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Stratasys F123系列工业级3D打印机测评

   被誉为一系列专业的“办公室友好型FDM 3D打印机”。这些被称为Stratasys F123系列的新是专为办公室或设计工作组环境中的整个快速原型工作流程而开发的,定位办公室和学校等机构,它身上有不一样的气质,拥有接近工业级设备输出品质和效率,又能在普通办公室或者教室中灵活使用,今天被测试的机型是其中的顶配机型StratasysF370 3D打印机。
一觉醒来 竟见证了准工业级3D打印奇迹
让设计更专注,工业级3D打印机F170/F270/F370
 

新概念格调与品质兼具

   比较早接触3D打印的朋友知道,桌面级的FDM技术3D打印机是从DIY套件开始的。到今天桌面3D打印产品已经非常丰富,商品化程度也很高,不过限于成本和用途,这类3D打印机只能用来打印设计小样和简单的原型,在3D打印的模型细节、尺寸误差、稳定性以及材料平台这几个硬指标暂时还达不到工业机的水准。
 

   而工业级的3D打印机包括工业级FDM设备、光固化树脂SLA、激光烧结金属SLM、激光烧结尼龙粉末SLS等技术的设备一般拥有较大的硬件尺寸、电气环境要求高,需要专门的厂房、生产型的电气环境来运行;而且设备本身价格也比较高,还需要很强的后期处理工艺,应用条件相对苛刻。

 

一觉醒来 竟见证了准工业级3D打印奇迹

StratasysF123系列:F170/F270/F370 3D打印机

 

   StratasysF170/F270/F370 3D打印机则是Stratasys针对设计类用户更加灵活高效的需求研发的新概念、准工业级3D打印设备。在核心技术上,延续了StratasysFortus系列工业级3D打印设备的FDM技术和架构,Fortus系列则是Stratasys的“亲儿子”——FDM3D打印技术是由Stratasys的联合创始人之一斯科特.科伦普亲手打造的,Stratasys拥有FDM(R)熔融沉积成型技术的专利权,迄今为止Fortus系列也一直是它旗下的主力型3D打印产品,具有非常强悍的生产能力,同时针对不同用户和应用场景的需求,有大量的不同功能特性的耗材作为材料体系,与桌面级产品完全不同。

 

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FDM技术专利所有人Stratasys联合创始人斯科特.科伦普

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StratasysF370(左一)与Fortus450mc(右一)3D打印机

 

   而在产品形态上,F123系列则融合了Stratasys最新的理念,就是让人们在手边就用到专业的3D打印设备,外观设计更加美观实用,“太空舱”般的视觉效果代表着地球上的先进制造能力。

 

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“太空舱”视觉效果充满科技感
 

   StratasysF123系列的一大特点是操控友好,支持10国语言的大尺寸液晶触摸屏带来直观简洁的操作感,3D打印机结构和部件采用快速安装设计,最大程度减少人为的干预。关于这一点,下文会给出详细介绍。

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F123系列全都采用大尺寸触摸屏

 

   StratasysF123系列可以在大部分办公环境中进行配置,支持标准的110V或220V民用电压,并且通过了CE、FCC、EAC、EMC、TUV、RC、RCM、RoHS、WEEE、Reach多项认证,在普通环境中对人畜无害,电磁性能安全,使用安全的化学品作为产品原材料,并符合电子设备报废回收标准。也就是说F123系列完全可以在办公室、教室、实验室这类普通室内环境中运行。


F123系列运行环境要求与合规性

   在硬件售价方面,F170、F270、F370三款售价从人民币20万元到60万元不等,不同配置和价格分档来匹配不同用户的实际应用需求。
 

   本次我们测试的StratasysF370就是F123系列中的顶配机型。接下来我们就近距离看一看它究竟有什么不同。
 

●人性化释放创造力

  Stratasys F370 3D打印机在设计上有许多细节,避免冗余的人工操作,使操作者能聚焦于工作重心上。整个打印仓为全封闭设计,打印仓门还有一圈密封圈,保证打印仓的密闭性,使打印仓恒温以确保模型均匀冷却,有利于保障打印质量。

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上半部分打印仓前门透明可看到内部打印进展

 

   StratasysF370支持自动调平功能,每次打印启动之前自动调平平台,保证3D打印成功率。而平台上的打印板则是快拆装的,打印完成快速拆下,略微弯曲打印板那么模型就自动脱离了。方便操作者取下模型,快速开始新的3D打印任务。

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压下前面的锁止板

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打印底板就可以取下或更换

 

   打印仓内部有监控摄像头,而F370支持以太网连接或Wi-Fi连接,可以通过智能手机、平板电脑远程查看打印进程,让3D打印机随时处于掌控之中,不需要人员对设备值守。

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四个耗材盘位
 

   StratasysF3703D打印机抽屉式耗材仓有四个槽位,两个用于3D打印主体材料、两个用于QSR支撑材料。耗材的安装和更换很简单,拉开盖板、放入耗材盘并把耗材丝插入进料孔,启动进料即可。F370拥有自动进料设计,大大减少操作时的查看和等待时间。

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抽屉式耗材仓

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两个主体材料(左)两个支撑材料(右)

 

   F370 3D打印机标配两组挤出套件,一个用来打印主体结构、一个打印支撑结构。另外PLA材料和ABS材料打印温度等参数需求不同,因此使用不同的挤出套件。而F370挤出套件采用模块化快拆装设计,四步即可快速更换打印头,操作方便快捷。

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F370打印头

 

   F370支持四种FDM线材——ABS、PLA、PC-ABS和ASA,另外还支持QSR水溶性支撑材料。多种材料选择提供更多的用途,在打印品效果展示、功能原型测试等应用中选择对应材料;而QSR水溶性支撑材料则辅助实现更复杂的3D模型,增强F370对设计模型的形状和结构塑造能力。

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打印头组建的挤出头
 

   另外用过3D打印机的朋友知道桌面级设备的打印平台不同位置,打印模型质量有差别,因为打印仓温度、部件运动不均匀。而F370的打印平台任何位置都能保持一致的3D打印质量,从而获得均匀、准确、高质量的3D打印成品。
 

   总的来说StratasysF3703D打印机的人性化设计大大提升设备自动化程度,解放操作者的双手和大脑。使设计师、工程师聚焦于设计和产品研发上,无需为3D打印的质量或进展担心,充分释放创造力。
 

●触控屏操作零门槛

   StratasysF370配置大尺寸彩色液晶触摸屏作为操控面板,操作直观简洁没有门槛。只要对3D打印有一些基本的了解,就很容易上手。
 

   主界面显示设备状态和3D打印进度,可以清楚地看到当前设备出于忙碌/空闲的状态,以及打印完成了多少、还剩余多长的工作时间。

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主屏界面实时显示3D打印进展

 

   下一个菜单为打印任务管理,F370采用Stratasys工业级3D打印机的“任务流”管理方式,可以一次性加载多个打印任务。当上一个打印完成,取出打印托盘后放入另一块,就启动了下一个打印任务。使用者也可以浏览查看已经完成的打印任务的详细信息,以及还有多少打印任务待处理。

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打印任务管理

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查看参数并打印

 

   第三个菜单为耗材管理,界面直接与3D打印机的耗材仓一一对应。不仅能够查看耗材类型、余量、挤出头状态信息,而且可以启动耗材加载或替换。
 

   第四个菜单是设备设置,包括网络设置、电源设置、打印参数设置,并可以查看设备的运行时长、默认参数等状态信息,方便使用者管理3D打印机,使设备处于良好的状态中运行。
 

   整个F370 3D打印机的大部分操控都集中在这块彩色触摸屏上,怎么样,是不是觉得很简单?
 

●打印软件对接3D建模
 

 2014年Stratasys以1亿美元收购了3D建模软件和工程师社区GrabCAD,后来推出了GrabCADPrint软件作为3D打印机的切片和管理软件。这套软件体现出Stratasys对三维设计和3D打印的深度关注。

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3D打印机的切片和管理软件GrabCADPrint

 

   先看软件本身,它的工作逻辑仍然是载入模型、切片并发送到3D打印机打印,不过采用了模块化、任务流的打印管理方式。打印任务作为项目管理,一个项目对应一个设计的全部3D模型。
 

   打印托盘在软件中虚拟化,多个模型加载到若干个不同打印托盘上,并且自动排列。一个托盘的模型打印完成后,在F370上替换新托盘,就可以开始下一个打印任务。另外同一个项目下的几个托盘还支持自动排列,将模型均匀分配到不同托盘上,最大化利用3D打印的空间。

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虚拟托盘自动排列多个模型
 

   在GrabCADPrint中也支持常规的3D打印选项设置,包括层厚、材料类型、填充类型等。也支持常规的模型缩放、旋转、移动操作。F370打印仓内有摄像头,联网之后在软件中能远程监控打印进展。

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●效率测试:速度远超FDM桌面机

   Stratasys F370 3D打印机的打印过程与桌面机型有很大不同,就是打印模型时在旁边打印一个同等高度的蝴蝶结形状冗余立柱,目的就是在切换挤出头或者每层之间不连续移动时,将喷嘴内的材料挤出一小段,保证打印模型时材料挤出的绝对均匀,从而保障始终如一的打印质量。

一觉醒来 竟见证了准工业级3D打印奇迹
每个打印模型旁边都会打印这样一个立柱


   即使有这些多出来的机械动作,F370仍然有超高的打印效率。使用F370打印立方体、半球和圆锥几何模型,20x20x20mm立方体打印用时19分钟,相比桌面机型用时缩短13%到73%;40x40x20mm半球打印用时29分钟,相比桌面机型用时缩短0.06%到73%;40x40x40mm圆锥打印用时38分钟,相比桌面机型用时从几乎持平到缩短67%。F370在打印速度上有绝对的优势,能够更高效地交付模型或零部件。

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打印用时统计


   切片也需要花费一些时间,仍然使用5倍立方体、2倍半球和2倍圆锥来测试切片用时。GrabCAD选择F370 3D打印机适配,测得切片时间分别为30秒、19秒和25秒,相比桌面3D打印产品处于中档,并没有常见的Cura切片高效。不过3D打印整个过程主要时间花费在打印上,十秒量级的切片用时可以接受。

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切片用时统计

 

   
   在F370 3D打印过程中可以直观地看到,打印头的负载移动和空驶移动都非常快,这也是它高效率3D打印的原因所在。综合来看F370打印速度快、效率高,意味着更快地交付成品,开启下一个打印任务,也可以满足几个人的工作组多人共享使用。

●测试总结:办公室环境最佳3D打印平台

   评测总结:经过测试,我们认为Stratasys F370不仅是一款堪称惊艳的3D打印机,还是一个独立的3D打印系统平台,成型能力强、打印精度高、支撑效果好且易去除;而操作起来又很简单,人工干预很少,界面直观易懂,门槛并不高。另外它的运行条件也非常宽松,普通办公室、设计工作室、学校教室都可以使用。

 

   F370作为Stratasys替代灵感系列的高阶升级产品,保留了灵活性的前提下,多种材料以及双喷头、水溶性支撑的配置让它的成型能力得到大幅提升,价位相比定位生产级的Fortus系列更具性价比,是办公室团队后援支持的绝佳帮手,也是学校等机构作为教学实践的良师益友。


文章部分来源于网络

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