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im体育_想和孩子一起学习3D打印篇一:家庭桌面级
2021-08-05 02:33
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  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。

  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)。

  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。

  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。

  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。

  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。 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。

  ,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。

  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。

  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。

  以薄片材料为原料,如纸、金属箔、im体育塑料薄膜等,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。

  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。

  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。

  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。

  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

  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?

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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)。

  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:

  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。

  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。

  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。

  具备双喷头,可以打印双色材质以及双材质,打印精度为 0。2mm,层厚为 0。1mm,配有成型平台加热板,能够让模型更好的附着在板上,不会轻易走型。

  新一代旗舰机型梦想家,有稳定的恒温箱,打印精度上达到 0。1mm,更加实用,有两种型号双喷头和单喷头,目前正在搞活动。

  Makerbot,桌面级 3D 打印机行业标杆,被 Stratasys 合并,打印机在质量上、参数上都是业内较好的,但是就是价格贵,基本上 3 万起步。它与其他厂家最大的不同是它经营着全球最热闹的 3D 模型社区 thingiverse,它天生就是霸主地位。

  大尺寸的打印机 295 × 195 × 165,高精度,配合黑色铝合金外观,确实是不错的产品。

  与 Makerbot 类似,是打印巨头 3D Systems 推出的桌面级 3D 打印机,设备尽管贵,但在外观质地,打印尺寸上有着优势,对想制作大尺寸模型的朋友讲,这是个充满诱惑的选择。作为国际 3D 打印界双巨头之一,研发稳定可靠,价格比 Makerbot 要便宜些。

  成型精度算是 FDM 打印机中非常高的了大概可以维持在 0。07mm,这和不少国产品牌已经不在一个数量级上了。它的打印成型尺寸也是不小,同时它可以安装多个打印喷头,最多 3 个,实现 3 种颜色、2 种材料的打印。

  深圳创想三维科技股份有限公司推出的 3D 打印机型,它包含封闭式一体机和组装机,性价比较高,特别是组装 DIY 打印机,价格更是低点,同时它的机器还拥有着不错的打印精度 0。1mm,但是它主要还是单喷头打印为主。

  大尺寸的 FDM3D 打印机,它的打印精度在 0。1mm,打印尺寸高达 450x450x470mm,算是打印界的巨无霸了。

  封闭式打印机箱,一体式免安装,相对静音的打印以及断电续打这些功能,让该打印机算是不错的打印机。

  极光尔沃科技公司我国 3D 打印行业新锐品牌,首家桌面级 3D 打印上市公司。

  300 × 200 × 200mm 的打印尺寸,配合可以低至 0。05mm 的打印精度,5 点辅助调平让这款机型成为不少人的选择。

  DIY3D 打印机,好在价格便宜,打印精度不错,并且组装模块化,不是太难。

  选择一款合适的 3D 打印机主要考虑以下因素:1。 价格、2。 品牌、3。 打印精度、4。 组装难易程度、5。 使用广泛度。

  我的目标是选择价格在 2000-4000 元的机型,单喷头或者双喷头均可(个人认为双喷头有点鸡肋),同时打印精度在 0。1mm 以内,一体式封闭打印机箱(免安装和调试),具备良好的售后和指导。

  结合自身需求,对比参数,最终我选择了闪铸旗下的梦想家单喷头打印机,在 7 月 31 日 -8 月 1 日刚好还有活动,价格在 2999,刚好符合我的需求(实际上我是提前一天就下单了,写文章看到搞活动,向后台申请了保价,成功退款 350)。

  选购打印机已经完成,打印机到货,接下来就是研究学习如何使用。这是第二步,也是关键的一步,希望在今后的时间我能够学习并掌握,再进入下一步,和孩子一起打印制造。

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