法學(xué)專業(yè)大三學(xué)生研發(fā)千元便攜3D打印機(jī)，妹子單手提著去旅行

作為一名3D打印愛(ài)好者，如果在路上看到如上場(chǎng)景“一個(gè)妹子，提著一臺(tái)3D打印機(jī)走在路上”，你會(huì)不會(huì)鼓起勇氣上前搭訕一番？與她暢談一下3D打印的技術(shù)細(xì)節(jié)以及自己對(duì)3D打印行業(yè)的觀點(diǎn)。

今天，南極熊要為熊友介紹的就是妹子手里提著的這臺(tái)千元、可折疊3D打印機(jī)，以及它的研發(fā)者—— 一個(gè)從“法學(xué)專業(yè)”轉(zhuǎn)學(xué)到“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”的大三學(xué)生林森源。目前該款機(jī)器正在摩點(diǎn)網(wǎng)上眾籌 ，1098元即可籌得一臺(tái)。

眾籌鏈接：https://zhongchou.modian.com/item/12197.html

大家好，我是 林森源 ，在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院就讀 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)，今年大三，目前在考研的路上Struggle。

▲我的錄取通知書(shū)以及轉(zhuǎn)專業(yè)通知單

15年9月，我以584分（廣東、文科）被華南農(nóng)業(yè)大學(xué)人文與法學(xué)學(xué)院錄取，就讀 法學(xué) 專業(yè)。16年3月，我通過(guò)了我校工程學(xué)院的轉(zhuǎn)專業(yè)考試，正式轉(zhuǎn)入 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 ，開(kāi)始了我極具 浪漫色彩 的機(jī)械生涯，從此安能辨我是雌雄（？）。

▲我（右）和我的伙伴陳朝潤(rùn)（左）

我和我的伙伴 陳朝潤(rùn) 用課題 “折疊式3D打印機(jī)” 參與了校內(nèi)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，我負(fù)責(zé)機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造，朝潤(rùn)負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理及運(yùn)營(yíng)推廣。

▲賽后我校工程學(xué)院官網(wǎng)的簡(jiǎn)報(bào)，左二是我

我在參加Robocon、中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人大賽、機(jī)器人擂臺(tái)賽等競(jìng)技性的機(jī)械類比賽時(shí)發(fā)現(xiàn)，將機(jī)器帶到外地參加比賽，如果出現(xiàn)零件損壞是非常嚴(yán)重的，而能解決問(wèn)題的3D打印機(jī)攜帶起來(lái)也很麻煩，因此，我設(shè)計(jì)了這樣一款“移動(dòng)的車間”——便攜式3D打印機(jī)，在以后參加比賽時(shí)，就不用但心零件損壞了。

我對(duì)機(jī)器的定位是“THE PORTABLE WORKSTATION”，便攜式車間，主要目的是 隨時(shí)隨地生產(chǎn)小機(jī)械的替換零件 。要達(dá)到這個(gè)目的，對(duì)機(jī)器各方面的性能就有要求。

·精度：

    Prusa結(jié)構(gòu)：市面上精度、速度、穩(wěn)定性都較好的3D打印機(jī)機(jī)器結(jié)構(gòu)；

    一體式絲杠電機(jī)：減少來(lái)自Z軸方向的抖動(dòng)與漂移；

    滑塊線軌：減少來(lái)自Z軸、Y軸方向的抖動(dòng)與漂移；

    一體式噴頭：保證物料輸出穩(wěn)定；

    強(qiáng)勁散熱風(fēng)扇：快速定型，減少模型形變；

·范圍：

    成型范圍盡可能地大；

·穩(wěn)定：
    原裝主控板：協(xié)調(diào)控制機(jī)械的工作；

    大功率電源：保證機(jī)器在苛刻的切片參數(shù)下也能完成打印任務(wù)；

    樂(lè)積電機(jī)驅(qū)動(dòng)：電機(jī)工作不掉步，打印過(guò)程不漂移；

   

·速度：
    遠(yuǎn)程輸出：提高噴嘴移動(dòng)速度；

    合理結(jié)構(gòu)：減少打印過(guò)程中的震動(dòng)、噪聲；

·輕盈&堅(jiān)固：
    合金框架、注塑零件；

·便攜：
    折疊式鉸鏈：壓縮機(jī)器體積；

    收斂式機(jī)身：壓縮機(jī)器體積、保護(hù)電源與主板；

·兼容：
    RAMPS主板：支持主流切片軟件、模型格式，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)打、斷料檢測(cè)與激光雕刻模塊；

·廉價(jià)：
    在合理價(jià)格區(qū)間內(nèi)盡可能地滿足上述功能。

由此一來(lái)，我的目標(biāo)就很明顯了：在合理的價(jià)格區(qū)間內(nèi)，設(shè)計(jì)并制造一款大范圍、高精度、輕盈便攜、堅(jiān)固耐用、支持功能模塊拓展且兼容性極好的FDM工藝成型機(jī)，并將此機(jī)器推廣出去。

前面說(shuō)那么多，都在一個(gè)前提下：合理的價(jià)格區(qū)間。離開(kāi)了這個(gè)大前提，所有的設(shè)想都是白搭。如果有能力，我相信所有的人都會(huì)選擇極光爾沃幾千元甚至上萬(wàn)元一臺(tái)的機(jī)器。

我的目標(biāo)是 千元機(jī) ，因此在真正設(shè)計(jì)的時(shí)候作出了很多妥協(xié)，但這并不影響我設(shè)計(jì)一款（相對(duì)）優(yōu)秀的機(jī)器。

▲機(jī)器工作狀態(tài)，與PRUSA長(zhǎng)相基本一致

▲機(jī)器折疊狀態(tài)，一只小姐姐就能搬動(dòng)

▲合金框架、注塑零件，堅(jiān)固、輕巧、耐操

▲活動(dòng)鉸鏈，一鍵切換（折疊/工作）

▲熱插拔電源線，一鍵急停紅色LED按鈕，保證運(yùn)行安全

▲LCD液晶顯示器，快速打印，60秒從零入門

▲一體式噴嘴，強(qiáng)勁散熱風(fēng)扇，保證打印質(zhì)量

▲烈艷紅/奶奶灰/象牙白 三色可選，我們不一樣

打印工藝：FDM

成型范圍：140*140*180
打印精度：0.1mm
噴嘴直徑：0.4mm
熱床：有

噴嘴數(shù)量：1
耗材直徑：1.75
耗材：PLA、PLA金屬、PLA碳纖維、PLA木質(zhì)、ABS、PVA、TPU等

機(jī)器凈重：12kg
外觀尺寸：510*435*450（工作） 510*435*90（折疊）
包裝尺寸：550*450*100

輸入：220 V AC 50/60 hz
輸出：+12 V 23 A 350 W

顯示方式：LCD液晶顯示屏

連接方式：SD卡、USB
支持系統(tǒng)：Windows、Linux、Mac

激光雕刻：支持
斷電續(xù)打：支持
手動(dòng)調(diào)平：支持

上述參數(shù)與實(shí)際機(jī)器可能存在出入，具體以實(shí)際機(jī)器為準(zhǔn)。

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下述照片未作任何后期處理，樣品僅做簡(jiǎn)單的去附著面、支撐處理，且在較快的速度下打印而成，不代表機(jī)器打印零件的最佳質(zhì)量。

▲3D打印樣品展示

▲激光雕刻樣品展示

2016年4月 課題立項(xiàng)
2016年7月 初步方案確定
2016年9月 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成
2016年10月 集成電路設(shè)計(jì)完成
2016年12月 算法設(shè)計(jì)完成
2017年3月 組裝機(jī)器
2017年4月 首臺(tái)樣機(jī)交付
2017年5月 對(duì)原有機(jī)器進(jìn)行優(yōu)化
2017年7月 機(jī)械結(jié)構(gòu)、算法優(yōu)化
2017年9月 首次量產(chǎn)5臺(tái)交付
2017年11月 量產(chǎn)機(jī)型測(cè)試通過(guò)
2018年2月 發(fā)布摩點(diǎn)眾籌

……持續(xù)優(yōu)化中（歡迎大家提意見(jiàn)）

2018年3月 根據(jù)反饋意見(jiàn)對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)作出優(yōu)化
2018年4月 注塑加工模具設(shè)計(jì)及優(yōu)化（此后機(jī)器將不作任何非必要修改）
2018年5月 制作手板（單件測(cè)試）
2018年6月 采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件、定制非標(biāo)準(zhǔn)件，機(jī)器組裝
2018年7月 發(fā)貨、錄制教學(xué)視頻

▲2017年3月 工程樣機(jī) 軸測(cè)圖

▲2017年3月 工程樣機(jī) 主視圖

為什么要眾籌？

    我是狂熱的3D打印機(jī)愛(ài)好者，希望設(shè)計(jì)、制造一款精度高、速度快、價(jià)格低的3D打印機(jī)，因此我們會(huì)在成本范圍內(nèi)對(duì)機(jī)器用上最好的材料。傳統(tǒng)Prusa結(jié)構(gòu)3D打印機(jī)雖然精度較高、速度較快，但笨重、易損壞，因此我們對(duì)Prusa進(jìn)行了大量的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，使用了更輕便、更耐用的合金材料與注塑零件，使Prusa體積更小、重量更輕、更加結(jié)實(shí)耐用。但定制非標(biāo)準(zhǔn)件、開(kāi)模具費(fèi)用高昂，我們希望能通過(guò)批量生產(chǎn)拉低單位機(jī)器的造價(jià)。

為什么要支持我？

    我的定位是入門級(jí)的3D打印機(jī)愛(ài)好者。經(jīng)調(diào)查，市場(chǎng)上入門級(jí)別的3D打印機(jī)，同等價(jià)位的Kossel打印出的零件沒(méi)有Prusa的好，Kossel零件及其教學(xué)視頻的價(jià)格在900-1300元左右；Prusa整機(jī)的價(jià)格在1300元以上，因此我的價(jià)格是有優(yōu)勢(shì)的。

    在非標(biāo)準(zhǔn)件上，我使用了更加結(jié)實(shí)耐用的注塑零件。市面上1000-2000元的3D打印機(jī)的非標(biāo)準(zhǔn)件都是用PLA耗材打印出來(lái)的打印件，用久了會(huì)變硬、變脆，導(dǎo)致機(jī)器精度下降。注塑零件在強(qiáng)度、剛度，穩(wěn)定性上都能狂甩打印件幾條街，而且用很久也不會(huì)變硬、變脆。