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工业级大尺寸3D打印 弘瑞Z600 Plus评测

时间:2019-11-07 05:49

  我们测试过几款大尺寸工业级3D打印机,然而这次测试的弘瑞Z600 Plus有所不同,超过一人高的高度、内部巨大的空间显示出它超大的打印尺寸。它如何实现大尺寸3D打印的同时保持高精度?如何解决大尺寸FDM 3D打印时间过长的问题?如何调节大尺寸打印平台的刚性实现更精确的调平效果?来看我们的试用和测试。

  弘瑞Z600 Plus是在前一代工业级3D打印机Z600基础上全新升级。3D打印成型尺寸提升至570x570x600mm,而整机尺寸为850x840x1510mm,仓容比(有效打印空间占整机的比例)高达72%,是一台尺寸超大又高效利用空间的3D打印机。

  打印机框架重新设计,大尺寸3D打印空间范围大、打印模型的重量也更大,需要Z轴更好的承托性和稳定性,弘瑞Z600 Plus做了针对性的设计。Z轴采用四根精密滑轨代替过去的丝杆,搭配大扭矩的57两相步进电机实现Z轴更强的稳定性和更高控制精度。

  X/Y轴采用256细分驱动配合1.8度步进电机,相比常见的16细分驱动控制更精确、成型更细腻,也满足工业级3D打印更高的精度要求,减少公差。

  大尺寸的打印平台容易出现刚性不一致的问题,导致在较大的面积上打印时压力、层厚不均匀,影响打印质量。弘瑞Z600 Plus采用2mm厚的钢制平台托架,大大减小平台形变并且承托性更好,提升调平和打印效果,并且也保障了多次使用的耐久度。平台托板采用导热性强的铝基热床,升温迅速、加热均匀,使打印第一层更容易附着且有效防止翘边,大面积打印更稳固。

  打印仓前部为对开门设计,顶部盖板和两侧门都可以打开,方便打印或卸下模型时人手在打印仓内的操作,同时也形成封闭的环境保障打印质量。打印仓后部有风扇和空气过滤系统,有效滤除打印过程中产生的细小颗粒或气味。

  弘瑞Z600 Plus下部为220L的储存柜,用于存放打印工具、未用完的耗材等常用物品,耗材丝储存于干燥避光的环境不易吸水或老化,延长使用寿命。同时进料口也在储存柜内,并搭配专用的耗材盒防止耗材丝缠绕,使进料更顺畅。

  大型的加工工具要考虑到移动位置的需要,弘瑞Z600 Plus底部安装四只360度万向轮方便推拉移动,另外还可以调节支脚高度使得万向轮离地从而固定稳固防止滑动。这种既容易移动又方便固定的设计也常常出现在加工机械设备上。

  操作面板采用更大尺寸的7英寸彩色液晶触摸屏,同样搭配了设置或打印过程中的语音播报提示。不熟悉设备的人可以快速上手,熟悉弘瑞3D打印机的人更驾轻就熟,直观易用。后文我们再详细解析它的操作和设置项。

  全新升级的弘瑞Z600 Plus 工业级3D打印机更大、更强、更稳定,同时又新增了很多人性化的设计——来看它的进退料、调平和打印挤出系统究竟如何。

  弘瑞Z600 Plus加入了诸多人性化的设计,使得工业级的3D打印机用起来也直观快捷。首先是自动进料,进料口内置传感器,当检测到耗材丝插入时自动开始咬合并运送,同时预热打印头,并语音播报“开始进料”,直到预热完毕耗材丝开始挤出时停止,并语音播报“进料完成”。完全自动化程序减少人的工作量,并且双电机进料减少卡料或堵头问题,增强供料稳定性。

  挤出套件采用全新的FLOW 5.0挤出机,实现更精准的耗材回抽,减少拉丝或拖拽;加热块与喉管无缝连接,挤出更稳定,防止耗材溢出进一步降低卡料或堵头几率,并支持软性耗材3D打印。

  打印头采用磁吸式的快拆设计,模块化结构便于更换或维护。标配0.4mm直径喷嘴,可选0.8mm喷嘴,显著提升较大尺寸模型的打印效率,而且更换、拆装简单快捷。

  调平方式采用辅助的手工五点调平,能够比较准确地校准平台各个点位的调平度。再加上打印平台本身的承托性和刚性比较好,有助于更高质量的“第一层打印”,为大尺寸、高精度的3D打印打好基础。

  在打印机控制界面选择“平台校准辅助手工校准”,依次点击屏幕上的1-5点位,用A4打印纸分别测量喷嘴与平台的间距,并旋转点位下方的旋钮使得打印纸刚好能移动、略有阻力,就完成了打印平台的调平工作。需要说明的是弘瑞Z600 Plus在出厂时已经预调平并且包装固定完好,拆机后无需调平可以立即使用。在后期长途运输之后才需要执行调平程序。

  弘瑞Z600 Plus还内置了监控摄像头,加上有线/无线双网络连接支持,可以远程查看设备状态、监控打印进展,使用者不必值守在打印机旁边。

  另外还有断料检测功能,检测到耗材即将用尽或折断时自动停止并告警,方便使用者接续或更换耗材;自动关机功能,模型打印完成后自动关闭电源,节省能耗;断电续打功能,在意外断电后重新接通电源,可以从中断处继续执行未完成的打印任务,减少时间和材料的浪费提升容错率。

  总之弘瑞Z600 Plus在原有易用性的基础上新增了多项人性化设计,使工业级3D打印机设备更智能、自动化程度更高,减少人工干预的工作量,提升操作体验。

  在操控方面,弘瑞Z600 Plus延续了全系列弘瑞3D打印机的彩色触控操作方式,并且配置了更大尺寸的7英寸彩色液晶触摸屏,内嵌操作系统和界面风格也基本一致,不同之处在于从横版变成了竖版,更接近手机屏幕的尺寸比例。

  默认首屏显示喷嘴温度、打印平台温度、风扇转速和3D打印进程;点击喷嘴温度图标,可执行预热喷嘴、手工进退料等操作;点击打印平台图标可预热热床;点击风扇图标可调节风扇转速。

  第二屏为3D打印机控制界面,可以调节打印头的X/Y轴位移,可以调节Z轴从而上下移动打印平台,另外平台校准选项也在这里,前文已经讲过了调平的步骤。

  第三屏为3D打印文件管理界面,可浏览本地或U盘上存储的切片文件、查看打印信息、启动或暂停打印进程。另外使用弘瑞配套切片软件切片的文件在这里显示预览效果,能够更直观地找到需要打印的模型。

  第四屏为3D打印机参数设置,包括自动关机、温度告警、越界告警、断料检测、语音播报开关、时区、语言以及版本升级等。

  屏幕上方的快捷栏显示了3D打印机电源接通、U盘、网络连接、摄像头、无线网络等状态信息,还有设备操作的帮助和疑难解答。点击无线D打印机快速加入无线办公网络。点击摄像头图标可以查看摄像头是否启用。

  将3D打印机接入无线D打印机的大屏彩色触控方式以及与全系列统一的操作界面,使得熟悉弘瑞3D打印机的老用户用起来完全没有陌生感,而没用过的新用户也能快速上手,直观地了解到3D打印机的状态。

  在微信中可以查看3D打印机是否在线,并且跟触摸屏上的操作系统界面风格一致,支持查看打印进展、在X/Y/Z轴方向移动打印头、管理切片后的文件、启动/暂停打印进程、通过摄像头远程监控打印进展,等等。这样一来,操作者不必值守在3D打印机旁边,在办公室、车间、异地办事处甚至差旅途中就能监控和操作3D打印机。

  另外,访问页地址,还能登陆Web页面找到并管理自己的3D打印机,在浏览器上远程查看、操作3D打印机并监控打印进展。Web页面风格和设置参数与微信远程打印类似,同样起到远程操作和监控的效果,在此不做赘述了。需要说明的是弘瑞采用统一的账号,官网、微信、Web页面、Modellight切片软件和云平台均使用相同的账号,注册一个就全平台通用,并且绑定3D打印机、查看设备状态也都是同步的,用起来更方便。

  总之弘瑞Z600 Plus 3D打印机提供了本地、微信远程、Web页面等多种管理和操控方式,灵活适用并且都带来简洁高效的体验,让3D打印进程尽在掌握。

  关注中关村在线D打印频道的读者想必对弘瑞Modellight切片软件已经比较熟悉了,现在支持在线实时更新的版本已经来到了V3.1.0.7。除了过去我们提到的3D打印机批量管理、3D打印任务管理、3D打印切片管理、分层打印参数设置、云模型库等给力的功能,以及高效率一如既往的切片引擎之外,又新增了不少小功能。

  首先是打印仿真,在切片完成后播放模拟打印过程的仿真动画,并加入了打印轨迹预览,像看视频一样支持播放、暂停,以及拖动进度条查看打印头轨迹仿真。更贴近所见即所得的体验,让操作者对模型的实际成型效果能够准确地预判。

  其次是细化和增加填充选项,区分顶部、底部的填充图案和填充密度,可设置内部填充图案,并新增了蜂巢状的六边形填充结构。这种蜂巢状填充目前被认为是强度最高、所用材料最少的填充方式。

  还有分层打印参数设置增加了可拖动的坐标轴,与手工设置的层数参数相对应,使得分层设置参数更直观,既能精确到某几层之间又能支持手工滑动选择模糊层数。

  另外我们要知道一点,弘瑞Modellight的功能版本升级并不是拍脑袋想出来的,而是根据用户实际使用过程中产生的需求、考量其易用性和重要程度,迭代整合进入主线版本更新之中的。新增的功能点虽然微小,但是都反映了用户的真实需求,通过无数微小的改进才打造出了现在高效又易用的Modollight 最新版本切片软件。

  直接来看弘瑞Z600 Plus的3D打印质量如何。越是大尺寸的3D打印机,在细微结构的成型能力上越需要精确调校,在这方面弘瑞Z600 Plus具备出众的能力。

  Z轴稳定性测试,直立方柱打印效果出色。四壁笔直均匀,表面无凹凸,棱角分明;从底部至较高处均匀且几乎看不出区别。显示Z轴稳定性出色,平台稳固,运动部件配合精确。

  细节分辨率测试表现出色且稳定。细小四棱锥从底部到尖端完整还原,几乎无拉丝、无变形、无毛刺,这是难能可贵的。显示出弘瑞Z600 Plus精确进料、挤出和回抽控制的调校。

  跨桥结构测试,在没有任何支撑的情况下打印跨桥效果良好,悬空部分几乎无垂丝,跨桥从最短到最长都实现平整的上面和均匀的下面。同样难能可贵。

  悬空斜面测试,同样在没支撑的情况下,打印30度、45度、60度斜面接近完美,上表面数字清晰、表面光滑,下表面无任何凹凸或悬垂;70度斜面上表面平整,下表面略微可见少量悬垂。显示弘瑞Z600 Plus打印斜面也能够较好地挤出成型,打印和挤出控制较好。

  弘瑞Z600 Plus打印基础模型效果无可挑剔,显示出它用料的精准扎实,以及X/Y/Z轴准确的运动控制、送料和挤出过程的精准调校。大尺寸而稳定的性能、精确的控制和调校带来出色的3D打印效果。

  再看弘瑞Z600 Plus打印八个一组的成套样件,按照打印测试标准之外八个样件未使用底垫,对细小形状的塑造能力出色。

  正向和镂空字母打印清晰明确,不论正向还是镂空字母均无拉丝或毛刺。多孔样件的六边形孔清晰地塑造出形状,小孔和长条镂空都准确无误,孔内的细微结构清晰还原。

  螺旋样件均匀一致,从外到内的螺旋结构均匀地还原,显示X轴和Y轴精确配合且运动一致性上佳。跨桥样件打印效果良好,小幅度的跨桥完全没问题,弘瑞Z600 Plus在跨桥、悬空结构的塑造方面独树一帜。

  利刃样件打印效果好,X轴、Y轴方向不同厚度的利刃准确地打印出来。正向和负向圆锥样件,从小到大的圆锥形状都能精确还原;最小的正向或负向圆锥成型几乎完美,难能可贵。

  波纹样件打印效果好,曲形和按钮的形状都完整还原,复杂结构无毛刺,表面细致光滑。裂缝样件良好地还原不规则的形状,并且两侧的凸起和凹陷一一对应,打印效果好。

  综合来看弘瑞Z600 Plus打印出整套样件效果出色,对不同的形状、结构塑造能力出色,细小结构成型出色,模型表面质量出色,跨桥、悬空打印能力出色。大尺寸的弘瑞Z600 Plus对细小结构和形状的塑造能力也很棒,功力深厚。

  还要看弘瑞Z600 Plus打印恐龙头骨的支撑效果和拆除支撑难易度。弘瑞600 Plus默认为线型支撑,支撑密度较低、易拆除,看它对多孔、牙齿细密的恐龙头骨支撑效果如何。

  支撑效果出色,恐龙头骨内部孔腔、口部和牙齿都填充了支撑,而且明显可以看到低密度的支撑仍然实现了较好的成型效果。牙齿大部分打印完整,尤其是上颌牙齿支撑效果良好,比较完整地还原了上颌牙齿的细节。

  支撑效果好,恐龙头骨打印良好;默认的线型支撑拆除比较容易。与底垫接触的支撑,徒手拆除并不费力。细小孔腔中的支撑使用斜口钳稍加修剪,也容易剥离。

  支撑结构比较容易去除,模型本体几乎没有残留,恐龙头骨保持了打印刚完成时的形状。综合来看支撑效果好、拆除容易。另外弘瑞Z600 Plus还支持PVA水溶性支撑材料,据悉能够起到更好的支撑效果(可以增加支撑密度),并且溶于水后更利于保留完整的主体结构。限于时间关系我们在此不做测试,期待后续有机会来展示PVA水溶性支撑的确切效果。

  另外我们使用16x16x267mm细小的、内部包含一个小鸟形状的鸟笼模型来打印,考察3D打印机能否完成打印、能否准确地塑造微小的嵌套形状。通常FDM 3D打印机很难完美地打印出鸟笼,经过打印降速、回抽、层厚等设置之后仍然有一些机型不能很好地打印出来。

  评测总结:弘瑞Z600 Plus是一款升级版的大尺寸工业级3D打印机,它在主控电路、框架结构、送料系统、挤出系统方面做了全新设计和改造,在操控、切片软件、稳定性、成型质量方面进行了多项升级。并且弘瑞软件与硬件搭配,完全能够实现批量化、规模化的3D打印制造或生产。例如中等规模就使用一台Z600 Plus搭配Z400、Z300 Plus,较大规模就使用几台Z600 Plus实现集群,将具备良好的生产力和生产效率,兼顾设备管理的易用性。

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