身有彩凤双飞翼 线D打印机初体验
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admin
2019-09-10 13:46

  原标题:身有彩凤双飞翼 线D打印机初体验 了解过3D打印机的朋友知道,虽然塑造形状是它的特长

  了解过3D打印机的朋友知道,虽然塑造形状是它的特长但是表现色彩却是它的弱项。很多3D打印设备只能打印单色模型,就像过去2D的黑白激光打印机。这次我们拿到了XYZprinting最新的彩色桌面3D打印机daVinciColor,而且是线D打印哟。

  六七年前桌面FDM3D打印机刚诞生的时候,FDM3D打印耗材尽管是有颜色的,却只是单色。直到今天,FDM3D打印机仍然以单色耗材为主,一卷耗材丝是一种颜色,3D打印的模型也是单色的。

  很快出现双挤出头的FDM3D打印机,可以使用两种耗材交替打印,也就意味着用两种不同颜色的耗材能打印出两种配色的模型。比如地球的绿色陆地和蓝色海洋、斑马的黑白条纹。这仍然是单色3D打印,只不过是一个模型上两种颜色交替。后来还有多挤出头的3D打印机,相同的原理打印出一个多颜色的模型,而这也不能算是彩色3D打印,毕竟喷头的数量是有限的,只是单色的叠加。

  线D打印的还是后来的“多进一出”FDM3D打印技术,几种线材同时进入同一个挤出头、加热熔融实现混色从而产生新的颜色。通过调整某个线材的进料速度来调整颜色配比实现彩色3D打印。不过这种技术的问题在于耗材熔融后是粘稠的液体,不易均匀混色;另外挤出头连续工作,混色也需要一小段进程来改变颜色。它的色彩表现有很大局限。

  所以根据传统2D打印的经验,线D打印仍然要依赖彩色平面打印的墨水混色原理,3D打印单色模型、在表面喷墨上色。3D照相馆的彩色立体人像就是采用的这种技术。

  现在,XYZprinting融合它在2D打印和3D打印上的技术优势,推出线D打印机,应该是目前桌面机型中色彩表现力最强、真正全彩的一款产品了。

  daVinciColor3D打印机有两套打印结构,一个是和普通FDM机型相似的3D打印结构,热熔融挤出、冷却成型。这套系统对XYZprinting来说轻车熟路,毕竟从2014年初开始就推出旗下全系列的桌面级3D打印机,daVinci1.0、daVinci2.0、daVinciAiO、daVinciJr.等,技术和产品已经非常成熟。

  另外一套是2D彩色打印系统,有CMYK四色墨盒、供墨系统和2D打印头,给模型上色。这套系统对于XYZprinting来说恐怕不是弱项,反而是强项——它的母公司台湾金宝集团是排名全球前十的电子制造服务企业,为主流2D打印机厂商提供OEM、ODM服务是它的主营业务之一。不论技术还是供应链、生产线,XYZprinting在彩色喷墨打印方面都有雄厚的背景。

  所以XYZprinting推出彩色喷墨的全彩3D打印机,并不意外。daVinciColor切片分层之后,每3D打印一层就在层面上2D喷墨打印彩色,层层堆叠不仅形成立体形状而且表面色彩也拼合完成。这里要提醒读者朋友们哟,彩色只在外层表面喷墨,内壁和内部填充结构仍然是单色的。

  3D数字源文件与普通3D打印机也有区别。daVinciColor使用的数字源文件一组三个,分别是包含结构信息的.obj数字三维文件、包含表面颜色信息的BMP位图图像文件和二者映射信息的MTL文件。要用daVinciColor做全彩3D打印,三个文件缺一不可。

  说了这么多原理,再看看daVinciColor的产品细节吧,毕竟是一台将近6万块钱的设备呢!

  XYZprintingdaVinciColor3D打印机为封闭式结构,前面是磁吸附式的仓门,当3D打印进行中的时候仓门锁紧减少外界干扰,打印完成后仓门可以再次打开。

  顶部的圆盖可打开露出更多操作空间,扣上则可以保持相对封闭的3D打印仓环境。整个外壳以金属为主,顶部则是工程塑料的材质。

  操作上,前部控制面板配置了5英寸的彩色液晶触摸屏,触控操作比较直观。连接方式支持无线网络连接,顶部插入USB无线模块提供无线连接。

  打印可以用PC控制,通过无线D打印机互联。另外脱机3D打印也是支持的,在PC上切片完成后拷贝到U盘,插入3D打印机内部的USB接口即可。随机附件赠送了一个小U盘和无线模块,用起来很方便。

  机箱背部有四个散热风扇,维持打印仓的恒温。开始3D打印后风扇运行的噪音较大,所以我们建议把daVinciColor3D打印机放在设备间、仓库这类单独房间中做打印,和办公区这类人们日常待的地方分开。

  再看内部,打印平台下方有调平旋钮,不过daVinciColor已经做到一键自动调平,不需要手工干预。打印底板做了新设计,采用磁性软垫+美纹贴纸。3D打印完成后底板很容易取下来,再稍微弯曲,模型就自动脱离。基本解决了FDM3D打印底面既要粘附牢固、又要容易剥离的问题。

  耗材也有两套,分别是打印彩色的CMYK四色墨盒,和3D打印成型的PLA线材。这里要提醒读者,PLA耗材在daVinciColor上是彩色3D打印专用的,更容易附着上色;普通PLA耗材难以做到这一点。

  XYZprintingdaVinciColor在3D打印设计上又有诸多改进,提升自动化程度、减少人为干预的工作量。而全彩3D打印则扩展了它的应用范围,成为一台专业级的3D打印设备。

  XYZprintingdaVinciColor配置了一块5英寸的彩色液晶触摸屏,显示内容全面、触摸操作更高效。主屏功能分三部分,分别是打印、耗材和设置项。打印功能可浏览U盘中的切片文件,执行3D打印并查看状态。

  材料选项提供加载/退出PLA耗材功能,以及墨水余量查看、色彩校准、喷墨校准和打印喷墨测试页功能。这些是3D打印前的必备工作,下一页文章我们专门介绍。

  设置项则是设备管理的相关功能,包括无线网络设置、打印平台/打印头/线材/墨水状态查看、语言设置、运行状况统计、门锁状态等。方便操作者随时了解3D打印机运行信息,保持设备在良好的状态中运行。

  使用一个月的时间下来,daVinciColor3D打印机的这块触控屏操作简单直观,也比较全面地显示了设备运行信息;屏幕够大,因此无线网络设置输入密码时也比较快捷。美中不足的是,有时会出现响应明显慢于触摸操作的情况。

  XYZprintingdaVinciColor3D打印机初次安装时需要安装CMYK四色墨盒和PLA耗材。机身右侧打开耗材支架,这个士力架形状的支架与原装耗材盘刚好匹配。而且支架有传感器检测耗材是否挂载,不挂载耗材是无法启动3D打印的。

  daVinciColor3D打印机采用自动进退料设计,执行“线材”选项中的“安装”,将耗材丝一端插入机器右侧进料器的下部入口,有一股拉力将耗材丝自动送入进料管中。等待片刻,看到耗材从3D打印头里面挤出来,就安装好了PLA耗材。

  安装墨盒也比较简单。拆除墨盒包装,抬起墨车上方的压板,略微倾斜墨盒压入槽位,再向下扣紧压板,听到“咔哒”一声表示墨盒入位,就完成了。这里注意墨盒颜色与槽位颜色一一对应即可。daVinciColor的喷墨打印头与墨盒为一体式设计,这样的好处就是如果意外出现堵头那么直接更换墨盒就可以解决问题;另外也避免了分离式墨盒与打印头所额外增加的墨管,减少机箱走线。

  XYZprintingdaVinciColor3D打印机初次安装或者每次搬运之后,我们都建议进行平台和喷墨校准步骤,这是彩色3D打印顺利完成的必备条件。因为这需要打印平台、3D打印挤出机、彩色喷墨打印头三者的良好配合,系统复杂度比单色3D打印要高很多。

  首先校准打印平台,执行“设置”选项中的“打印台校准”,3D打印头传感器自动探测到打印平台的距离,平台下方电机也自动升降平台。整个过程无需人工干预,简单快捷。

  其次执行“墨水”选项中的色彩校准,这个步骤很多用过2D喷墨打印机的朋友比较熟悉,就是在一张白纸上打印横、竖线条并调校对齐。daVinciColor的喷墨打印头在X、Y方向上移动喷墨,手工校准就是告诉它喷墨的起始和终止位置,使X、Y方向都打印出笔直的细线复印纸包裹打印底板然后置于打印平台上

  最后执行“墨水”选项中的喷墨校准,这个过程大约需要20分钟,先3D打印横向和纵向的小长方体,再喷墨上色,选出喷墨颜色没有偏移的方块。这是确保彩色喷墨在模型的正确位置上,使色彩与3D模型的贴图一致。

  整个校准过程还是要花费一些时间、手工干预,目前在2D喷墨打印上也需要类似的手工校准步骤,暂时没有自动化程度更高、更快捷的优化方式。好在大尺寸的彩屏清晰显示校准指南,操作起来并不难。

  daVinciColor3D打印机的配套切片软件过去有所不同,并不是XYZware而是新的软件——XYZmaker。这就意味着新的3D打印机制和切片引擎。

  XYZmaker的使用逻辑仍然遵循FDM3D打印常见的一套:添加模型、简单编辑、切片、3D打印。支持的文件格式包括STL/3MF/AMF/OBJ/PLY/NKG六种。其中既有新的3MF、AMF格式,也有传统常用的OBJ、STL格式。

  这里给大家普及一个小知识,就是单色3D打印常用的STL格式文件只包含物体的几何结构信息,不包含表面材质、颜色信息。也就是说STL格式只能打印单色、不能打印彩色。而全彩3D打印机daVinciColor更多地使用带颜色信息的OBJ、3MF、AMF文件;当然STL格式也可以3D打印,不过总有种“杀鸡用牛刀”的感觉。

  点击“文件打印”菜单,可以选择3D打印机型、耗材类型、3D打印质量,以及更精确地设置填充率、填充形状、外壳厚度、层厚、底垫、支撑选项。这时候如果PC已经连接3D打印机,就可以直接打印了,切片自动完成;如果没有连接3D打印机,那么切片后保存文件到U盘,可以从3D打印机上浏览U盘内容,实现脱机打印。

  来看XYZprintingdaVinciColor的实际使用效率测试,需要说明的是这款机型目前在市场上并没有同类竞品,仍然使用STL格式的无色测试模型,以便与过去的单色FDM3D打印机有所比较。

  在新的切片软件和切片引擎加持下,daVinciColor的模型切片效率有了成倍提升,上表中的切片用时所反映的效率与单色桌面级FDM3D打印机相比非常快,有着位居前列的切片效率。

  daVinciColor的3D打印平台不带加热功能,因此预热主要取决于挤出头的加热效率。从室温加热到工作温度,用时3分45秒,属于平均水平。

  3D打印用时如上表所示,明显慢于常见的单色桌面级FDM3D打印机。我们认为原因是daVinciColor的系统复杂度和3D打印复杂度更高,出于稳定性和打印成功率的考虑有意设定为较低的3D打印速度、材料挤出速度,因此打印得更慢一些。另外需要说明的是,daVinciColor彩色3D打印模式的速度会更慢于上述的测试结果,因为彩色打印的过程是3D打印一层切片、2D喷墨一层彩色,往复循环,机械运行步骤是无色3D打印的两倍甚至更多,因此用时要远高于无色3D打印。

  XYZprintingdaVinciColor彩色3D打印机打印模型的全彩效果不错,能比较好地还原模型表面的贴图色彩。并且这种源自彩色2D喷墨打印的原理,没有必须是渐变色的限制,色域比较广。

  另外如果是三维建模、三维设计的教学应用,在XYZmaker的帮助菜单下还有软件入门、建模的资源库(需要科学上网法),使用XYZmaker制作各种模型。当然会使用zBrush、MAYA3D之类的三维设计软件就更好了,设计模型之后可以直接用daVinciColor3D打印出来,更直观地看到设计效果。

  评测总结:使用daVinciColor全彩3D打印机两周之后,综合感受就是这台设备操作起来比较简单,有3D打印知识基础的人很容易上手。3D打印速度慢,换来的是一次成型、全彩的3D打印模型成品。对于游戏美工、室内设计、艺术设计等行业的从业者来说是一个更直观的工具。耗材上目前需要使用原装的彩色PLA线材和CMYK彩色墨盒。另外我们知道2D打印照片纸的不同质感会呈现出照片的不同效果,那么XYZprinting会不会在彩色3D打印方面推出不同表现的PLA线材呢,值得期待。