 工程樣機(jī) 主視圖

為什么要眾籌？

    我是狂熱的3D打印機(jī)愛好者，希望設(shè)計、制造一款精度高、速度快、價格低的3D打印機(jī)，因此我們會在成本范圍內(nèi)對機(jī)器用上最好的材料。傳統(tǒng)Prusa結(jié)構(gòu)3D打印機(jī)雖然精度較高、速度較快，但笨重、易損壞，因此我們對Prusa進(jìn)行了大量的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，使用了更輕便、更耐用的合金材料與注塑零件，使Prusa體積更小、重量更輕、更加結(jié)實耐用。但定制非標(biāo)準(zhǔn)件、開模具費用高昂，我們希望能通過批量生產(chǎn)拉低單位機(jī)器的造價。

為什么要支持我？

    我的定位是入門級的3D打印機(jī)愛好者。經(jīng)調(diào)查，市場上入門級別的3D打印機(jī)，同等價位的Kossel打印出的零件沒有Prusa的好，Kossel零件及其教學(xué)視頻的價格在900-1300元左右；Prusa整機(jī)的價格在1300元以上，因此我的價格是有優(yōu)勢的。

    在非標(biāo)準(zhǔn)件上，我使用了更加結(jié)實耐用的注塑零件。市面上1000-2000元的3D打印機(jī)的非標(biāo)準(zhǔn)件都是用PLA耗材打印出來的打印件，用久了會變硬、變脆，導(dǎo)致機(jī)器精度下降。注塑零件在強(qiáng)度、剛度，穩(wěn)定性上都能狂甩打印件幾條街，而且用很久也不會變硬、變脆。