一台3D打印機的演變:過去、現在與未來

3D打印資源庫 2024-03-13 09:41:04

過去的3D打印機,只要能用就行

還記得,幾年前的3D打印機大多使用Marlin固件和Cura軟件。成品機器大多模仿國外的Ulitmaker和Makerbot,而DIY機器則以Mendel I3爲主流,也有制作KOSSEL並聯臂結構的,而Core XY機型相對較少,而且這些當初都是開源機器。最開始,標配顯示器是英文版的2004顯示器和中文版的12864顯示器,後來逐漸被觸摸屏取代,現如今常見的是4.3英寸觸控屏。此前,熱床大多采用帶硅膠加熱的鋁板,並在平台上貼上藍色美紋紙或黃色的金手指高溫膠帶,以防止模型打印時翹邊或脫落。但是,如果模型與平台的接觸面積過大,模型會很難取下,此時,鏟刀成了必備工具,使用頻率也相當高。

通過“A4”紙調平熱床是大多數廠家推薦的方法,調節工作台下方的三顆或者四顆螺絲,可以獲得合適的打印間隙。50mm/s是當時普遍的打印速度,那時也沒有加速度的概念。一個模型打印下來,需要幾個小時的時間,等待中帶著焦慮,因爲第二天早上可能迎接你的是驚喜,也可能是驚嚇。那時候,通過手機APP進行遠程視頻監控的功能還非常少見。打印失敗的概率也相對更高,而且往往無法及時發現,除非一直守護在機器旁邊。一開始,3D打印機能用就行。那時候,機器“挑”人,而不是人“挑”機器。但隨後的幾年,隨著技術的改進,3D打印機的易用性和功能都得到了明顯提升。例如,具備了斷電續打功能,這意味著如果打印過程中發生意外斷電,可以在重新開機後繼續打印;斷料檢測功能可以防止因耗材缺失而導致機器空打;雙齒輪擠出機提高了耗材的咬合力,減少了因打滑導致的模型缺料問題;一鍵自動調平和Z軸的智能補償功能,解決了人工手動操作的煩腦;軟件的可修改參數更多,可以滿足各種不同的打印需求。然而,盡管有了這些變化,仍然沒有根本上解決打印速度慢和打印質量不高的問題。

現在的3D打印機,不只是快就行

直到2022年4月28日,拓竹科技正式發布了Bambu Lab X1系列高速多色3D打印機,行業一下子開始“地震”。具備500mm/s的打印速度、20m/s²的加速度、支持16色顔色打印、7μm激光雷達測量、振動/流量補償技術以及AI首層檢測功能,這些全新的功能之前在消費級3D打印機中從未見過,我們把它稱爲3D打印機進入2.0時代的“殺手锏”級産品。

緊隨拓竹科技之後,行業內其他公司也紛紛推出了自己的高速新品,以追趕市場的新趨勢。安克創新推出了AnkerMake M5,創想三維推出了K1及K1 Max,快造科技推出了Snapmaker J1,魔芯科技推出了KOKONI SOTA,複志科技推出了Hyper Speed高速套件,縱維立方推出了Kobra 2高速系列,閃鑄科技推出了Adventurer 5M Pro,雲圖創智推出了Sidewinder X4 Pro,孚森推出了FLSun V400,必趣推出了Biqu Hurakan,倆棵樹推出了SK1,還有沃龍Voron等等。這時候,“快”成了3D打印機標配。但又不僅限于此,又快又好,才算得上優秀。現在的3D打印機,大部分采用了Klipper固件,憑借其關鍵的“輸入整形”功能,能夠有效補償硬件振動,從而減少模型表面的“振紋”,實現更高的打印質量。過去並不流行的Core XY結構如今已成爲主流,包括拓竹、創想、閃鑄等品牌的多款機器都采用了這種結構。通過兩個電機同時控制XY軸的移動,這種結構能夠實現更流暢、更快速的打印效果。PEI彈簧鋼面板的普及,讓模型冷卻後可以輕松取下。配備攝像頭的機器,結合手機APP,無論用戶身處何地,都能實現遠程監控。借助延時攝影功能,用戶還能一鍵分享完整的打印過程。此外,過去還需要依賴SD卡或U盤來進行文件傳輸的打印方式,現在已經被通過WIFI進行遠程數據傳輸的方式所取代。但是,這些還不是終點,3D打印機還能做得更好。

未來的3D打印機,有用的工具

未來的3D打印機將是“傻瓜式”操作,比現在的使用要簡單更多。用戶只需導入想要打印的模型,並在軟件對話框中描述其用途,後台系統便會根據用戶的需求自動選擇合適的耗材和最優的打印參數,並通過遠程傳輸代碼開始打印,同時機器還會進行實時打印記錄,並完成打印後模型的質量檢測,最終形成一份數據報告。用戶所需要做的,只是拿走打印出來的實物模型。這一切有條不紊的操作,都將由AI賦能的打印機獨自完成。

此外,3D打印模型將呈現多種色彩更加逼真,不再局限于單一顔色。拓竹科技的AMS多色系統目前已經實現了最多16色的打印能力,這一技術門檻相信很快被突破。第三方多色套件,如ChromaSet,將被更多制造商采用和改進。在實現高速打印之後,多色打印將成爲3D打印機的新標配。隨著技術的不斷進步和普及,3D打印機將被視爲人手一台的工具。

在未來的世界裏,隨著人們對于個性化和定制化需求的增加,3D打印技術將成爲滿足這一需求的重要工具,使得個人制造成爲可能。這一進步不僅僅是機器技術的演進,還包括材料科學的發展。目前,盡管大多數3D打印機使用的是PLA這種常見材料,但在個性化生産的趨勢下,我們可以預見,未來的3D打印通用材料將不會局限于PLA,或者說至少材料的性能上不是現在這樣。既耐用又實用的新型材料將會出現,能更好地滿足不同設計和應用的需求,“一折就斷”的材料將成爲過去時。

最終,我們堅信3D打印機走進千家萬戶,這不再是遙不可及的夢想,而是正在成爲現實。

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