法学专业大三学生研发千元便携3D打印机,妹子单手提着去旅行

作为一名3D打印爱好者,如果在路上看到如上场景“一个妹子,提着一台3D打印机走在路上”,你会不会鼓起勇气上前搭讪一番?与她畅谈一下3D打印的技术细节以及自己对3D打印行业的观点。

今天,南极熊要为熊友介绍的就是妹子手里提着的这台千元、可折叠3D打印机,以及它的研发者—— 一个从“法学专业”转学到“机械设计制造及其自动化”的大三学生林森源。目前该款机器正在摩点网上众筹,1098元即可筹得一台。

众筹链接:https://zhongchou.modian.com/item/12197.html

大家好,我是林森源,在华南农业大学工程学院就读机械设计制造及其自动化专业,今年大三,目前在考研的路上Struggle。

▲我的录取通知书以及转专业通知单

15年9月,我以584分(广东、文科)被华南农业大学人文与法学学院录取,就读法学专业。16年3月,我通过了我校工程学院的转专业考试,正式转入机械设计制造及其自动化,开始了我极具浪漫色彩的机械生涯,从此安能辨我是雌雄(?)。

▲我(右)和我的伙伴陈朝润(左)

我和我的伙伴陈朝润用课题“折叠式3D打印机”参与了校内的大学生创新创业项目,我负责机器的设计、制造,朝润负责项目管理及运营推广。

▲赛后我校工程学院官网的简报,左二是我

我在参加Robocon、中国农业机器人大赛、机器人擂台赛等竞技性的机械类比赛时发现,将机器带到外地参加比赛,如果出现零件损坏是非常严重的,而能解决问题的3D打印机携带起来也很麻烦,因此,我设计了这样一款“移动的车间”——便携式3D打印机,在以后参加比赛时,就不用但心零件损坏了。

我对机器的定位是“THE PORTABLE WORKSTATION”,便携式车间,主要目的是随时随地生产小机械的替换零件。要达到这个目的,对机器各方面的性能就有要求。

·精度:

Prusa结构:市面上精度、速度、稳定性都较好的3D打印机机器结构;

一体式丝杠电机:减少来自Z轴方向的抖动与漂移;

滑块线轨:减少来自Z轴、Y轴方向的抖动与漂移;

一体式喷头:保证物料输出稳定;

强劲散热风扇:快速定型,减少模型形变;

·范围:

成型范围尽可能地大;

·稳定:

原装主控板:协调控制机械的工作;

大功率电源:保证机器在苛刻的切片参数下也能完成打印任务;

乐积电机驱动:电机工作不掉步,打印过程不漂移;

·速度:

远程输出:提高喷嘴移动速度;

合理结构:减少打印过程中的震动、噪声;

·轻盈&坚固:

合金框架、注塑零件;

·便携:

折叠式铰链:压缩机器体积;

收敛式机身:压缩机器体积、保护电源与主板;

·兼容:

RAMPS主板:支持主流切片软件、模型格式,支持断点续打、断料检测与激光雕刻模块;

·廉价:

在合理价格区间内尽可能地满足上述功能。

由此一来,我的目标就很明显了:在合理的价格区间内,设计并制造一款大范围、高精度、轻盈便携、坚固耐用、支持功能模块拓展且兼容性极好的FDM工艺成型机,并将此机器推广出去。

前面说那么多,都在一个前提下:合理的价格区间。离开了这个大前提,所有的设想都是白搭。如果有能力,我相信所有的人都会选择极光尔沃几千元甚至上万元一台的机器。

我的目标是千元机,因此在真正设计的时候作出了很多妥协,但这并不影响我设计一款(相对)优秀的机器。

▲机器工作状态,与PRUSA长相基本一致

▲机器折叠状态,一只小姐姐就能搬动

▲合金框架、注塑零件,坚固、轻巧、耐操

▲活动铰链,一键切换(折叠/工作)

▲热插拔电源线,一键急停红色LED按钮,保证运行安全

▲LCD液晶显示器,快速打印,60秒从零入门

▲一体式喷嘴,强劲散热风扇,保证打印质量

▲烈艳红/奶奶灰/象牙白 三色可选,我们不一样

打印工艺:FDM

成型范围:140*140*180

打印精度:0.1mm

喷嘴直径:0.4mm

热床:有

喷嘴数量:1

耗材直径:1.75

耗材:PLA、PLA金属、PLA碳纤维、PLA木质、ABS、PVA、TPU等

机器净重:12kg

外观尺寸:510*435*450(工作) 510*435*90(折叠)

包装尺寸:550*450*100

输入:220 V AC 50/60 hz

输出:+12 V 23 A 350 W

显示方式:LCD液晶显示屏

连接方式:SD卡、USB

支持系统:Windows、Linux、Mac

激光雕刻:支持

断电续打:支持

手动调平:支持

上述参数与实际机器可能存在出入,具体以实际机器为准。

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下述照片未作任何后期处理,样品仅做简单的去附着面、支撑处理,且在较快的速度下打印而成,不代表机器打印零件的最佳质量。

▲3D打印样品展示

▲激光雕刻样品展示

2016年4月课题立项

2016年7月初步方案确定

2016年9月机械结构设计完成

2016年10月集成电路设计完成

2016年12月算法设计完成

2017年3月组装机器

2017年4月首台样机交付

2017年5月对原有机器进行优化

2017年7月机械结构、算法优化

2017年9月首次量产5台交付

2017年11月量产机型测试通过

2018年2月发布摩点众筹

……持续优化中(欢迎大家提意见)

2018年3月根据反馈意见对机器结构作出优化

2018年4月注塑加工模具设计及优化(此后机器将不作任何非必要修改)

2018年5月制作手板(单件测试)

2018年6月采购标准件、定制非标准件,机器组装

2018年7月 发货、录制教学视频

▲2017年3月 工程样机 轴测图

▲2017年3月 工程样机 主视图

为什么要众筹?

我是狂热的3D打印机爱好者,希望设计、制造一款精度高、速度快、价格低的3D打印机,因此我们会在成本范围内对机器用上最好的材料。传统Prusa结构3D打印机虽然精度较高、速度较快,但笨重、易损坏,因此我们对Prusa进行了大量的结构创新,使用了更轻便、更耐用的合金材料与注塑零件,使Prusa体积更小、重量更轻、更加结实耐用。但定制非标准件、开模具费用高昂,我们希望能通过批量生产拉低单位机器的造价。

为什么要支持我?

我的定位是入门级的3D打印机爱好者。经调查,市场上入门级别的3D打印机,同等价位的Kossel打印出的零件没有Prusa的好,Kossel零件及其教学视频的价格在900-1300元左右;Prusa整机的价格在1300元以上,因此我的价格是有优势的。

在非标准件上,我使用了更加结实耐用的注塑零件。市面上1000-2000元的3D打印机的非标准件都是用PLA耗材打印出来的打印件,用久了会变硬、变脆,导致机器精度下降。注塑零件在强度、刚度,稳定性上都能狂甩打印件几条街,而且用很久也不会变硬、变脆。