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聊聊光固化3D印表機的兩三事

 


從2019年的7月我購入了第一台人生的光固化3D印表機之後(Phrozen的shuffle),LCD的光固化機器就真的是飛耀式的成長,還記得那時候的LCD大小僅有5.5吋,還是使用傳統的彩色螢幕LCD,因為透光率比較低的關係,所以曝光一層的時間動輒就是9~12秒,然後螢幕更是常常因為壓到、紫外光照射、過熱等等問題而壞掉,不過這也不能怪廠商,畢竟這種螢幕本來就不是用來做UV遮罩的,而且初期銷售的數量也很難去開產線,專門製造印表機專用的LCD。

雖然那時候的問題很多,不過比起DLP(投影機形式的)及SLA機台,相對起來成本已經大幅的下降許多(材料也便宜很多),回頭看看以前Phrozen one或是make機台的年代,真的是驚訝科技的日新月異。

因為LCD形式的3D印表機在結構上可以大幅度的降低成本,基本上幾個主要部件就是主機板、Z軸升降平台、料槽、LCD跟UV光源這幾樣,大概就能兜成一台光固化印表機了(當然切片軟體也很重要)。而且也是因為機器的演進,越來越多光敏樹脂廠商看到這一塊大餅,所以使得樹脂可以在短短幾年內,就從好幾萬塊降到幾千元(kg),甚至是幾百元就買得到的境界,畢竟需求大自然價格也就壓下來了。那時候我購買Shuffle的價格也要兩萬多塊,上面的樹梅派、固態繼電器、滾珠螺桿、線軌以及整體金屬機殼,都使得製造成本居高不下。(後面因為新機狂出,我二手賣掉只換到5000塊,真是鼻酸)


最令人難過的是過不到半年多,新的機器Sonic mini就橫空出世了,利用很大量的塑膠零件以及梯形螺桿(而非早期的滾珠螺桿),加上模組化的主機板跟黑白LCD,瞬間就席捲了整個光固化的市場。更不用說最近為了出清降到一台只要4999,果然印表機賺的真的不是印表機,而是墨水(樹脂)XD。


乍看之下Sonic mini真的是很像一台塑膠玩具,不過這種價格讓許多本來都在觀望的玩家,得以進入這個完全不一樣的領域,體驗與FDM熱熔融成型的印表機完全不一樣的列印效果,雖然一度有傳出許多例如塑膠料槽破裂、螺桿組裝不佳導致很容易卡住,甚至是整個Z軸主架傾斜等等的災情,但許多面向上也都可以說是瑕不掩瑜了。畢竟在五六年前那裡會想到3D列印技術會有這樣子的進展?

然而在前一兩年的時候都只有5.5吋的機器,那個列印的面積實在是太小,常常要列印大尺寸的物件都需要把檔案給大卸八塊才行,所以後續也有了Phrozen XL、Transform、Mighty等等機台的出現。

而在今年(2021)年初的時候,我購買了Phrozen Mighty,因為就是這兩台5.5吋的機器實在是印到我天荒地老,從下圖就可以看到那個成型的面積足足是3倍的差距,如此一來才能省下更多的時間,不用一直換盤列印等等。


雖然機器大台,但是Phrozen並沒有回過頭去選用滾珠螺桿或金屬的機殼(可能也是評估到成本),而是仍使用梯型螺桿作為Z軸的傳動主軸,而且因為黑白螢幕的關係,也不需要像Shuffle一樣掛上三顆轟天巨響的散熱風扇了(樹梅派、彩色螢幕需要的長時間照射,都是發熱怪獸),這樣印起來就頗有一種優雅的感覺,列印完成風扇還會自動的關閉。



短短進入光固化才兩年的時間,就已經購買了三台機器,而且整體技術也有了這麼大的演進,這讓已經玩3D印表機將近十年的我,相當的期待下一個十年會有什麼樣的進展出現。從過去的手做模型一直到現在的光固化,數位跟實體的落差已經越來越接近。


發展至今光固化也算是"稍微"成熟的印表機了(應該說家用型的DLP印表機比較正確?),已經能夠從早期的工業機台來到了尋常百姓家,甚至是一位大學生也可以負擔起的價格。有了這個技術之後,不論是公仔或產品的打樣等等3D設計,都能夠越來越快的修正以及製造,甚至是早期的油土雕刻師,許多也都慢慢的轉移到數位建模→3D列印修模的方式執行。


有許多人會問光固化印表機(DLP、LCD)跟一般吃線捲的印表機(FDM),該買哪一種印表機?其實這個問題也蠻簡單的,我想會問這個問題的往往是剛剛想要進入3D列印的領域,而不知道該入手哪一種機器比較適合自己。

主要的區分在光固化上體積較小而精度相當的高,很適合公仔、模型或精細的產品打樣,FDM領域則是相對起來比較適合大物件、工業零件(稜稜角角的)、組裝配合的功能性物件等等(光固化其實也可以做配合件,但要注意樹脂收縮問題),而且相對起來對環境的需求也沒有光固化這麼高(但建議還是要通風)。FDM的印表機只要列印後拆下來就可以直接使用(頂多拆支撐)。但是光固化需要洗淨、吹乾、二固等等的步驟,同時氣味也比較重一些,所以就不太適合沒有獨立空間的地方使用,如果今天只能在臥室使用我就很不推薦。

其實也不一定要分的這麼細緻,因為同樣是打樣,FDM也可以、光固化也可以,甚至有時候視需求或預算,可以使用不同的方式混用,但就是看最後想要表達出來的成果是什麼樣的效果,甚至是業主的需求等等。

所以如果你有購買印表機的需求,最好是清楚自己的目的再來詢問,廠商或同好才能比較清楚地提供你回饋,避免買錯機台的狀況發生。

以下有些問題我覺得是自己可以先釐清的:
  1. 我所需要的列印尺寸大概多少?
  2. 我的用途為何?(是公仔模型、珠寶銀飾翻模、產品打樣、建築模型還是學生專題專案使用等)
  3. 我的預算是多少?(這是最直接的重點XD)
  4. 我平常的繪圖軟體,或是我模型的檔案來源為何?(有時候這樣提供大家就會知道你大概是要印什麼樣的東西了)
  5. 售後服務為何,會不會變成孤兒機?(我自己的購物習慣是選最多人買過用過推薦過的,多半不會太差)
  6. 有強度上的要求嗎?(這會決定你最後要使用的光敏樹脂,或是所需要使用的FDM線材,有些一般機種沒辦法列印太高溫的線材)
  7. 你對物件的表面細緻度要求到什麼程度?

另外也可以參考一下這篇文章,我覺得對挑選機器也有非常大的幫助。


不知道在下一個十年會演進到什麼樣的境界呢?
會不會就像桌上型印表機一樣,不用支撐、不用考慮角度,同時還幫你上好顏色,一鍵列印也不用後處理,成品就OK呢?(現在已經有類似的,但是價格還是很難到家用的境界)

(20230301補充:我前陣子購買的Bambu Lab P1P印表機就已經讓我嚇到,我完全不用進行任何校正,在開箱後15分鐘內就開始列印而且還很成功,那個體驗真的已經相當的接近我們傳統的那種A4印表機了。)

期待未來的科技進步,保有一個與時俱進的心吧!

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