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工業級3D打印機Solidscape測評

時間:2014-12-22 18:36 來源:南極熊 作者:中國3D打印網 閱讀:

2014年12月7日,我們來到了北京朝陽區的康碩集團,見到了Stratasys 旗下全球最高精度的3d打印機Solidscape。康碩集團正是該產品的中國區獨家代理商。


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(歡迎其他廠商聯系我們)

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美國Solidscape公司是全球最大的3D打印技術服務商Stratasys旗下子公司,是全球最高精度3D打印機制造商。該公司從1994年創立至今經過20年的積累,在超過80個國家中擁有4000多個系統安裝客戶案例,該公司產品廣泛應用于生物醫學產品、珠寶制造、教育、工業體育用品等行業。美國宇航局NASA、通用電氣GE、蒂芙尼Tiffany&Co、施華洛世奇Swarovski、卡地亞Cartier、古馳Gucci,豐田汽車TOYOTA等世界知名企業均是Solidscape產品的忠實用戶。康碩集團憑借自身在全球的銷售渠道和影響力,從70家公司中脫穎而出一舉取得Stratasys 旗下Solidscape 3D打印機的中國區代理權限。

Solidscape最小層厚可以達到6.3μm,表面精度達到0.81μm,分辨率達到5000*5000*8000dpi。Solidscape 是全球僅有的幾款噴蠟3D打印機之一,國內之前尚無該款技術的產品,憑借專利SCP技術和類蠟材質,達到全球最高精度和獨有的特性。可以100%實現鑄造,可以完全實現一鍵打印,無人值守,并且在無需UPS的情況下支持斷電續打。






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包裝

Solidscape原廠采用紙箱包裝,填充防震泡沫塑料。從箱子大小就可以看出,Solidscape的機器夠小的,運輸起來什么壯漢啊、叉車啊、吊車啊都不需要。


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外觀

見到Solidscape真機,我們不禁覺得,這貨是3D打印機嗎?這是號稱精度最高的工業設備嗎?確定不是辦公復印機?

是的,這就是全球最高精度的3D打印機。Solidscape外觀設計美觀小巧,擺脫了工業機的傻大笨粗的形象,簡直像家里一件高檔家電。從工作環境也可以看得出這臺設備十分干凈清潔,對比以往車間里的設備,這種視覺上的顛覆讓我們有點小激動,對這款產品的評測充滿期待。


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從正面看到,Solidscape外觀干凈簡潔,采用了開模塑料殼,曲面機身、棱角分明,右上角標示了本機器的型號。封閉的機身保護打印環境的穩定,又保持周圍清潔,同時保障使用者的安全。弧形倉蓋采用透明開窗設計,方便了隨時觀察監測工作狀態。正面中間顯著位置采用了彩色觸摸屏,圖形化界面,操作簡單流暢。


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機身背面有電源線和開關,數據接口也設置在這里。整個背面大面積的散熱窗,保證機器運行穩定。


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左側管道連接著吸塵器,是用來清潔用的,稍后我們會介紹到。

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機器下方擺設一臺吸塵器,用于清潔機身內部打印環境

技術原理

我們有必要講述一下Solidscape的工作原理,這和我們常見的3D打印技術有所不同。Solidscape采用了該公司專有的打印技術——SCP(Smooth Curvature Printing,弧度平滑打印)技術,打印出來的物品表面光潔度高,而且具備直接鑄造能力。它是將蠟材熔化后通過真空從噴嘴噴射出來,液滴直徑在微米級。打印過程通過多個傳感器不斷校準打印精度,打印完每層再通過旋轉刨床進行打磨。Solidscape最小層厚可以達到6.3μm,表面精度達到0.81μm,分辨率達到5000*5000*8000dpi。


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機身細節

從見到這款設備開始,我就好奇這機器吐的紙條是神馬?撈起來一看,星星點點看不懂。技術工程師告訴我們,這是噴頭校準的測試紙,是打印校準用的。


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我們打開機艙看內部,這過程像戰斗機開艙一樣酷……

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打開Solidscape的艙蓋,整個加工臺一覽無余。里面包含了打印平臺、噴頭、運動機構、校準傳感器、精磨銑刀等等。機構設計合理,布局井然有序,零件加工精良,運動默契配合。


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噴頭

Solidscape采用雙噴頭結構,固體蠟材熔化后經過真空氣泵到噴頭噴射出來,噴出蠟滴直徑為5μm左右。兩噴頭分別打印兩種蠟質,藍蠟為模型材料,紅蠟為支撐材料。藍蠟打印溫度為113~117℃,紅蠟打印溫度為118~122℃。我們拆開機器的側門,可看到打印噴頭,下方是清理噴頭的廢料盒。


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Solidscape噴頭上有攝像頭,具有自動校準功能,配合校準紙帶,每次校準兩噴頭會交叉畫出十字,校準定位精度的同時,校準出蠟量。每打印一層就校準一次,如果是6.3μm層厚的話,打印僅6.3mm厚的模型就需要校準1000次!難怪是全球最高精度3D打印機,機器的每一條指令都是經過精確校準的。不過校準過程十分迅速,并不耽誤時間。


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拆開Solidscape機器的側門,我們可以直觀地看到噴頭清理的廢料盒,校準的紙帶,以及部分線纜和管道。維護和清理起來也很方便。


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精磨銑刀

精磨銑刀隱藏在Solidscape機艙左側,拆開左側的蓋子,可以清楚看到精磨銑刀的位置,螺旋形的銑刀閃閃發亮加工精密。噴頭打印每層后,都會經過銑刀精磨打印的平面,打磨的精度都控制在微米級,從而保證打印模型的較高精度。


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是否還記得開頭那個吸塵器?打磨后的碎屑通過真空吸塵器清理干凈,不影響打印結果。


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運動機構

Solidscape的運動機構采用了精密電機驅動,皮帶滑塊傳動機構。不僅電機有碼盤校準,連噴頭定位也有攝像頭校準。各種傳感器從多個環節保證高精度的打印質量,真是精益求精,萬無一失啊。歐美工程師這種務實認真的態度,讓小編大開眼界。


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耗材

Solidscape是雙噴頭機器,使用兩種耗材為固體蠟棒。其中藍色的蠟棒為模型材料,紅色蠟棒為支撐材料,一個圓柱體,一個六棱柱。機艙內后部設置了兩個進料口,兩種料倉形狀不一,分別對應兩種耗材的不同形狀,識別簡單不會混淆。


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3Z系列的紅蠟(3Zsupport)是純蠟,藍蠟(3Z Model)是類蠟樹脂,藍蠟比上一代T系列打印機的材料plusCAST硬度增強23%。支撐蠟熔點低,容易去除,不會破壞模型表面。模型蠟可直接用于制作模具進行鑄造,不但失蠟無殘留直接用于鑄造,而且可以完美保留精度細節。


【耗材參數】

模型材料(藍蠟):

質量:360克/盒

體積:288立方厘米/盒

數量:10支/盒

熔點:94°- 106° C

直接氣化溫度593°- 649° C

支撐材料(紅蠟):

質量:230克/盒

體積:288立方厘米/盒

數量:10支/盒

熔點:50-72°C

在VSO溶液中溶解溫度:40-60°C


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打印溫度

Solidscape的固體耗材先經過料倉111~121℃加熱融化,經過真空氣泵再輸送到噴頭進行打印,機器工作環境為11~27℃。從料倉溫度到導管溫度,最后到噴頭溫度,全程調控,保證打印順利進行。具體溫度見下圖。


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調平

值得注意的是,Solidscape打印機的調平很簡單粗暴。看見那塊平臺了嗎?平臺本身是非常水平的,經過機器測量后,不平整的地方怎么辦?——銑刀削掉!

你沒看錯,平臺會被削掉一層,然后呢,就平整了……是不是很簡單也很粗暴的感覺?不過你也不必擔心平臺會越削越薄、損耗大、或者整個過程過長,因為機器很精密,平臺只被削掉幾微米而已。


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操作體驗

第一步:導入模型

我們打印一支胸針,是某珠寶設計師設計的,上面包含很多曲線和復雜結構,模型本身也非常小。打印尺寸:長12.501mm,寬13.975mm,高2.296mm。


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第二步:模型切片

【參數設置】

層厚:0.0254mm
打印溫度:藍蠟113~117℃;
                紅蠟118~122℃。
打印速度:默認(不可調)
切片時間:1分16秒
環境溫度:23℃
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第三步:一鍵打印

啟動打印機

我們將切片好的數據保存到U盤內,通過彩色觸摸屏即可實現一鍵打印,非常的便捷。


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打印過程

Solidscape打印過程是全自動的,從攝像頭掃描條形碼識別平臺,打磨平臺校準,噴頭校準,耗材熔化,打印、磨平、校準……整個過程一氣呵成,一鍵打印無人值守,并且在無需UPS的情況下支持斷電續打,真的是簡單放心。打印時間經過了2小時14分鐘,略長。不過在如此高的精度下,這樣的速度算不錯的表現了。


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打印結束

逆著光看,模型表面十分光潔,閃閃發亮,不愧是精度最高的3D打印機。


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第三步:模型后處理

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只剩最后一步就可以拿到模型啦!這個過程就是取下模型,溶解支撐的過程。你以為模型用鏟子鏟?NO!我們可不想破壞這么高精度的模型哦~


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正確的方法是:打開機器卡扣,我們將打印平臺整個取下,放到電熱臺上加熱。這樣做的目的是加熱平臺表面,讓模型與平臺分離,同時較低的溫度不會破壞模型精度。


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取下模型后我們看到紅蠟和藍蠟交織在一起,看起來模糊一片,沒關系我們可以將支撐溶解掉。


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將帶有支撐的模型放入VSO溶液并加熱,我們設定的實際溶解溫度是55℃,慢慢等待一小會兒,支撐就會逐漸溶解掉,并且保留藍蠟原本的精度。


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經過溶解后的模型,表面光滑,細節精美。這樣的模型,估計只有Solidscape可以達到吧?模型完成后可通過包埋材料包裹,進行失蠟鑄造,并直接用于工業生產,鑄造出高精度的金屬首飾或醫療器具。Solidscape打印出的模型不需要人工添加或處理支撐,更不需要打磨支撐殘留,對于鏤空結構毫無壓力。在溫度593°- 649° C下,直接氣化無殘留。我想這是SCP技術相對光固化的優勢所在,同時0.81μm的表面精度也是不可比擬的。

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綜合點評

Solidscape公司的3Z系列打印機憑借專利SCP技術和類蠟材質,達到全球最高精度和獨有的特性,是全球僅有的幾款噴蠟3D打印機之一。Solidscape的模型可以100%實現鑄造,實現一鍵打印無人值守,并且在無需UPS的情況下支持斷電續打……擁有眾多優勢,我想這就是征服幾十個國家萬千用戶的理由吧。

說了這么多,作為窮逼的小編是買不起,不過對于珠寶首飾、生物醫療、航天國防等行業,這點小投資可以大大提高生產效率和品質,換回千百萬的訂單是非常劃算的。雖然家庭個人還買不起,打印出來的蠟模還需要鑄造,但小編依舊看好這項先進技術,也許未來某一天會更加普及,和我們的生活息息相關。



【推薦指數】4.5★★★★☆




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(責任編輯:admin)

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