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工业级3D打印机Solidscape测评

时间:2015-05-01 09:30    来源: 网络投稿     作者: 佚名

2014年12月7日,我们来到了北京朝阳区的康硕集团,见到了Stratasys 旗下全球最高精度的3d打印机Solidscape。康硕集团正是该产品的中国区独家代理商。


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(欢迎其他厂商联系我们)

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美国Solidscape公司是全球最大的3D打印技术服务商Stratasys旗下子公司,是全球最高精度3D打印机制造商。该公司从1994年创立至今经过20年的积累,在超过80个国家中拥有4000多个系统安装客户案例,该公司产品广泛应用于生物医学产品、珠宝制造、教育、工业体育用品等行业。美国宇航局NASA、通用电气GE、蒂芙尼Tiffany&Co、施华洛世奇Swarovski、卡地亚Cartier、古驰Gucci,丰田汽车TOYOTA等世界知名企业均是Solidscape产品的忠实用户。康硕集团凭借自身在全球的销售渠道和影响力,从70家公司中脱颖而出一举取得Stratasys 旗下Solidscape 3D打印机的中国区代理权限。

Solidscape最小层厚可以达到6.3μm,表面精度达到0.81μm,分辨率达到5000*5000*8000dpi。Solidscape 是全球仅有的几款喷蜡3D打印机之一,国内之前尚无该款技术的产品,凭借专利SCP技术和类蜡材质,达到全球最高精度和独有的特性。可以100%实现铸造,可以完全实现一键打印,无人值守,并且在无需UPS的情况下支持断电续打。






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包装

Solidscape原厂采用纸箱包装,填充防震泡沫塑料。从箱子大小就可以看出,Solidscape的机器够小的,运输起来什么壮汉啊、叉车啊、吊车啊都不需要。


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外观

见到Solidscape真机,我们不禁觉得,这货是3D打印机吗?这是号称精度最高的工业设备吗?确定不是办公复印机?

是的,这就是全球最高精度的3D打印机。Solidscape外观设计美观小巧,摆脱了工业机的傻大笨粗的形象,简直像家里一件高档家电。从工作环境也可以看得出这台设备十分干净清洁,对比以往车间里的设备,这种视觉上的颠覆让我们有点小激动,对这款产品的评测充满期待。


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从正面看到,Solidscape外观干净简洁,采用了开模塑料壳,曲面机身、棱角分明,右上角标示了本机器的型号。封闭的机身保护打印环境的稳定,又保持周围清洁,同时保障使用者的安全。弧形仓盖采用透明开窗设计,方便了随时观察监测工作状态。正面中间显著位置采用了彩色触摸屏,图形化界面,操作简单流畅。


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机身背面有电源线和开关,数据接口也设置在这里。整个背面大面积的散热窗,保证机器运行稳定。


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左侧管道连接着吸尘器,是用来清洁用的,稍后我们会介绍到。

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机器下方摆设一台吸尘器,用于清洁机身内部打印环境

技术原理

我们有必要讲述一下Solidscape的工作原理,这和我们常见的3D打印技术有所不同。Solidscape采用了该公司专有的打印技术——SCP(Smooth Curvature Printing,弧度平滑打印)技术,打印出来的物品表面光洁度高,而且具备直接铸造能力。它是将蜡材熔化后通过真空从喷嘴喷射出来,液滴直径在微米级。打印过程通过多个传感器不断校准打印精度,打印完每层再通过旋转刨床进行打磨。Solidscape最小层厚可以达到6.3μm,表面精度达到0.81μm,分辨率达到5000*5000*8000dpi。


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机身细节

从见到这款设备开始,我就好奇这机器吐的纸条是神马?捞起来一看,星星点点看不懂。技术工程师告诉我们,这是喷头校准的测试纸,是打印校准用的。


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我们打开机舱看内部,这过程像战斗机开舱一样酷……

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打开Solidscape的舱盖,整个加工台一览无余。里面包含了打印平台、喷头、运动机构、校准传感器、精磨铣刀等等。机构设计合理,布局井然有序,零件加工精良,运动默契配合。


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喷头

Solidscape采用双喷头结构,固体蜡材熔化后经过真空气泵到喷头喷射出来,喷出蜡滴直径为5μm左右。两喷头分别打印两种蜡质,蓝蜡为模型材料,红蜡为支撑材料。蓝蜡打印温度为113~117℃,红蜡打印温度为118~122℃。我们拆开机器的侧门,可看到打印喷头,下方是清理喷头的废料盒。


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Solidscape喷头上有摄像头,具有自动校准功能,配合校准纸带,每次校准两喷头会交叉画出十字,校准定位精度的同时,校准出蜡量。每打印一层就校准一次,如果是6.3μm层厚的话,打印仅6.3mm厚的模型就需要校准1000次!难怪是全球最高精度3D打印机,机器的每一条指令都是经过精确校准的。不过校准过程十分迅速,并不耽误时间。


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拆开Solidscape机器的侧门,我们可以直观地看到喷头清理的废料盒,校准的纸带,以及部分线缆和管道。维护和清理起来也很方便。


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精磨铣刀

精磨铣刀隐藏在Solidscape机舱左侧,拆开左侧的盖子,可以清楚看到精磨铣刀的位置,螺旋形的铣刀闪闪发亮加工精密。喷头打印每层后,都会经过铣刀精磨打印的平面,打磨的精度都控制在微米级,从而保证打印模型的较高精度。


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是否还记得开头那个吸尘器?打磨后的碎屑通过真空吸尘器清理干净,不影响打印结果。


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运动机构

Solidscape的运动机构采用了精密电机驱动,皮带滑块传动机构。不仅电机有码盘校准,连喷头定位也有摄像头校准。各种传感器从多个环节保证高精度的打印质量,真是精益求精,万无一失啊。欧美工程师这种务实认真的态度,让小编大开眼界。


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耗材

Solidscape是双喷头机器,使用两种耗材为固体蜡棒。其中蓝色的蜡棒为模型材料,红色蜡棒为支撑材料,一个圆柱体,一个六棱柱。机舱内后部设置了两个进料口,两种料仓形状不一,分别对应两种耗材的不同形状,识别简单不会混淆。


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3Z系列的红蜡(3Zsupport)是纯蜡,蓝蜡(3Z Model)是类蜡树脂,蓝蜡比上一代T系列打印机的材料plusCAST硬度增强23%。支撑蜡熔点低,容易去除,不会破坏模型表面。模型蜡可直接用于制作模具进行铸造,不但失蜡无残留直接用于铸造,而且可以完美保留精度细节。


【耗材参数】
模型材料(蓝蜡):

质量:360克/盒

体积:288立方厘米/盒

数量:10支/盒

熔点:94°- 106° C

直接气化温度593°- 649° C

支撑材料(红蜡):

质量:230克/盒

体积:288立方厘米/盒

数量:10支/盒

熔点:50-72°C

在VSO溶液中溶解温度:40-60°C


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打印温度

Solidscape的固体耗材先经过料仓111~121℃加热融化,经过真空气泵再输送到喷头进行打印,机器工作环境为11~27℃。从料仓温度到导管温度,最后到喷头温度,全程调控,保证打印顺利进行。具体温度见下图。


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调平

值得注意的是,Solidscape打印机的调平很简单粗暴。看见那块平台了吗?平台本身是非常水平的,经过机器测量后,不平整的地方怎么办?——铣刀削掉!

你没看错,平台会被削掉一层,然后呢,就平整了……是不是很简单也很粗暴的感觉?不过你也不必担心平台会越削越薄、损耗大、或者整个过程过长,因为机器很精密,平台只被削掉几微米而已。


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操作体验

第一步:导入模型

我们打印一支胸针,是某珠宝设计师设计的,上面包含很多曲线和复杂结构,模型本身也非常小。打印尺寸:长12.501mm,宽13.975mm,高2.296mm。


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第二步:模型切片

【参数设置】
层厚:0.0254mm
打印温度:蓝蜡113~117℃;
                红蜡118~122℃。
打印速度:默认(不可调)
切片时间:1分16秒
环境温度:23℃
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第三步:一键打印

启动打印机

我们将切片好的数据保存到U盘内,通过彩色触摸屏即可实现一键打印,非常的便捷。


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打印过程

Solidscape打印过程是全自动的,从摄像头扫描条形码识别平台,打磨平台校准,喷头校准,耗材熔化,打印、磨平、校准……整个过程一气呵成,一键打印无人值守,并且在无需UPS的情况下支持断电续打,真的是简单放心。打印时间经过了2小时14分钟,略长。不过在如此高的精度下,这样的速度算不错的表现了。


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打印结束

逆着光看,模型表面十分光洁,闪闪发亮,不愧是精度最高的3D打印机。


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第三步:模型后处理

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只剩最后一步就可以拿到模型啦!这个过程就是取下模型,溶解支撑的过程。你以为模型用铲子铲?NO!我们可不想破坏这么高精度的模型哦~


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正确的方法是:打开机器卡扣,我们将打印平台整个取下,放到电热台上加热。这样做的目的是加热平台表面,让模型与平台分离,同时较低的温度不会破坏模型精度。


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取下模型后我们看到红蜡和蓝蜡交织在一起,看起来模糊一片,没关系我们可以将支撑溶解掉。


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将带有支撑的模型放入VSO溶液并加热,我们设定的实际溶解温度是55℃,慢慢等待一小会儿,支撑就会逐渐溶解掉,并且保留蓝蜡原本的精度。


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经过溶解后的模型,表面光滑,细节精美。这样的模型,估计只有Solidscape可以达到吧?模型完成后可通过包埋材料包裹,进行失蜡铸造,并直接用于工业生产,铸造出高精度的金属首饰或医疗器具。Solidscape打印出的模型不需要人工添加或处理支撑,更不需要打磨支撑残留,对于镂空结构毫无压力。在温度593°- 649° C下,直接气化无残留。我想这是SCP技术相对光固化的优势所在,同时0.81μm的表面精度也是不可比拟的。

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综合点评

Solidscape公司的3Z系列打印机凭借专利SCP技术和类蜡材质,达到全球最高精度和独有的特性,是全球仅有的几款喷蜡3D打印机之一。Solidscape的模型可以100%实现铸造,实现一键打印无人值守,并且在无需UPS的情况下支持断电续打……拥有众多优势,我想这就是征服几十个国家万千用户的理由吧。

说了这么多,作为穷逼的小编是买不起,不过对于珠宝首饰、生物医疗、航天国防等行业,这点小投资可以大大提高生产效率和品质,换回千百万的订单是非常划算的。虽然家庭个人还买不起,打印出来的蜡模还需要铸造,但小编依旧看好这项先进技术,也许未来某一天会更加普及,和我们的生活息息相关。



【推荐指数】4.5★★★★☆




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