CubeX Trio 3D 印表機:使用感想與部分成品


針對 CubeX Trio 這台 3D 印表機,之前已經寫過開箱文、並大概描述了它的使用形式了。而接下來這篇,則是來貼一些目前列印出來的成品的照片,並講一下這台印表機的一些使用狀況、以及個人的一些想法。

首先,Heresy 必須說,在 Heresy 這段期間的測試裡,列印的成功率,應該不算高…在許多時候,都有可能因為一些零零總總的因素,導致列印失敗;這些因素包括了印表機的校正、列印前的準備、軟體設定、模型本身等等,基本上只要一個沒弄好,就有可能失敗…

有的問題,只要知道了,就很好解決、也很好克服,但是有的問題,Heresy 自己思考、測試了很久,似乎還沒有沒有一個夠好的解決方法。姑且不論功能和速度,光就列印的「良率」來看,相較於已經純熟的 2D 列印技術,3D 列印看來還是有很大的進步空間

下面,Heresy 則是條列一些 Heresy 這邊玩的時候,遇到的問題。不過,由於 Heresy 現在還只有用 PLA 來列印,所以下面的問題,也都是針對 PLA 列印時的狀況來寫的;換成用 ABS 會不會有一樣的問題?還不確定。


Support / Raft

由於這類型的 3D 印表機,基本上都是由下而上、一層一層堆積而成的;所以如果是橫向突出太多、或是徹底浮空的東西,基本上都不可能直接列印出來;而在這樣的情況下,CubeX 的軟體在處理的時候,會去根據模型去計算出所需要的 support、讓模型可以被正確地印出來。

由於 support 是多印的東西,所以在列印出來後,是需要自己在想辦法拆掉的。但是實際上,很多時候,CubeX 所計算出來的 support、並沒有那麼好拆…像是下圖的人頭骨的模型,橘/紅色的部分都是需要拆掉的 support。

 

可以看到,外側的紅色的部分,實際上是一整片、整塊和骨頭相連的,其實並沒有那麼好拆;而底下和 raft 相連的部分、更是緊密相連、難以分離。

不過實際上,這些都還算好,最麻煩的,還是上方右圖、也就是內部的這些紅色的 support…由於他是從外面看的到的、但是卻又屬於內側,所以基本上…Heresy 根本找不到方法可以把它拆掉啊! orz
類似的問題,並不只發生在這個模型上,還有許多其他幾何外型較為複雜的模型,在列印時也都有這樣的問題…

所以,基本上在列印需要 support 的模型的時候,其實可能還需要去調整模型的角度,或是把模型用其他工具切割、然後分開列印,才能解決這類的問題。不過,目前 Heresy 還沒有找到一個夠好的方案,可以來解決這件事。

另外,由於 support 都是由 CubeX 做計算的,所以使用者沒有辦法去修改他。但是,有的時候,感覺 CubeX 的 support 演算法,應該還是有很大的改進空間…因為,Heresy 就曾經碰過他在該有 support 的地方、沒有去配置 support 的狀況、結果導致全部在空中列印、也理所當然地列印失敗了… orz

最後,在使用 CubeX 的軟體建置的時候,使用者是可選擇要不要使用 raft 和 support 的;如果一個一定需要 support 的模型、卻選擇不用 support 來列印,CubeX 還是會繼續建置、而不會給任何的警告、或是錯誤訊息。而這樣的狀況下雖然還是可以建置出 cubex 的檔案、給 3D 印表機列印,但是基本上應該是不可能列印成功的。

所以,在這方面來說,變成要由使用者自己來判斷:是否需要 support?目前的角度建立出來的 support 是否合適?support 是否好拆?以各方面來說,這都造成了使用上的一些問題…

而類似的問題,也會發生在 raft 上。你必須要自己去判斷是否要列印 raft(官方是建議印大物件的時候要有),但是如果印了 raft 的話,基本上也是很難把 raft 和需要的物體分開的。


產生列印檔的問題

除了前面提到,CubeX 的軟體計算出來的 support 可能有問題之外,Heresy 也碰過一般的部分,也有問題的狀況。

像是最近碰到的一個例子,就是要列印一個曲面,結果感覺是被估算得太薄了,最後印出來的結果根本無法形成一個完整的平面…當然,這不確定是不是模型檔不夠好的關係,但是說實話,Heresy 這邊目前也還不知道該怎麼調整就是了。

像是右圖中間的白色物體就是要印的東西,可以看到中央還依稀可以看到底下橘色的 raft,這就是他無法完整構成一個平面,所以才會看得過去…

而除此之外,列印的時候,他基本上只會印表面、再加上內部自動產生的支撐板;但是 Heresy 也碰過他產生的支撐板不足以支撐的狀況…

另外,感覺上如果在模型檔的多邊形有重疊的情況下,他並不會特別去處理,而是單純地重複在同一個地方列印,這也是一個潛在的問題。(不過這個沒有很確定)

簡單講,現階段 Heresy 會覺得 CubeX 在列印資料檔(cubex)的產生上,還是有不夠穩定的地方,而在最壞的狀況下,是他產生的檔案,可能會是本來就印不好的。


印表機的硬體校正

CubeX 在硬體的校正上,主要有兩項工作,一個是檢查列印平台是否夠平的「level」,另一個則是調整噴嘴到列印平台的間隙的「Z-Gap」。其中:

    • 平台的水平調整(level)基本上是靠三個地方來做物理上控制的,要調整主要是要確保列印版相對於噴嘴移動式水平的,這樣才可以避免列印版一高一低、結果噴嘴移動後會撞到列印版。

    • 間隙(Z-Gap)則是用來校正噴嘴到列印板的距離。如果這個間隙太大,會導致噴嘴壓不到吐出來的塑料、結果沒辦法很好地黏在列印版上;而如果間隙太小,不但會讓印出來的塑料被壓得太寬、更有可能讓噴嘴直接和列印版接觸,導致兩者的損傷。

在這兩者的調整上,除了在官網友提供 level 和 Z-Gap 的測試用檔案(參考《How to Set Z-Gap on the CubeX》),官方部落格也有提供一份文件,說明 Z-Gap 在怎麼樣的狀態,是夠好的;這部分可以參考《Z-gap. What is the proper z-gap?》一文。

而理論上,這兩者應該都是設定過一次、可以維持很久的。但是不知道為什麼,Heresy 這邊總覺得噴嘴和列印版的間距常常跑掉,常常要去調整 Z-Gap、才能確定列印的品質。之前甚至發生過,這次列印的時候,噴嘴會刮到所塗的澆水、或是磨到列印版,但是下次列印,卻又離得太遠的狀況…

總覺得,如果印表機能在噴嘴的機構上,做個深度感應器來自動偵測間隙,會好很多…


噴嘴上的廢料

首先,印表機再列印前,會把噴嘴移到所謂的「wiper」上,進行加熱的動作;在加熱到一定溫度後,塑料就會被融化吐出來成一團在 wiper 上,就像下方左圖一樣。

 

而在噴嘴加熱完成後,就會離開 wiper;這時候,理論上 wiper 就會把噴嘴上的塑料切斷、讓產生的這團廢料、掉到 wiper 後方的廢料管裡面。上方右圖,就是廢料管內的廢料照片。

雖然有的時候,在噴嘴出去後,廢料還會固定在 wiper 上,但是大部分情況下,等到下次用到 wiper 的時候,他還是會被撞掉、掉進廢料桶,所以問題並不大。

不過,上面的描述是完美的狀況。不確定是否是 Heresy 這邊 wiper 的高度調整的不夠好?在列印的時候,噴嘴的廢料會有一定的機會、不會被清乾淨;在這種時候,噴嘴移動時,就會帶著一團廢料走,運氣好是不會發生問題,但是運氣不好的時候,他帶著的廢料,就有可能直接黏在印到一半的物體上,導致接下來整個出問題

除此之外,如果列印過程中需要更換噴嘴,之前用的噴嘴,由於溫度沒有完全降下來,所以有可能還會有緩慢、少量的塑料吐出來;但是這時候印表機並不會去清它,所以在最壞的狀況下,前一次用過的噴嘴,有可能會因為拖著這個額外溢出的塑料移動、而撞到已經印出來的東西,嚴重的話可能會導致物體移動、而列印失敗。

除了 wiper 可能失敗外,由於噴嘴基本上是加熱融化塑料、並靠一個馬達,來控制吐出來的塑膠的量;但是應該是因為降溫的速度沒有那麼快,實際上有不少時候,噴嘴的出料其實是停的不夠好的,有的時候應該已經要停止列印了,但是噴嘴還是會多吐一些出來

雖然這些溢料的量基本上都不多,在正常的狀況下,頂多就是會「牽絲」;但是如果問題大一點的話,則是有可能只是牽絲、而是牽著一條已經凝固的塑料線、導致噴嘴卡到其他列印好的東西、造成更嚴重的問題。

像右圖,就是一個溢料過多、而且都黏在噴嘴上的狀況;這個時候,噴嘴和印出來的物體之間,已經幾乎分不出來哪邊是哪邊了。

而像是下方左圖,可以看到第三號噴嘴上,就帶著一團藍色的廢料;這部分不確定是 wiper 沒清乾淨、還是在列印過程中帶上的。而第二號噴嘴的尖端,也還殘留著一小截多吐出來的紅色(橘色)塑料,後面更拖著一條的細線。

 

而上方右圖則就是一個這樣的狀況下的列印結果:廢料很多、都黏在列印物體周圍;不過這個例子還算好,沒有造成列印失敗,真正不好的狀況,是會讓成品根本不能看的。


列印時間

上面一些是可能會讓列印失敗的問題,除此之外另外還有一個滿大的問題,則是列印所需要的時間。基本上,CUbeX 列印的速度應該不能算快,就算是小東西,往往也都得需要花上一個小時才能列印完成,而比較大型的東西,則常常上看五或十個小時以上!也因此,真的要用 3D 印表機大量產生東西,應該是有難度的,頂多只能做樣品吧?

而如果要列印的東西,打算以多色來列印的問,那時間就得拖得更久了!

因為如果在列印中機器有需要更換噴嘴的話,那印表機會需要去把上一個噴嘴的殘料透過 wiper 清掉、並降溫,然後再幫下一個要使用的噴嘴加溫、然後才能開始列印;而且由於 3D 印表機的列印是一層一層累積上來的,所以這樣的動作,往往是每層都要進行的!這樣的結果,就是不但會在換噴嘴時產生不少廢料,而且每次更換的間隔時間,也不算短,所以如果每一層都需要更換噴嘴的話,那是會比單色列印時多出相當多的時間~

所以基本上 Heresy 這邊大部分的狀況,就是放著讓他印,然後偶爾確認一下是否還正常(部正常要趕快強制停止、以免浪費);結果就是常常是下班後繼續印、隔天再來驗收成果。


感想的部分大概先寫到這了。下面,則是前一段時間印出來的成果照片:

下面是一個中空的鑽石,模型檔來自網路。外面是骨架形式的結構,內部則還有一顆完整的;由於造型的設計,兩者是一次列印,但是完全獨立的~所以拆下來後,裡面的是還可以動的~

   

下面則是一個印的不是很好的台灣模型,模型檔是 Heresy 使用自己的資料產生的。由於台灣島本身很多地方(尤其西部平原)和海平面差異並不大,所以整片印的話,其實看不太出台灣的外型;而在山脈的部分,一層一層堆積的效果也明顯。

  

下面則是後來修改過模型檔,把海修掉、並做了一些平滑化後的列印成品;而底下的藍色則是 raft,剛好可以充當海,在這個例子來說,很合適。由於台灣島的輪廓明顯,所以看起來就漂亮很多了~而雖然一層一層的感覺還是有,但是其實比上面的版本好上不少。

  

下面的例子,則是一個列印六個骰子的狀況,模型也是在網路上找到的。前面幾顆骰子的狀況都還好,但是最後一顆因為後來被噴嘴打離了列印版,所以會一直滾、最上面印的就很糟糕(下右圖)。

 

下面則是列印完的結果。

 

列印成功的幾個,看起來都還有一定的水準,但是總覺得…這樣印出來的結果,好像不太像是個公平骰子就是了。 ^^"

最後則是一個網路上的艾菲爾鐵塔的模型。這個模型印出來的結果(沒有 raft、support),該算是一半失敗一半成功嗎?

首先,是塔的上半部分,這部份很明顯印爛了。感覺全部黏在一起了…而這個問題,似乎是由於噴嘴帶了太多多餘的料造成的。

不過,雖然上方算是整個爛掉了,但是下方的結構,大致上都還算不錯~但是,如果再從正下方看的話,則也可以看到很多地方都糊在一起了…

 

這個模型在網路上有看到別人印出來的滿漂亮的,不知道他是用哪台機器、參數怎麼調整的就是了。

下面則是一個網路上的鯊魚模型,從上方看的話,列印的算是不錯;不過牙齒的部分由於 support 的關係,上下是連憶起的,至於要怎麼清比較好看就不曉得了。

 

不過,雖然上面印的算是不錯,但是底的部分,就有點不成形了…右邊的照片可以看出來,其實有的面感覺怪怪的;雖然其中有一塊是 Heresy 再從底板拆下來時弄壞的,但是其實他本身似乎也就有洞了。

最後,下面左邊則是兩個齒輪。其實這是一整組的機器結構,不過目前 Heresy 這邊還沒把全部的零件都印出來,所以還不能組裝。

下面右圖則是一個自己試著建立的活動關節的模型,基本上算是小失敗吧?Heresy 本來是把洞和轉軸做的一樣大,結果這樣是完全塞不進去,要再把轉軸磨掉一些才放得進去;但是這樣的結果,就是轉一轉就會鬆掉…所以,如果要做可動的結構,應該是要用比較專業的設計會比較好,而不是像 Heresy 這樣亂拉模型。 XD

 


其實 Heresy 這邊後來也還有印了一些東西,不過照片也還沒整理,所以就先這樣了~如果之後能有更好的成品,那會再來分享的。


CubeX Trio、三色 3D 印表機:開箱
CubeX Trio 3D 印表機:使用說明
CubeX Trio 3D 印表機:使用感想與部分成品
CubeX 進料方式修改

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關於 Heresy
https://kheresy.wordpress.com

10 Responses to CubeX Trio 3D 印表機:使用感想與部分成品

  1. 引用通告: CubeX Trio 的最後 | Heresy's Space

  2. 張文宏 says:

    heresy大大:個人在小學服務,之前在研究OPENNI時有拜讀您的文章。最近我在研究3D列印,因為想要列印簡易的臺灣地形模型,可是一直找不到3D檔。有看到您列印的臺灣地形,感覺很不錯,不知模形檔(STL)是否能夠分享呢?還是有版權的?感謝您的回答

    喜歡

    • Heresy says:

      抱歉,台灣的模型是其他單位提供的,這方面不是很方便拿出來分享。

      喜歡

      • 張文宏 says:

        不管如何,還是謝謝您

        喜歡

      • Heresy says:

        後來看了一下,其實可以考慮用公開的 DEM 資料來建立 3D 模型。
        例如: http://gis.rchss.sinica.edu.tw/qgis/?p=1619
        30M 解析度對 3D 列印很夠了(甚至太細了)

        喜歡

  3. 余志文 says:

    大大您好,
    我在用ABS材料測試的時候,很常會發生,從邊緣翹屈,感覺像是底面黏的不牢固,成品將像是去了一個腳。這種現象可以從哪方面改善?

    喜歡

    • Heresy says:

      這個問題 Heresy 也碰過好幾次,個人覺得應該是 Z-Gap 或 level 的設定不夠好造成的。
      建議檢查一下 z-gap 是否設定良好。

      喜歡

  4. 引用通告: CubeX Trio 3D 印表機:使用說明 | Heresy's Space

  5. 引用通告: CubeX Trio、三色 3D 印表機:開箱 | Heresy's Space

  6. 引用通告: CubeX 進料方式修改 | Heresy's Space

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