來源:中關(guān)村在線
在過去的5年里,我們測試過數(shù)十款國內(nèi)外的桌面級3D打印機和3D掃描儀,也曾報道過大量具備生產(chǎn)能力的工業(yè)級3D打印機,然而最近細(xì)分市場上出現(xiàn)了定位更加精準(zhǔn)的3D打印機,定位辦公室和學(xué)校等機構(gòu),它身上有不一樣的氣質(zhì),擁有接近工業(yè)級設(shè)備輸出品質(zhì)和效率,又能在普通辦公室或者教室中靈活使用,簡單的和它的名字一樣,它就是今天的主角----Stratasys F123系列(像123一樣簡單),而我們測試的是其中的頂配機型 F370 3D打印機,上市近一年來,全球銷量超過1300臺!
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2018-3-30 10:24 上傳
△讓設(shè)計更專注 評準(zhǔn)工業(yè)級3D打印機Stratasys F370
●新概念 格調(diào)與品質(zhì)兼具
比較早接觸3D打印的朋友知道,桌面級的FDM技術(shù)3D打印機是從DIY 套件開始的。到今天桌面3D打印產(chǎn)品已經(jīng)非常豐富,商品化程度也很高,不過限于成本和用途,這類3D打印機只能用來打印設(shè)計小樣和簡單的原型,在3D打印的模型細(xì)節(jié)、尺寸誤差、穩(wěn)定性以及材料平臺這幾個硬指標(biāo)暫時還達(dá)不到工業(yè)機的水準(zhǔn)。
而工業(yè)級的3D打印機包括工業(yè)級FDM設(shè)備、光固化樹脂SLA、激光燒結(jié)金屬SLM、激光燒結(jié)尼龍粉末SLS等技術(shù)的設(shè)備一般擁有較大的硬件尺寸、電氣環(huán)境要求高,需要專門的廠房、生產(chǎn)型的電氣環(huán)境來運行;而且設(shè)備本身價格也比較高,還需要很強的后期處理工藝,應(yīng)用條件相對苛刻。
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2018-3-30 10:27 上傳
△Stratasys F123系列:F170/F270/F370
Stratasys F123系列 3D打印機則是 Stratasys針對設(shè)計類用戶更加靈活高效的需求研發(fā)的新概念、準(zhǔn)工業(yè)級 3D打印設(shè)備。在核心技術(shù)上,延續(xù)了Stratasys Fortus系列工業(yè)級3D打印設(shè)備的FDM 技術(shù)和架構(gòu),F(xiàn)ortus系列則是Stratasys的“親兒子”——FDM 3D打印技術(shù)是由Stratasys 的聯(lián)合創(chuàng)始人之一斯科特.科倫普親手打造的,Stratasys擁有FDM(R)熔融沉積成型技術(shù)的專利權(quán),迄今為止Fortus系列也一直是它旗下的主力型3D打印產(chǎn)品,具有非常強悍的生產(chǎn)能力,同時針對不同用戶和應(yīng)用場景的需求,有大量的不同功能特性的耗材作為材料體系,與桌面級產(chǎn)品完全不同。
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2018-3-30 10:28 上傳
△FDM技術(shù)專利所有人 Stratasys聯(lián)合創(chuàng)始人 斯科特.科倫普
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2018-3-30 10:29 上傳
△Stratasys F370與Fortus 450mc(右一) 3D打印機
而在產(chǎn)品形態(tài)上,F(xiàn)123系列則融合了Stratasys 最新的理念,就是讓人們在手邊就用到專業(yè)的3D打印設(shè)備,外觀設(shè)計更加美觀實用,“太空艙”般的視覺效果代表著地球上的先進(jìn)制造能力。
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2018-3-30 10:29 上傳
△“太空艙”視覺效果 充滿科技感
Stratasys F123系列的一大特點是操控友好,支持10國語言的大尺寸液晶觸摸屏帶來直觀簡潔的操作感,3D打印機結(jié)構(gòu)和部件采用快速安裝設(shè)計,最大程度減少人為的干預(yù)。關(guān)于這一點,下文會給出詳細(xì)介紹。
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2018-3-30 10:30 上傳
△F123系列全都采用大尺寸觸摸屏
Stratasys F123系列可以在大部分辦公環(huán)境中進(jìn)行配置,支持標(biāo)準(zhǔn)的110V或220V民用電壓,并且通過了CE、FCC、EAC、EMC、TUV、RC、RCM、RoHS、WEEE、Reach多項認(rèn)證,在普通環(huán)境中對人畜無害,電磁性能安全,使用安全的化學(xué)品作為產(chǎn)品原材料,并符合電子設(shè)備報廢回收標(biāo)準(zhǔn)。也就是說F123系列完全可以在辦公室、教室、實驗室這類普通室內(nèi)環(huán)境中運行。
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2018-3-30 10:31 上傳
△F123系列運行環(huán)境要求與合規(guī)性
在硬件售價方面,F(xiàn)170、F270、F370三款售價從人民幣20萬元到60萬元不等,不同配置和價格分檔來匹配不同用戶的實際應(yīng)用需求。
本次我們測試的Stratasys F370就是F123系列中的頂配機型。接下來我們就近距離看一看它究竟有什么不同。
●人性化 釋放創(chuàng)造力
Stratasys F370 3D打印機在設(shè)計上有許多細(xì)節(jié),避免冗余的人工操作,使操作者能聚焦于工作重心上。整個打印倉為全封閉設(shè)計,打印倉門還有一圈密封圈,保證打印倉的密閉性,使打印倉恒溫以確保模型均勻冷卻,有利于保障打印質(zhì)量。
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2018-3-30 10:34 上傳
△上半部分打印倉 前門透明可看到內(nèi)部打印進(jìn)展
Stratasys F370支持自動調(diào)平功能,每次打印啟動之前自動調(diào)平平臺,保證3D打印成功率。而平臺上的打印板則是快拆裝的,打印完成快速拆下,略微彎曲打印板那么模型就自動脫離了。方便操作者取下模型,快速開始新的3D打印任務(wù)。
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2018-3-30 10:39 上傳
△壓下前面的鎖止板
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2018-3-30 10:39 上傳
△打印底板就可以取下或更換
打印倉內(nèi)部有監(jiān)控攝像頭,而F370支持以太網(wǎng)連接或Wi-Fi連接,可以通過智能手機、平板電腦遠(yuǎn)程查看打印進(jìn)程,讓3D打印機隨時處于掌控之中,不需要人員對設(shè)備值守。
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2018-3-30 10:44 上傳
△四個耗材盤位
Stratasys F370 3D打印機抽屜式耗材倉有四個槽位,兩個用于3D打印主體材料、兩個用于QSR支撐材料。耗材的安裝和更換很簡單,拉開蓋板、放入耗材盤并把耗材絲插入進(jìn)料孔,啟動進(jìn)料即可。F370擁有自動進(jìn)料設(shè)計,大大減少操作時的查看和等待時間。
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2018-3-30 10:45 上傳
△抽屜式耗材倉
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2018-3-30 10:46 上傳
△兩個主體材料(左)兩個支撐材料(右)
F370 3D打印機標(biāo)配兩組擠出套件,一個用來打印主體結(jié)構(gòu)、一個打印支撐結(jié)構(gòu)。另外PLA材料和ABS材料打印溫度等參數(shù)需求不同,因此使用不同的擠出套件。而F370擠出套件采用模塊化快拆裝設(shè)計,四步即可快速更換打印頭,操作方便快捷。
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2018-3-30 10:47 上傳
△F370擠出套件(打印頭)
F370支持四種FDM 線材——ABS、PLA、PC-ABS和ASA,另外還支持QSR水溶性支撐材料。多種材料選擇提供更多的用途,在打印品效果展示、功能原型測試等應(yīng)用中選擇對應(yīng)材料;而QSR水溶性支撐材料則輔助實現(xiàn)更復(fù)雜的3D模型,增強F370對設(shè)計模型的形狀和結(jié)構(gòu)塑造能力。
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2018-3-30 10:47 上傳
△打印頭組建的擠出頭
另外用過3D打印機的朋友知道桌面級設(shè)備的打印平臺不同位置,打印模型質(zhì)量有差別,因為打印倉溫度、部件運動不均勻。而F370的打印平臺任何位置都能保持一致的3D打印質(zhì)量,從而獲得均勻、準(zhǔn)確、高質(zhì)量的3D打印成品。
總的來說Stratasys F370 3D打印機的人性化設(shè)計大大提升設(shè)備自動化程度,解放操作者的雙手和大腦。使設(shè)計師、工程師聚焦于設(shè)計和產(chǎn)品研發(fā)上,無需為3D打印的質(zhì)量或進(jìn)展擔(dān)心,充分釋放創(chuàng)造力。
●觸控屏 操作零門檻
Stratasys F370配置大尺寸彩色液晶觸摸屏作為操控面板,操作直觀簡潔沒有門檻。只要對3D打印有一些基本的了解,就很容易上手。
主界面顯示設(shè)備狀態(tài)和3D打印進(jìn)度,可以清楚地看到當(dāng)前設(shè)備出于忙碌/空閑的狀態(tài),以及打印完成了多少、還剩余多長的工作時間。
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2018-3-30 10:48 上傳
△主屏界面實時顯示3D打印進(jìn)展
下一個菜單為打印任務(wù)管理,F(xiàn)370采用Stratasys工業(yè)級3D打印機的“任務(wù)流”管理方式,可以一次性加載多個打印任務(wù)。當(dāng)上一個打印完成,取出打印托盤后放入另一塊,就啟動了下一個打印任務(wù)。使用者也可以瀏覽查看已經(jīng)完成的打印任務(wù)的詳細(xì)信息,以及還有多少打印任務(wù)待處理。
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2018-3-30 10:49 上傳
△打印任務(wù)管理
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2018-3-30 10:51 上傳
△查看參數(shù)并打印
第三個菜單為耗材管理,界面直接與3D打印機的耗材倉一一對應(yīng)。不僅能夠查看耗材類型、余量、擠出頭狀態(tài)信息,而且可以啟動耗材加載或替換。
第四個菜單是設(shè)備設(shè)置,包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、電源設(shè)置、打印參數(shù)設(shè)置,并可以查看設(shè)備的運行時長、默認(rèn)參數(shù)等狀態(tài)信息,方便使用者管理3D打印機,使設(shè)備處于良好的狀態(tài)中運行。
整個F370 3D打印機的大部分操控都集中在這塊彩色觸摸屏上,怎么樣,是不是覺得很簡單?
●打印軟件 對接3D建模
2014年Stratasys以1億美元收購了3D建模軟件和工程師社區(qū)GrabCAD,后來推出了GrabCAD Print軟件作為3D打印機的切片和管理軟件。這套軟件體現(xiàn)出Stratasys對三維設(shè)計和3D打印的深度關(guān)注。
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2018-3-30 10:52 上傳
△3D打印機的切片和管理軟件 GrabCAD Print
先看軟件本身,它的工作邏輯仍然是載入模型、切片并發(fā)送到3D打印機打印,不過采用了模塊化、任務(wù)流的打印管理方式。打印任務(wù)作為項目管理,一個項目對應(yīng)一個設(shè)計的全部3D模型。
打印托盤在軟件中虛擬化,多個模型加載到若干個不同打印托盤上,并且自動排列。一個托盤的模型打印完成后,在F370上替換新托盤,就可以開始下一個打印任務(wù)。另外同一個項目下的幾個托盤還支持自動排列,將模型均勻分配到不同托盤上,最大化利用3D打印的空間。
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2018-3-30 10:55 上傳
△虛擬托盤 自動排列多個模型
在GrabCAD Print中也支持常規(guī)的3D打印選項設(shè)置,包括層厚、材料類型、填充類型等。也支持常規(guī)的模型縮放、旋轉(zhuǎn)、移動操作。F370打印倉內(nèi)有攝像頭,聯(lián)網(wǎng)之后在軟件中能遠(yuǎn)程監(jiān)控打印進(jìn)展。
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2018-3-30 10:55 上傳
△打印參數(shù)設(shè)置
打印任務(wù)管理的任務(wù)流在軟件中以甘特圖呈現(xiàn),而且打印起止時間、時長都是準(zhǔn)確估計和呈現(xiàn)的,方便操作者合理安排模型打印進(jìn)度。以項目管理的方式來管理3D打印任務(wù),帶來的效果就是保證3D打印模型能準(zhǔn)確、及時交付。
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2018-3-30 10:56 上傳
△典型的甘特圖 用項目管理的方式管理打印任務(wù)
目前看來,GrabCAD Print似乎也沒有太多特別的地方,難道Stratasys 的1億美元打水漂了?當(dāng)然不是。目前GrabCAD Print的定位是輔助設(shè)計師、工程師多人協(xié)作實現(xiàn)數(shù)字模型到實體模型轉(zhuǎn)換的工具,而前期多人協(xié)作3D設(shè)計就要靠GrabCAD Workbench了。
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2018-3-30 10:57 上傳
△GrabCAD Workbench
GrabCAD Workbench簡單理解就是一個虛擬工作臺,設(shè)計師可以遠(yuǎn)程接入、更新自己的設(shè)計、下載查看最新的設(shè)計變動,多人異地協(xié)作完成分布式的三維設(shè)計工作。而Print軟件則可以直接導(dǎo)入Workbench的3D模型,隨時打印為實體。打通了三維設(shè)計和3D打印的工作路徑,提升效率。
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2018-3-30 10:57 上傳
△從三維設(shè)計到3D打印無縫銜接
另外Stratasys 和GrabCAD還在打造基于瀏覽器端的3D Viewer,實現(xiàn)頁面式的3D數(shù)字模型的查看、編輯,讓3D模型變得像2D的圖片一樣容易獲取、制作和編輯。這個工具可以理解為頁面版的3D美圖秀秀。
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2018-3-30 10:57 上傳
△網(wǎng)頁版的3D美圖秀秀——3D Viewer
所以總的來說,Stratasys 收購GrabCAD的目標(biāo)就在于打通三維設(shè)計和3D打印的流程,讓二者變得更普及、大眾化,變成常用工具。目前GrabCAD已經(jīng)很不錯,未來隨著Workbench和3D Viewer的演變,當(dāng)然會變得更加強大而且簡單好用。
●效率測試:打印速度遠(yuǎn)超F(xiàn)DM桌面機
Stratasys F370 3D打印機的打印過程與桌面機型有很大不同,就是打印模型時在旁邊打印一個同等高度的蝴蝶結(jié)形狀冗余立柱,目的就是在切換擠出頭或者每層之間不連續(xù)移動時,將噴嘴內(nèi)的材料擠出一小段,保證打印模型時材料擠出的絕對均勻,從而保障始終如一的打印質(zhì)量。
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2018-3-30 10:58 上傳
△每個打印模型旁邊都會打印這樣一個立柱
即使有這些多出來的機械動作,F(xiàn)370仍然有超高的打印效率。使用F370打印立方體、半球和圓錐幾何模型,20x20x20mm立方體打印用時19分鐘,相比桌面機型用時縮短13%到73%;40x40x20mm半球打印用時29分鐘,相比桌面機型用時縮短0.06%到73%;40x40x40mm圓錐打印用時38分鐘,相比桌面機型用時從幾乎持平到縮短67%。F370在打印速度上有絕對的優(yōu)勢,能夠更高效地交付模型或零部件。
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2018-3-30 10:59 上傳
△打印用時統(tǒng)計
切片也需要花費一些時間,仍然使用5倍立方體、2倍半球和2倍圓錐來測試切片用時。GrabCAD選擇F370 3D打印機適配,測得切片時間分別為30秒、19秒和25秒,相比桌面3D打印產(chǎn)品處于中檔,并沒有常見的Cura切片高效。不過3D打印整個過程主要時間花費在打印上,十秒量級的切片用時可以接受。
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2018-3-30 11:00 上傳
△切片用時統(tǒng)計
在F370 3D打印過程中可以直觀地看到,打印頭的負(fù)載移動和空駛移動都非?,這也是它高效率3D打印的原因所在。綜合來看F370打印速度快、效率高,意味著更快地交付成品,開啟下一個打印任務(wù),也可以滿足幾個人的工作組多人共享使用。
●層厚精度 微距顯實力
3D打印原理是分層制造的增材方式,層厚精度和每層的打印質(zhì)量就決定了模型的打印效果以及表面光滑程度。我們使用微距鏡頭拍攝0.01英寸、0.007英寸和0.005英寸三個層厚下的3D打印立方體,來觀察微觀的細(xì)節(jié)。
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2018-3-30 11:03 上傳
△0.25mm層厚效果
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2018-3-30 11:03 上傳
△0.18mm層厚效果
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2018-3-30 11:04 上傳
△0.13mm層厚效果
Stratasys有著自己的層厚標(biāo)準(zhǔn),三種層厚對應(yīng)Stratasys技術(shù)工程師“10 slice”、“7 slice”、“5 slice”的叫法,也就是英寸層厚的簡稱;換算到毫米分別是0.25mm、0.18mm和0.13mm。
0.01英寸層厚打印的立方體肉眼視覺有較明顯的層紋,0.007英寸層厚打印的立方體肉眼視覺層紋已經(jīng)不明顯,需要仔細(xì)辨別才能看出來,0.005英寸層厚打印的立方體側(cè)壁表面已經(jīng)非常光滑,肉眼無法分辨層紋,在微距鏡頭拍攝、幾十倍放大之后,我們才能看到3D打印特有的層紋特征。
另外三個立方體都能看到,層與層準(zhǔn)確對齊,層厚度均勻,無凹陷或凸起,形成高質(zhì)量的表面效果。這也是F370打印品質(zhì)的印證,在XYZ三個維度上都有很好的穩(wěn)定性,且耗材擠出控制上佳。
●尺寸公差 精確還原設(shè)計
從X/Y/Z三個方向上測量3D打印立方體與設(shè)計尺寸的誤差,設(shè)計尺寸為20x20x20mm,3D打印尺寸如下所示。
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2018-3-30 11:05 上傳
△打印件X軸方向尺寸測量
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2018-3-30 11:06 上傳
△打印件Y軸方向尺寸測量
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2018-3-30 11:06 上傳
△打印件Z軸方向尺寸測量
X/Y/Z方向上的誤差分別為-0.02、-0.03和-0.07,參考機械加工行業(yè)常用的GB/T1804-2000一般公差分級標(biāo)準(zhǔn),在6~30mm零件尺寸上誤差在±0.1mm范圍內(nèi),屬于精密級,顯示出F370工業(yè)級的增材制造能力。
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2018-3-30 11:07 上傳
△GB/T1804-2000一般公差國家標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)然GB/T1804-2000一般公差分級標(biāo)準(zhǔn)并不是專門針對增才制造類設(shè)備的。我們期待中國或美國的增材類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中納入一般公差和等級分類,可以對F370 3D打印機的精密度做定量的評價。
●分項測試:優(yōu)秀的綜合能力
打印細(xì)小棱錐,考察3D打印機的細(xì)節(jié)分辨力。F370打印棱錐效果出色,平面內(nèi)的9個棱錐幾乎完美地還原,錐體平整利落,尖端銳利且豎直。沒有出現(xiàn)任何拉絲、尖端變形的情況,這要歸功于F370的高分辨率、蝴蝶結(jié)冗余打印設(shè)計,表明F370擠出機的材料擠出和回抽設(shè)計上佳,對極細(xì)微結(jié)構(gòu)有很強的塑造能力。
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2018-3-30 11:12 上傳
△細(xì)小棱錐3D打。ㄗ螅┡c桌面設(shè)備(右)效果對比
打印四面薄壁,考察3D打印機的X/Y軸運動一致性。F370四個立面薄壁均打印均勻,接縫處是干凈整齊的90度直角,沒有出現(xiàn)褶皺、接縫不齊的情況,顯示F370 的擠出頭X/Y方向運動一致性強,運動準(zhǔn)確快速且均勻,并且材料擠出控制很好。
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△四面薄壁3D打印效果
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△四面薄壁3D打。ㄗ螅┡c桌面設(shè)備(右)效果對比
打印細(xì)直立方柱,考察絲桿和步進(jìn)電機配合穩(wěn)定性,以及在上層切片的Z軸方向穩(wěn)定性。F370打印細(xì)直立方柱從下到上筆直均勻,柱體四面分層對齊平整,沒有任何錯層、歪斜的情況,表面F370 3D打印機Z軸穩(wěn)定性好,打印比較高的模型時在上層切片仍然保持很好的循跡能力。
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△細(xì)直立方柱3D打。ㄗ螅┡c桌面設(shè)備(右)效果相近
打印垮橋結(jié)構(gòu),考察3D打印機打印不同長度懸空線條的能力。F370打印跨橋結(jié)構(gòu)接近完美,五個不同長度跨橋筆直均勻、沒有懸絲或下垂。顯示出F370的材料擠出速率和冷卻速率配合出色,跨橋塑形能力上佳。
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△垮橋結(jié)構(gòu)3D打。ㄗ螅┡c桌面設(shè)備(右)效果對比
打印不同斜度的懸空斜面,考察3D打印機在無支撐情況下的懸空結(jié)構(gòu)打印能力。F370打印30/45/60/70度斜面表現(xiàn)出色,每個斜面上表面平整均勻,下表面整齊無凹凸、無下垂,要知道對于FDM 3D打印機來說斜面越接近水平打印難度越高。而F370仍然能夠出色地還原不同斜度的斜面,效果出色。
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2018-3-30 11:16 上傳
△不同斜度斜面3D打。ㄗ螅┡c桌面設(shè)備(右)效果對比
里的分項測試考察FDM 3D打印機的基本成型能力,F(xiàn)370的打印效果接近完美,表現(xiàn)出準(zhǔn)專業(yè)級的成型能力。
●整套模型測試:出色的細(xì)節(jié)塑造力
成套模型測試,考察3D打印機打印對不同形狀的塑造能力。F370打印多孔模塊,不同尺寸和形狀的小孔打印出色,孔洞形狀規(guī)則銳利,無拉絲,最小的孔洞也能夠良好還原。
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F370打印正/負(fù)圓錐模塊,凸出和凹下的錐體光滑圓潤,尖頂規(guī)則,沒有毛刺或拉絲。打印曲線模塊的細(xì)小連接處精細(xì)牢固,而主體的曲線結(jié)構(gòu)規(guī)則準(zhǔn)確,有一定彈性而連接處又不會斷裂,效果上佳。
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F370打印利刃模塊,很好地還原出寬度不同、角度不同的利刃形狀,并且形狀都比較規(guī)則,很好地地呈現(xiàn)3D模型原貌。打印文字模塊,良好地打印大小不同、正反向的字母X,內(nèi)、外壁光滑,字體清晰,效果出色。
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F370打印懸空模塊,懸空結(jié)構(gòu)完整,封頂無漏洞或凸起,下方無下垂或拉絲,很好地還原每個單獨的懸空結(jié)構(gòu)。打印裂縫模塊,不規(guī)則的裂縫還原準(zhǔn)確,凹/凸形狀恰好契合,效果出色。
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2018-3-30 11:20 上傳
F370打印螺旋模塊,螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則均勻,弧度一致,并且沒有拉絲,很好地還原了圓弧、螺旋的形狀。
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△整套模型檢驗F370的形狀塑造能力
在這整套模型的打印過程中,F(xiàn)370仍然沒有遇到任何挑戰(zhàn),結(jié)構(gòu)塑造準(zhǔn)確、形狀還原良好,表現(xiàn)出很強的形狀塑造能力。
●支撐測試:水溶材料立功
恐龍頭骨的形狀復(fù)雜、細(xì)小結(jié)構(gòu)多,考驗3D打印機的支撐效果和去除難易度。F370的水溶性支撐材料QSR顯示出威力。
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2018-3-30 11:21 上傳
△帶水溶性支撐材料的恐龍頭骨打印效果
支撐結(jié)構(gòu)比較細(xì)密,不僅支撐起孔龍頭骨主體結(jié)構(gòu),而且很好地承托牙齒這種細(xì)小結(jié)構(gòu),上頜、下頜牙齒都完整打印出來。而去除時不需要用鉗子、刻刀等工具,F(xiàn)370有專門的水溶支撐去除附件,模型放入其中浸泡沖洗,支撐材料溶于水中。帶來的好處就是小孔洞中的支撐也容易去除,而模型的主體結(jié)構(gòu)沒有任何損壞。
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△泡入水中 支撐自動溶解
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2018-3-30 11:22 上傳
△頭骨牙齒細(xì)節(jié)
另外,Stratasys F123系列3D打印機均支持QSR水溶支撐材料和去處支撐附件,多臺3D打印機可共用一個去支撐附件,節(jié)省設(shè)備采購成本,使設(shè)備利用率最大化。F370的支撐添加、打印效果和去除難易程度應(yīng)該是滿分。
●裝機運行 國內(nèi)典型應(yīng)用解讀
Stratasys F370 在國內(nèi)已經(jīng)有成熟的裝機應(yīng)用。北京奔馳是德國奔馳在海外最大的工廠,在2016年引入這款3D打印機輔助設(shè)計驗證和工裝夾具的開發(fā)。北京奔馳目前現(xiàn)有的三大產(chǎn)品平臺包括前驅(qū)車工廠、后驅(qū)車工廠和發(fā)動機工廠,如今正在建造電動車工廠,同時進(jìn)行電動車的研發(fā)和前期試做,而制造標(biāo)準(zhǔn)化電池的工裝夾具是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中非常重要的一環(huán),按照2萬片的產(chǎn)量,正常人工需要3個月時間才能完成。
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2018-3-30 11:26 上傳
△工具車間內(nèi)的Stratasys F370 3D打印機
通過優(yōu)化的工裝夾具在同樣的人力工作量下只需要2周的時間,如果通過外部供應(yīng)商來設(shè)計夾具并進(jìn)行電池加工,則需要50萬人民幣的成本支出;而最終在制造工程一部的全員改善部門的協(xié)同下,只需要4500元的費用支出,時間周期大大縮短、制造成本顯著降低——成本降低了99%,效率提升了6倍。
北京奔馳全員改善部門工程師鄭松鶴說:“利用StratasysF370 3D打印機進(jìn)行夾具的設(shè)計驗證,在生產(chǎn)線上進(jìn)行試裝運行,然后進(jìn)行優(yōu)化,最后交付供應(yīng)商進(jìn)行機加工生產(chǎn),與之前的夾具開發(fā)流程相比,省去了前期溝通、驗證試裝環(huán)節(jié),另外,ABS材料具有不錯的耐磨性,兼具結(jié)構(gòu)驗證和實用性,和機加工或鑄造金屬夾具相比,能夠很快進(jìn)行試裝驗證,完全符合北京奔馳的柔性化改善方向!
在職業(yè)教育領(lǐng)域,Stratasys F370給專業(yè)課程建設(shè)和學(xué)生技能培養(yǎng)帶來了新鮮血液。在2017年四季度,湖北科技職業(yè)學(xué)院與行業(yè)緊密接軌,投資為3D打印實訓(xùn)室引進(jìn)準(zhǔn)工業(yè)級Stratasys F370 3D打印機用于教學(xué)和實訓(xùn)。3D打印實訓(xùn)室主任劉老師說:“我們在學(xué)生職業(yè)教育和技能培養(yǎng)上不斷投入資源,在2017年四季度引入這臺準(zhǔn)工業(yè)級Stratasys F370 3D打印機。目前本專業(yè)已建成3D打印創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)協(xié)同中心,小型的F370在普通室內(nèi)環(huán)境和民用供電條件下就能正常運行,并不需要特別的裝機環(huán)境。使用下來感覺精度高、3D打印質(zhì)量好,水溶性的支撐能大大提升復(fù)雜模具的打印質(zhì)量。為了培養(yǎng)學(xué)生真正用得到的職業(yè)技能,我們計劃在3D打印實訓(xùn)室中引進(jìn)更多不同技術(shù)類型、高規(guī)格的3D打印設(shè)備用于教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的真正競爭力!
目前Stratasys F370用于工業(yè)級3D打印基礎(chǔ)系列課程,而且正在開展“訂單培養(yǎng)”的校企合作計劃,直接對接企業(yè)模具和原型的3D打印需求,使學(xué)生直接了解3D打印設(shè)備在企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)中的應(yīng)用。專業(yè)教學(xué)課程和學(xué)生技能培養(yǎng)直接與產(chǎn)業(yè)前沿對接,培養(yǎng)出制造產(chǎn)業(yè)急需的創(chuàng)新人才,也解決了學(xué)生家長最關(guān)心的孩子就業(yè)問題。
●測試總結(jié):辦公室環(huán)境最佳3D打印平臺
評測總結(jié):經(jīng)過測試,我們認(rèn)為Stratasys F370不僅是一款堪稱驚艷的3D打印機,還是一個獨立的3D打印系統(tǒng)平臺,成型能力強、打印精度高、支撐效果好且易去除;而操作起來又很簡單,人工干預(yù)很少,界面直觀易懂,門檻并不高。另外它的運行條件也非常寬松,普通辦公室、設(shè)計工作室、學(xué)校教室都可以使用。
F370作為Stratasys替代靈感系列的高階升級產(chǎn)品,保留了靈活性的前提下,多種材料以及雙噴頭、水溶性支撐的配置讓它的成型能力得到大幅提升,價位相比定位生產(chǎn)級的Fortus系列更具性價比,是辦公室團(tuán)隊后援支持的絕佳幫手,也是學(xué)校等機構(gòu)作為教學(xué)實踐的良師益友。
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2018-3-30 11:27 上傳
△F370準(zhǔn)工業(yè)級3D打印機將成為辦公室里的通用工具
優(yōu)勢:
1、與桌面級FDM設(shè)備擁有完全不同的加工能力,穩(wěn)定性和打印品質(zhì)表現(xiàn)卓越;
2、美觀大方,適合不同的使用場景,設(shè)計簡單易用,換料、操作、拆除模型等都有極大的優(yōu)化設(shè)計,比桌面級FDM的人性化設(shè)計好太多;
3、支持水溶性支撐材料、ABS、PLA、PC-ABS和ASA,可以滿足日常設(shè)計驗證和結(jié)構(gòu)驗證以及常規(guī)塑料件的使用需求;
4、擁有完整的軟件系統(tǒng)和工作流系統(tǒng)支持,按照制作復(fù)雜程度、時間以及材料的不同安排多個打印任務(wù),而且還可以通過軟件設(shè)置局部打印參數(shù)組呈現(xiàn)模型結(jié)構(gòu)的特殊要求。
不足:
1、 F123系列售價在20-60萬不等,價位對標(biāo)國內(nèi)企業(yè)的光固化技術(shù)和一些專業(yè)領(lǐng)域的3D打印機,硬件售價對于個人設(shè)計師用戶有一定的門檻;
2、材料系統(tǒng)為非開放系統(tǒng),不支持第三方耗材和一些特殊耗材,使用成本較高,F(xiàn)DM技術(shù)適配的材料比如TUP、PEEK、尼龍、碳纖維等,F(xiàn)123系列不能支持;相比Fortus系列,F(xiàn)123的耗材支持種類也少了很多,在零部件原型性能測試方面有所局限。
3、F123系列的打印層厚只能在軟件中選擇已經(jīng)預(yù)設(shè)的選項,無法實現(xiàn)更大范圍的出絲直徑。挑戰(zhàn)測試的微小鳥籠結(jié)構(gòu)打印效果并不好,存在明顯的拉絲現(xiàn)象。
Stratasys F123系列理想的應(yīng)用場景是設(shè)計草稿發(fā)送3D打印,吃個午飯回來或第二天早上上班取出實體原型,進(jìn)行外觀驗證和結(jié)構(gòu)驗證以及實物測試,然后進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。值得一提的是,我們的所有測試模型也是在這樣的過程中完成的,一覺醒來,測試模型就打印完成了,相比桌面機的效率高太多。
Stratasys F123系列3D打印機適合設(shè)計、職業(yè)教育、裝配、模具等行業(yè),將是教室和辦公室中設(shè)計和研發(fā)工程師的理想工具。
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