想和孩子一起学习3D打印 篇一:家庭桌面级3D打印机(FDM)选购——细说市面上7个品牌14款桌面级3D打印机

空中飞猪12 08-01 20:50 关注

一、前言

打算开一个系列,记录这次的学习实践经历。我希望通过和孩子一起学习3D打印(当然是我先学习,再教儿子),培养锻炼他的沟通、感知、判断、分析和解决问题的能力。也不知心中想法是否正确,但自认为这和乐高机器人教育有异曲同工之妙,便开始把心中的想法实践下去,不打算耽误学业,而是跟着兴趣走,变成一种课外娱乐,也是我和他的共同经历。这是开始,希望能够一直坚持下去。

二、也许可以和儿子玩一些高级的东西

(一)陪他一起玩

我是一个父亲,有一个6岁的儿子。在他的成长过程中,因为工作原因陪伴并不多,但有限的时间里,我尽量的和他一起玩耍。他喜欢奥特曼,也喜欢战争游戏,在家里,每次不是拉着我玩奥特曼对战就是和我拿着用乐高拼成的战争机器对战。他是中国,我是日本,每次战斗都以我的战败而告终(有的时候他是美国,我是日本,这都是他爷爷对他的爱国主义教育,看电影:地道战、地雷战、上甘岭、英雄儿女等)。

(二)喜欢设计和改造

他看过电视,也读过图书,6岁的孩子知道神州飞船、空间站、航空母舰、战斗机、潜水艇、坦克,不是简单的知道(至少比媳妇儿知道的多),他还知道什么型号,甚至知道舰载机的减速钩和航母上的阻拦索。

他参加了乐高机器人的培训,知道传动轴、杠杆、螺旋桨等物理构件,以及一些基本原理。

他喜欢用乐高小颗粒拼装他心目中的战争机器,并时不时的将最新知识应用于武器装备的改造,什么今天加个雷达,明天弄个推进器,后天再来个空中加油机。实际上他再用乐高小颗粒,表达心中的所想。

(三)我们是不是可以玩的更高级些

既然喜欢设计和改造,我们是不是可以引导他玩耍的更高级,更专业,不用乐高小颗粒,自己设计并制造出更真实的飞机、大炮、舰船、奥特曼(前两天居然还给我画了一张作战海图,尽管不对,但包含什么大西洋、太平洋,也不知哪学的)。在设计和制造过程中,也学习知识,锻炼发现、分析、解决问题的能力。

我们并不是玩具制造厂,也不懂如何开模,如何生产制造,怎样才能达到目的呢?直到在张大妈上看到大佬分享3D打印的经验文章,我才豁然开朗,路原来在这——学习应用3D打印

于是我开始种草了,开始深入学习研究了。

三、3D打印概述及分类

首先需要了解3D打印机

(一)什么是3D打印?

3D打印技术是增材制造技术,它利用计算机将需打印的物体3D模型切成一系列一定厚度的“薄片”,3D打印机自下而上地制造出每一层“薄片”,最后叠加成形出三维的实体物件。它无需传统的刀具或模具,可以实现复杂结构的制造,并且可以简化生产工序,缩短制造周期。

(二)3D打印原理

不同类型3D打印机工作原理类同,这里以最常见的FDM型3D打印机为例,讲讲:

1.对打印物体进行三维建模并生成STL文件,同时对STL文件进行切片;

2.使用切片软件获取打印最外层走线路径,对内部进行走线填充;

3.走线路径以G-Code文件形式保存,打印机按照文件中的G代码指令逐层打印;

4.层与层之间熔融状态的打印材料因为粘性进行黏合,堆叠成所需打印的模型。

打印程序图打印程序图

打印程序图

打印实物过程图打印实物过程图

打印实物过程图

(三)3D打印按成型技术分类

1.熔融沉积成型(FDM),是以丝状的PLA、ABS等热塑性材料为原料,通过加工头的加热挤压,在计算机的控制下逐层堆积,最终得到成形的立体零件。这种技术最常见,技术成熟,PLA材料绿色环保成本低,可以进行彩印。不足是打印精度不高(成型精度在0.1mm-0.5mm之间),成型效率低。需要注意的是FDM技术打印机受重力影响,在打印悬空物体时易产生误差和变形,需要添加支撑结构。支撑结构去除不当,会在模型上留下痕迹,影响美观。

FDM打印结构FDM打印结构

FDM打印结构

2.光固化成型(SLA),是利用紫外激光逐层扫描液态光敏聚合物,实现液态材料固化,逐渐堆积成形,实现零件制造。这种技术可以制作结构复杂的零件,时间快,精度及材料利用率高,不足是材料种类少,成本高,光敏树脂配方中会用到有毒有害化合物,固化前会有刺激气味,需要通风和防护。同样需要注意的是光固化3D打印技术也需要支撑结构。

SLA工作结构SLA工作结构

SLA工作结构

3.选择性激光烧结(SLS),预先将一层粉末状材料作为成型材料铺平在工作台上,计算机控制激光器,按照预先获取的打印物每一切片层轮廓信息将粉末状材料选择性烧结成固体,升降台下降一层烧结下一个切片层,重复步骤,完成打印成型。

SLS打印结构SLS打印结构

SLS打印结构

4.分层实体制造(LOM),以薄片材料为原料,如纸、金属箔、塑料薄膜等,在材料表面涂覆热熔胶,根据每层截面形状进行切割粘贴,实现打印物体的成型。该技术打印速度快,可打印成型大尺寸物体,但材料浪费严重,表面质量差。

LOM打印结构LOM打印结构

LOM打印结构

5.电子束选区熔化(EBM),是在真空环境下以电子束为热源,以金属粉末为成形材料,通过不断在粉末床上铺展金属粉末然后用电子束扫描熔化,使一个个小的熔池相互熔合并凝固,不断成型成完整的金属物体。该技术可以打印结构复杂、性能优良的金属物体,不足是尺寸受到粉末床和真空室限制,无法大尺寸。

6.激光选区熔化(SLM),该技术与电子束选区熔化成形技术相似,也是基于粉末床的铺粉成型技术,但热源由电子束换成了激光束。该技术同样可以成型结构复杂、性能优异、表面质量良好的金属物体,但也无法打印出大尺寸物体。

7.金属激光熔融沉积(LDMD),以激光束为热源,通过自动送粉装置将金属粉末同步、精确的送入熔池中,伴随着激光移动,粉末在熔池中熔化凝固,形成需要形状。该技术可以成型大尺寸金属物体,但是结构相对简单。

8.电子束熔丝沉积成形(EBF),在真空环境下,以电子束为热源,金属丝为材料,通过送丝装置将金属丝送入熔池并按设定轨迹运动,直到制造出目标物体。该技术效率高,成形物体内部质量好,但是精度及表面质量差。

当然还有一些其他类型的3D打印机,比如DLP数字光处理打印机、3DP粉末粘合打印机、CLIP连续液面制造打印机,这里有不一一介绍了。

主要3D打印机对比主要3D打印机对比

主要3D打印机对比

四、和孩子一起学习需要怎样的3D打印机

我们对3D打印机有了概略了解,也知道了有哪些类型,但想和孩子一起使用(家庭使用),该怎样选择?

(一)成型速度

总的讲,CLIP、DLP、SLA类3D打印机具有相对优势,属于第一梯队,且CLIP>DLP>SLA;SLS、3DP、LOM打印成型速度也还可以,算是第二梯队,相对用时较长的是FDM。

(二)打印机耗材

从耗材材质与成本看,FDM是最适合的。

1.FDM通常采用热塑性塑料,其中比较常见的是PLA。它是聚乳酸材料,采用可再生资源(秸秆、玉米)制作的新型生物降解材料,环保,对人体无害,加热不产生刺激性气味,并且应用范围广,生产技术纯,成本价格便宜,适合有儿童的学习使用。

2.SLA打印机采用光敏树脂成本相对较高,并且光敏树脂液体材料大多添加了有害添加剂,在未固化成型时,会发出刺激气味,需要做好个人防护措施和环境通风(固化后还是安全环保的)。

3.LOM打印机使用热敏纸等材料,成本较高,并需要配合大量胶水,在加热时会产生刺激性气味。

4.金属粉末耗材相对成本较高。

不同技术耗材不同技术耗材

不同技术耗材

打印成本比较打印成本比较

打印成本比较

(三)打印机成本

FDM打印机构件没有激光原件,造价相对更低,最便宜的甚至低至千元以内。

(四)打印精度

从精度来讲,SLA相对较好,可以打印手办等物品,FMD要差一些,但经过后期处理,还是能大体克服一些不足。

(五)市场主流

当今市面上应用比较多的3D打印机是SLS、SLA、DLP、FDM四种3D打印机,按照用途可分为两类:一类是高精度工业打印机,比如SLA、DLP、SLS;一类是以FDM、SLA(用于工业打印机更多)为主的桌面级3D打印机。

不同技术性能对比不同技术性能对比

不同技术性能对比

经过上述对比分析,综合考虑看,FDM类型3D打印机尽管精度稍弱,成型速度略慢,但市场占有率高,打印成本适中,具备良好的环保性,更加适合儿童学习、操作和使用,这也是我下步选购的重点。

五、市面桌面级3D打印机(FDM)分析

那么市面上的桌面级3D打印机又有哪些可供选择的呢?这里和大家交流下学习了解下,我所掌握的7大品牌14款机型(以FDM为主)。

(一)UP系列3D打印机

是由北京太尔时代科技有限公司推出的桌面级3D打印机产品。该公司来自清华团队,主要生产EME(类似FDM)工艺3D打印机,在国内相对名气不出众,但在国外以贴牌形式售卖产品却很红火。它的产品主要有2个款型:

1.太尔时代 UP Plus 2 3D打印机

旗舰级产品,性能稳定,打印精度满足常见需求,成型厚度在0.15mm,打印尺寸为140×140×135mm。

参考价格参考价格

参考价格

打印成本17元,PAL材质价格还会下降打印成本17元,PAL材质价格还会下降

打印成本17元,PAL材质价格还会下降

基本技术参数基本技术参数

基本技术参数

2.太尔时代 UP mini 2 3D打印机

参考价格参考价格

参考价格

mini型3D打印机,整体略小,有一个恒温箱,带空气过滤功能(使用更加放心托底),成型尺寸也略小120×120×120mm,当然价格更加便宜。

主要技术参数主要技术参数

主要技术参数

(二)Mbot系列3D打印机

是由杭州铭展网络科技有限公司推出的桌面级3D打印机,这家公司是以制作开源Makerbot兼容机型起家,具备不错的自主研发能力,当前MBot Grid 4 参数也不错。

3.MBot3d 打印机 Grid 4桌面级FDM整机办公家用立体打印机

参考价格参考价格

参考价格

铝合金高端大气的黑色,成型尺寸较大在200×210×190mm,层厚最小0.1m,打印精度可以支持到0.1mm。

主要参数主要参数

主要参数

(三)Creator、Dreamer系列3D打印机

是由浙江金华闪铸科技有限公司推出的3D打印机,性价比高,两个系列有些许不同,其中Creator分为1代和2代,是双喷头打印机,可大双材质和双颜色,Dreamer则是更新一代的3D打印机,在稳定性、外观成型尺寸上有所提升。

4. 闪铸科技 金刚狼2/Creator Pro 2 独立双喷头3D打印机

全部评论(118)
我的猪脚叫做mark
51
08-01 21:11

这算教育绑架吗?首先,想玩3d打印,你得会建模软件吧,难不成搞个stl的格式文件打印一下就是在玩3d打印?其次,即便是只是单单想打印,还得搞懂3d打印的各种参数,我觉得至少高中生才能玩的转。与其推荐fdm光固化打印机,不如老老实实推荐个5v打印枪(硅胶枪?)我觉得那个还实用点。
另外,现在各种第三方打印成本真的很低,淘宝各种首单150g免费,付邮打印,其他家普通树脂的也就0.6左右1g,家庭没必要入个打印设备,花个大几k吃灰,还不如买排骨。

evazealot
44
08-01 21:15
我的猪脚叫做mark 这算教育绑架吗?首先,想玩3d打印,你得会建模软件吧,难不成搞个stl的格式文件打印一下就是在玩3d打印?其次,即便是只是单单想打印,还得搞懂3d打印的各种参数,我觉得至少高中生才能玩的转。与其推荐fdm光固化打印机,不如老老实实推荐个5v打印枪(硅胶枪?)我觉得那个还实用点。
另外,现在各种第三方打印成本真的很低,淘宝各种首单150g免费,付邮打印,其他家普通树脂的也就0.6左右1g,家庭没必要入个打印设备,花个大几k吃灰,还不如买排骨。
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这哪是教娃,是他自己想玩[高兴]

西瓜巨侠
12
08-02 09:47

名字高大上,实际参与做的都是很简单的,拿来骗培训费或者课题经费的[傻笑]

值友7152410506
8
08-20 23:21
值友7152410506 在楼主推荐型号的公司里面的研发人员表示,买个1000多的就行了,没啥区别[观察][观察] 1
空中飞猪12 推荐个,已经买了 2

低价位fdm入门首选Ender-3,基本能满足需求,其他都是浮云[抽烟]

wakewakeup
8
08-01 23:54

穿越了吗?技术介绍和推荐机型基本上都是三、四年前的了。现在随便一家国产的5000左右的机型性能都超过makerbot的Replicator+,Z18已经是2014年的老爷机了,因为维护成本太高连企业都不愿意用了。国内便宜的就买创想、纵维、闪铸的设备,好一点就买raised、creatbot的,再好的家用就没必要了

值友7152410506
7
08-20 18:06

在楼主推荐型号的公司里面的研发人员表示,买个1000多的就行了,没啥区别[观察][观察]

死翘翘
5
08-10 10:06
值友8659575177 3D是不是同时支持2D打印,想买个给孩子打印习题用 1

应该可以打成版画、浮雕效果,所以习题集打成竹简的样式拿出去会很拉风。

真三天
4
08-04 16:41

小孩的编程课全都是在做游戏,骗钱的东西

不是浮云
4
08-02 13:50

这些推荐的机器基本大半都用过,大多数不太行,24小时连着打不出1个月就出问题,除了MakerBot使用的寿命长一点,但是基于不支持第三方耗材的。这些机器没有一家靠打印吃饭的公司会买的,都是临时打印,大多时间吃灰的订单(政府、学校)还有个人购买。价格虚高到爆,招标返点高到可怕。

空中飞猪12
4
08-01 21:19
我的猪脚叫做mark 这算教育绑架吗?首先,想玩3d打印,你得会建模软件吧,难不成搞个stl的格式文件打印一下就是在玩3d打印?其次,即便是只是单单想打印,还得搞懂3d打印的各种参数,我觉得至少高中生才能玩的转。与其推荐fdm光固化打印机,不如老老实实推荐个5v打印枪(硅胶枪?)我觉得那个还实用点。
另外,现在各种第三方打印成本真的很低,淘宝各种首单150g免费,付邮打印,其他家普通树脂的也就0.6左右1g,家庭没必要入个打印设备,花个大几k吃灰,还不如买排骨。
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每个人有每个人的玩法,孩子参与也没什么不好,增加亲子感情,家庭打印也有乐趣。家长的作用可以在孩子还没有能力的时候,将他们好的想法具体实现,孩子有参与,有兴趣就继续,没什么。就像乐高一样,也有编程,玩嘛,怎么都行。