学习使用三维打印机在第一次并不复杂,但学习做好它带有一个显著的学习曲线。
让你的办公室三维打印机,就像把一个外来鱼缸放在办公桌上一点 - 几乎每个人都被下降,找出它的全部。
对一些人来说,一旦他们了解了3D打印机的工作原理,好奇心就会很快消失。对另一些人来说,你打印的每一件东西都是一个机会,让你惊叹于一种机器人机制,它能把一层层的热塑料挤出来,直到一个物体从底部向上露出来。
在过去的几个月中,我有我的第一个机会尝试使用三维打印机 - 和经历不少风风雨雨。我印刷十几对象,从保时捷和艾菲尔铁塔的模型,以该扣合在一起的多部件物品,包括清凉哨子和一个无齿翼龙(一个大的,史前,飞爬行动物)。
但并不是一切都如我所愿。
Afinia的h系列3D打印机
我的测试打印机是H系列3D打印机2009年,Afinia启动了一项任务,将3D打印机分发到全国各地的教室。(虽然3D Systems和商用级3D打印公司Stratasys旗下的MakerBot领导着消费级3D打印机市场,但它们没有现成的审查模型。)
Afinia的h系列3D打印机
Afinia大约70%的打印机卖给了中学。这是让孩子适应未来科技的好方法。3D打印无疑是未来的技术。它将通过允许产品设计师对原型进行动态修改,然后打印出来,从而改变制造业。
它还将允许消费者创造自己的产品和替换零件,从电钻、咖啡机到眼镜框,无所不有。一些3 d公司比如3D系统甚至相信这项技术有一天会和微波炉一起放在厨房的柜台上,打印出食物和甜点。
它是如何工作的
Afinia的h系列机型零售价为1,600美元,所以它不是玩具,尽管当你把它从盒子里拿出来的时候,它看起来不是很结实。这就是所谓的开式打印机——其他供应商将打印区域围在金属和玻璃后面,而这款打印机有一个l形的框架,打印机头在上背部,打印机平台在下床。这台打印机的尺寸是9.64 x 10.23 x 13.78英寸。重约11磅。
Afinia打印机使用熔融沉积建模(FSM)来创建对象。在印刷过程中,热塑性塑料丝通过一个头发般细的喷嘴挤出,喷嘴加热到500华氏度(260摄氏度)。融化的塑料以一种精确的模式放置,从底部向上建造一个物体,一次一层。
其它3D印刷技术包括选择性激光烧结(SLS)和立体平版印刷。SLS使用激光来熔化粉末状聚合物的连续层;因为每个层熔融成图案,多种粉末被施加于其上,并熔化。光固化是一种技术,使用激光来加固光固化性树脂。机械定位系统引导激光到液态树脂的托盘和描绘出的物体的每一层。
消费者级3D打印机通常使用两种热塑性长丝中的一种来制造最终产品:丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和聚乳酸(PLA)。聚乳酸是从糖中提取出来的,它的气味比ABS更宜人,后者散发出一种“塑料”味。(我不觉得腹肌的气味是令人不愉快的,但话又说回来,我也喜欢汽油的味道。)
虽然有些打印机可以使用两种类型的丝,用一个有的只有工作工作。Afinia的打印机,例如,只使用ABS。
视频显示,Afinia h系列3D打印机正在建造帝国大厦的模型。要观看展示各种3D打印物体的高速视频精选,点击这里。
塑料灯丝宽1.75毫米,有15种颜色(我的测试系统是白色的)。一个2.2磅。spool的成本约为32美元,通常会打印几十个对象。当然,打印的确切数字取决于对象的大小。
所有打印机包括一个底板,其被加热,挤出的塑料粘附。有些人,像我用了一个,已经被加热的平台,这使在印刷过程中的塑料温暖,确保塑料不翘曲或在边缘处卷起,如果冷却不均匀为可能发生。
许多3D打印机使用“perf”或穿孔板,在开始工作之前用夹子连接到打印机平台上。perf板上的许多小孔使热塑性塑料在印刷过程中牢牢地附着在平台上。一旦一个打印作业完成,perf板,与完成的模型,可以很容易地从打印机删除;然后可以将模型与性能板分离。
Afinia提供了三个PERF其打印机板。该板只能维持这么久,作为孔最终与过量的聚合物填充。Afinia销售穿孔板每个$ 24但你可以找到他们在零售店如显著便宜Newegg.com。
软件和设置
我花了不到20分钟就完成了初始化和设置。这台打印机大部分是组装好的。你只需要取下一些夹子来固定机械装置,连接上聚合物灯丝的线轴,你就可以开始学习如何进行3D打印了。
我喜欢这个特别的打印机的一个资源是随操作系统提供的DVD上的视频指令。说明书是一回事,但有一段解释校准打印机和载入CAD图像过程的视频,就成了傻瓜式的证明。有四个教学视频,从设置到打印。
Afinia 3D打印机自带一系列工具,可以帮助你切割和撬开用来固定物体的支架材料。
打印机通过USB数据线连接到你的电脑上。运行这台机器的软件有附带的DVD,也可以从该公司的网站上下载。这款软件可以在Windows和mac电脑上运行,它包含一个3D打印应用程序,可以让你将一个计算机辅助设计(CAD)对象放置在一个虚拟的打印盒中。
Afinia的3D软件类似于开源Slic3r软件使用多行业的CAD模型转换成打印指令的3D打印机。这两个应用程序利用CAD对象和切分成了很多(在某些情况下,数以百计的)层,然后成为你的打印机的说明。
3D打印机就绪对象存储为STL文件)。STL是三维系统中创建和本土CAD软件的格式。它使得在CAD设计为三角形网格表面;三角形的数量和尺寸确定的弯曲表面是如何准确地印刷。
在将系统软件加载到我的笔记本电脑并启动应用程序后,我必须通过打印预加载的模式来校准打印机,并对其进行测量,以确保打印机头和表的位置正确。
制作我的第一个3D物体
我不是一个工程师或平面设计师,所以我不知道如何创建一个CAD模型,但真的没有必要学习。有许多免费的STL文件可以从MakerBot这样的站点下载Thingiverse。这些网站有成千上万的模型设计,包括像乐高积木这样的玩具和像开瓶器这样的方便物品。
这Pteranondon有30份,并采取了三个多片打印作业完成。
根据CAD绘图的复杂性(层数),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,一个复杂的多齿轮模型叫做大脑齿轮,它有712层,加载大约需要20分钟。打印时间:30小时4分钟。
相比之下,一个iPhone5 .后盖采用活动齿轮,仅89层,加载时间2分钟;打印时间为4小时20分钟。
在此打印机上一个很大的特点是,它具有板载闪存,这意味着一旦该模式已经被发送到打印机,你可以从它断开计算机,它就会完成打印作业。虽然一些其他的打印机不具备此功能,其他有SD卡插槽,甚至互联网连接和液晶屏幕,使用户能够下载的STL文件和图像 - 无需计算机。
许多3D打印机允许用户调整组成外壳的层数和内部填充的数量。它可以从固体和松散的空心与更大的差距,取决于有多少填料是使用。(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。
用料越少,打印的速度就越快。例如,当我为保时捷911车型选择“镂空”设置时,打印时间从3个小时降到了2个小时左右。但并不是所有的模型都能承受中空设置,需要更多的填料来支撑。
四个填充物材料的例子,给外壳更多的支持。
您还可以通过选择“正常”、“快”或“好”来调整打印速度。The slower you print, the better quality the outcome.
看工作
虽然3D打印将改变制造业的世界,无论是在工厂还是在家里,但实际打印一个物体的体验可能很像看着油漆变干。像我的保时捷911这样的小模型,一层一层的打印需要3个多小时。
可以肯定的是,在3D打印机开始融化的前两三次,它的割草机线轴就会在平台上被挤出来,你就会被机器人机械的系统运动所吸引,它们会来回滑动来制作一个玩具或模型。
在我的第一个打印作业,我的房间里挤满了同事,兴奋都满满的最后得到一个真实世界的窥探到什么3D打印是真正意义的。
到了第四个作业,甚至没有人打扰我的书桌暂停和我几乎在打印机看了一眼,因为它渗出技术英寸从我的肩膀上。
完成了
打印对象很容易。切断脚手架材料是一项费时费力的工作。
Afinia打印机配备了一系列工具(X-Acto刀、钳子、镊子和磨尖的油灰刀)来帮助你切割和去除用于在打印物体时固定物体的脚手架材料。没有脚手架,许多物体会在它们的墙壁很薄的地方下垂。你还可以得到一双工人手套,因为你要处理打印在加热平台上的物体。
构成内部和外部支架的蜂窝状结构可以是厚的或薄的,复杂的或简单的,这取决于物体的大小和它需要的细节量。
我打印的第一个物体是保时捷911模型车。这辆车长1.75英寸,宽3.83英寸,宽1.25英寸。它的侧面和底部有一个精心制作的蜂窝状支撑结构,我用X-Acto刀片和钢丝剪花了20多分钟才把它切掉。有几次,我差点儿用刀片划破了手指。
在左边你可以看到正在打印的iPhone保护壳的第一层。在右侧,完成覆盖。卸下支架材料常引起件破;三次尝试,这是最好的掩护我能够生产。不,齿轮不转。
当我在iPhone 5的封面上印上一个可以移动的齿轮时,我花了一个半小时的时间,试图把那些错综复杂地编织在封面每个角落里的支架材料清理掉。当我完成的时候,我已经折断了七个齿轮中的四个,并且只能让一个齿轮转动。
并非所有的车型转换成这取决于您使用的打印机上打印的对象。在一些情况下,打印机挣扎配置一些对象,最终未能重现CAD图纸。
例如,我尝试创建的一个更复杂的模型是星舰企业号(Starship Enterprise,柯克船长在上世纪60年代的电视节目中指挥过这艘船)。当我第一次下载CAD文件时,模型大约是14英寸。高。打印机的软件告诉我大概需要20个小时才能完成。
打印的星舰企业号的模型的尝试悲惨地失败了。
我将企业模型缩小,首先缩小到原来的80%,最后缩小到60%,以加快流程,减少材料的使用。软件告诉我,较小的模型只需要2小时40分钟就能完成。不幸的是,设计并没有转化为更小的尺寸,打印工作最终变成了一堆没有实际形式的杂乱的线程。