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桌面FDM 3D打印机测试标准

字号+ 作者:王 来源:未知 2016-05-06 21:01 我要评论( )

导读:为了让更多关心关注3D打印机的用户,中关村在线3D打印频道精心挑选了9款具有代表性的采用FDM技术的桌面级3D打印机,首次对其进行横向测试,而测试标准成为评判的关键

导读:为了让更多关心关注3D打印机的用户,中关村在线3D打印频道精心挑选了9款具有代表性的采用FDM技术的桌面级3D打印机,首次对其进行横向测试,而测试标准成为评判的关键,今天我们将正式公布《桌面级FDM 3D打印机测试标准》。测试标准中包含10个大项、65个小项,力图从安装操控、设计结构、成型质量、打印效率、切片软件、特色功能、错误处理、耗材质量、售价以及压力挑战十个方面,来综合考察一款桌面级 FDM 3D打印机的综合实力。

一、安装与操控

 

在线FDM 桌面级3D打印机横评标准

序号

 

测试项目

测试项目

评价标准

评分

1

 

安装与操控

 

 

 

 

1

11分

显示屏

黑白/文字/彩色/图形/触摸

0/0/0.5/0.5/0.5共1.5分

 

2

 

进料操作

简单快捷

0.5分

 

3

 

退料操作

简单快捷无堵头

0.5分

 

4

 

平台调平

手动/自动/向导/旋钮/难易

0/0.5/0.5/0.5/0.5共2分

 

5

 

风扇状态

转速/On/Off

0.5分

 

6

 

喷嘴状态

温度

0.5分

 

7

 

平台状态

温度/加热(仅展示)

 

 

8

 

打印状态

用时/进度/材料用量/文件名/预览

1.5分

 

9

 

打印方式

外部存储/USB/无线/有线

4项中有2项即得1分

 

10

 

中文语言

中文界面

1分

 

11

 

附件安装

快速指南/电源线/USB线/SD卡/质保卡/六棱螺丝刀等;能够快速安装投入使用

1/1共2分

安装与操控上,近一年3D打印机变化非常大,就形成了不同时期上市的3D打印机在安装、操控上比较大的差异。更少安装工作量、更智能的交互方式,让使用者更快上手3D打印机、更明确掌握3D打印机的状态将会是趋势,并且很快会实现。

二、设计与结构



在线FDM 桌面级3D打印机横评标准

序号

 

测试项目

测试项目

评价标准

评分

2

 

设计与结构

 

 

 

 

12

8分

机身尺寸

仅展示

不评分

 

13

 

重量(净重)

仅展示

不评分

 

14

 

成型尺寸

越大越好

0/0.5/1/1.5/2

 

15

 

成型尺寸与机身尺寸比例:体积效率

比例越高越好

0/0.5/1/1.5/2

 

16

 

外壳与外观

胶合板/亚克力/金属,以科技感、美感为佳,主观因素强,仅展示

不评分

 

17

 

机身框架

仅展示

不评分

 

18

 

内部走线

无裸露线缆、无裸露板卡、内部干净利落为佳

0/0.5/1分

 

19

 

耗材位置

内/外置,仅展示

不评分

 

20

 

打印平台材质

仅展示

不评分

 

21

 

辅助粘附材质

易铺装、易维护、粘附牢固、易去除

0/0.5/1分

 

22

 

可扩展性

固件升级/软件升级/便捷易获取为佳

0/.5/1分

 

23

 

运动部件搭配

限位器有效、运动部件无超程/磕碰

0/1分

设计与结构上,美观是一种主观印象,如何让工具属性的3D打印机更稳定在业界还存在争论。不过目前我们测试的机型,都有比较高的产品成熟度,而我们认为一款工业设计上出众的3D打印机、具备科技感的机型更容易吸引眼球,受到用户关注。

体积效率,也就是成型尺寸与机身尺寸的比例很好地衡量了3D打印机“有效空间”与“占用空间”的对比,这是过去我们常常忽视的一个重要指标。

三、成型质量

 


在线FDM 桌面级3D打印机横评标准

序号

 

测试项目

测试项目

测试子项目

评价标准

评分

3

 

成型质量

(100微米/默认速度/10%填充/无支撑打印)

 

 

 

 

24

27分

Z轴层厚打印测试

 

0.05/0.1/0.2mm层厚,层均匀程度、光滑程度、高精度为佳

0.5/1/1.5/2/2.5/3分

 

25

 

X/Y轴一致性打印测试

 

壁光滑、衔接紧密、无凹陷或凸起

0/0.5/1/1.5/2

 

26

 

Z轴稳定性打印测试

 

竖直,壁无凹陷或凸起

0/0.5/1/1.5/2

 

27

 

细节分辨率打印测试(填充增加到30%)

 

棱锥完整、尖端锐利、无变形、无材料堆积、无拉丝

0/0.5/1/1.5/2

 

28

 

X/Y/Z尺寸公差测试

 

越接近立方体设计尺寸越好

0/0.5/1/1.5/2

 

29

 

跨桥打印能力测试

 

跨桥完整、无悬丝、无下垂、桥平直

0/0.5/1/1.5/2

 

30

 

悬空打印能力测试

 

30/45/60/70度上下面平整、无凹凸

0/0.5/1/1.5/2

 

31

 

支撑打印和去除测试

 

支撑有效、易去除、无残留

0/0.5/1/1.5/2

 

33

 

打印能力挑战测试(鸟笼,填充增加到30%)

 

鸟笼壁均匀、鸟完整、内外区分明显、顶部完整、无拉丝

0/0.5/1/1.5/2

 

32

 

成套模型打印测试(填充增加到15%)

 

 

 

 

 

 

 

正负尖端

形状完整、正/负尖端无材料堆积、无形变

0/0.5/1/1.5/2

 

 

 

 

文字

从小到大字母均匀、形状完整、无拉丝

0/0.5/1/1.5/2

 

 

 

 

多孔

小孔形状清晰、边缘规则、内填充无拉丝

0/0.5/1/1.5/2

 

 

 

 

利刃

不同尺寸利刃完整、尖端无破损

0/0.5/1/1.5/2

 

 

 

 

裂纹

形状完整、正负空间可以吻合

0/0.5/1/1.5/2

 

 

 

 

螺旋

呈规则圆形螺旋、无形变、无缺失、无拉丝

0/0.5/1/1.5/2

 

 

 

 

悬空

悬空结构清晰、封顶完整、无下垂

0/0.5/1/1.5/2

 

 

 

 

折线

连接部位牢固、折线均匀、按钮与凸起无脱落

0/0.5/1/1.5/2

质量测试从多个角度衡量3D打印机的成型能力。目前来看,不同3D打印机成型质量区别比较大,甚至同款产品不同批次的机型也存在成型质量不同的现象,这就涉及到3D打印机出厂的品控。而对于品控,我们暂时还没有测试的时间和精力,欢迎各位读者在评论中留下你的观点和建议。

四、打印效率


在线FDM 桌面级3D打印机横评标准

序号

 

测试项目

测试项目

评价标准

评分

4

 

打印效率

(100微米/默认速度/10%填充/无支撑打印)

 

 

 

34

16分

切片时间(基础几何形状)

计算触发启动切片事件到切片完成时间,越短越好

0/0.5/1/1.5
/2/2.5/3/3.5
/4/4.5/5

 

35

 

预热时间

计算点击打印按键开始到挤出头开始移动时间,越短越好

0/0.5/1/1.5
/2/2.5/3/3.5
/4/4.5/5

 

36

 

打印时间(基础几何形状)

计算从挤出头开始移动到平台完全停稳时间,越短越好

0/0.5/1/1.5
/2/2.5/3/3.5
/4/4.5/5/5.5/6

打印效率测试反映了3D打印机成型的快慢。切片、预热和打印都是日常使用必经的步骤。

五、切片软件

 


在线FDM 桌面级3D打印机横评标准

序号

 

测试项目

测试项目

测试子项目

评价标准

评分

5

 

切片软件

 

 

 

 

 

37

10分

中/英文界面

 

 

1分

 

38

 

设置项

Z轴精度

可设置

0.5分

 

39

 

 

外壳壁厚

可设置

0.5分

 

40

 

 

挤出速度

可设置

0.5分

 

41

 

 

挤出温度

可设置

0.5分

 

43

 

 

支撑选项

可设置

0.5分

 

44

 

 

填充率

可设置

0.5分

 

45

 

 

空驶速度

可设置

0.5分

 

 

 

 

底板选项

可设置

 

 

 

 

模型修改和预览

 

 

 

 

46

 

 

缩放

可操作

1分

 

47

 

 

旋转

可操作

1分

 

48

 

 

移动

可操作

1分

 

49

 

 

切片预览

可操作

1分

 

42

 

 

导出为打印格式

可操作

1分

切片软件的风格迥异,它们可设置的参数也不尽相同。我们的测试从满足基本操作和打印出发,涉及回抽、间隙、手动支撑等高级设置,交给玩家来探索。

六、特色功能
 

 桌面级3D打印机横评标准

序号

 

测试项目

测试项目

评价标准

评分

6

 

特色功能

 

 

 

 

50

加分项最多10分

随机云模型库

设备端在线浏览/打印模型

0/1/2分

 

51

 

激光雕刻

功能可用

0/1/2分

 

52

 

双喷头

功能可用

0/1/2分

 

53

 

快拆喷嘴和底板

喷嘴/底板徒手快拆装,不用工具

0/1/2分

 

54

 

远程监控

在互联网远端的其他设备上查看/控制打印状态

0/1分

 

55

 

手机打印

手机浏览模型、设置参数、打印

0/1分

特色功能的加分项,是为3D打印机增加一项功能或者更方便地使用而设立。这里我们讲求它的实用意义,而尽量避免噱头性质特色的干扰。

七、错误处理
 

桌面级3D打印机横评标准

序号

 

测试项目

测试项目

评价标准

评分

7

 

错误处理

 

 

 

 

56

加分项最多8分

材料不足处理机制

告警、自动停机

0/1/2

 

57

 

堵头处理机制

告警、自动停机

0/1/2

 

58

 

断料处理机制

告警、自动停机

0/1/2

 

59

 

断电处理机制

UPS供应提供应急反应时间或断电后可以从断点处续打

0/1/2

错误处理能力让3D打印机自动化程度更高,帮助用户将一个陌生的模型一次性打印成功;或者退而其次地在出现异常时通知用户,目的是在长时间打印中不需要人工值守。然而目前桌面型的3D打印机在这方面所做不多。

八、压力测试

 

在线FDM 桌面级3D打印机横评标准

序号

 

测试项目

测试项目

评价标准

评分

8

60

压力测试(挑战)

3D打印机48小时不间断打印测试

48小时持续打印无故障;无掉电重启、无部件脱落破损、无堵头断料;打印品无错位、粘附脱落、层分离,无表面坑洼、棱角异常,无显示信息失效、传感器异常。

未测试

压力测试来考验3D打印机的稳定性,限于时间关系我们这次并没有执行这项测试。

九、耗材质量


FDM 桌面级3D打印机横评标准

序号

 

测试项目

测试项目

评价标准

评分

9

 

耗材质量

 

 

 

 

61

 

PLA线材均匀程度测试

10个测量点测试线径,与标称线径越接近越好。

未测试

 

62

 

耗材净重测试

总重量减卷芯重量,越接近标称重量越好。

未测试

耗材测试考察3D打印机原厂耗材的量和品质,同样限于时间原因我们没有进行。后续将会有专门针对原厂和兼容3D打印耗材的解析和测试文章,奉献给大家。

十、价格成本
 

 

 桌面级3D打印机横评标准

序号

 

测试项目

测试项目

评价标准

评分

10

 

价格成本

 

 

 

 

63

10分

单机价格

低价优

1/2/3/4/5/6/7/8/9/10

 

64

 

耗材价格

仅展示

 

 

65

 

主要配件价格

仅展示

 

近两年桌面级FDM 3D打印机价格快速下滑,购机门槛大大降低,不过对个人消费者来说还是一笔不小的开支,而它的应用价值并没有充分凸显。我们用价格来做选购参考的一个衡量,而应用价值我们将在未来半年挖掘、呈现给大家更丰富的内容。

业界有一些不太成熟的观点,认为FDM 3D打印技术是相对低阶的技术,虽然成本低,但是发展潜力有限,光固化、激光烧结、微滴喷射等高阶技术的优势会更明显,而经过五个月的观察和测试我们认为FDM技术未来的发展空间并没有那么悲观。以Stratasys定位最高端的工业和生产级的高性能的3D打印机Fortus系列,同样采用了FDM 3D打印技术,售价从数十万到数百万,而材料、稳定性以及成型空间等不可替代性和实用性成为其客户选择的直接原因,而非技术本身。

很多机型在交互、打印质量、速度上有很大的提升空间,未来面向专业消费者、设计师、创客的工具属性的机型朝更加稳定、高效的方向进化,而面向家庭、青少年用户的机型朝着更有趣、更多模型、更少维护的方向进化。仅仅是桌面级的FDM 3D打印机,产品和市场的细分才刚刚开始。

而对于用户来说,就像是在OFFICE设计、排版上有经验的人能打印出更漂亮的文档和表格,懂3D设计和建模的一批玩家能用3D打印机制作出更精美的模型、手办或者玩具,这个玩家群体的扩大和3D打印机的进化将互相促进。我们将把更多的机型和应用呈现给大家,敬请期待。

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