在我們的印象當中，桌面級3D打印機因外型美觀、價格相對較低、操作簡單等因素很受家庭用戶和設計師的鐘愛，但是，對于更大尺寸3D打印需求的用戶來講，桌面級3D打印機是遠遠不能滿足其打印要求的，那么，工業級的3D打印機自然而然就成為那些有著大尺寸打印需求的用戶的首選，而且，對于支持更大打印尺寸的工業級3D打印機來說，也更加適合規模化的生產。

弘瑞 Z500

巋然不動若泰山 弘瑞3D打印機Z500實測

為了滿足用戶對更大尺寸3D打印的需求，北京匯天威科技有限公司旗下的品牌在2015年年初推出了一款大尺寸的FDM技術3D打印設備弘瑞Z500，這款支持FDM技術的3D打印機弘瑞Z500被認為是弘瑞品牌走向工業級3D打印機的一個重要里程碑。那么，其性能究竟如何呢？下面就跟隨筆者的腳步一起來測試一下吧。

●工業級3D打印機概況

在切入正題之前，為了讓讀者了解更多的信息，我們先來了解一下什么是3D打印以及工業級3D打印機的現狀。

3D打印，是一種快速成型技術，它以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數控成型系統，利用激光束、散熱噴嘴等方式，將粉末狀金屬、塑料、陶瓷粉末、細胞組織等特殊的可粘合材料進行逐層堆積粘合，最終疊加成型，制造出實體產品。即我們常說的FDM（Fused Deposition Modeling）技術。通俗來說，就是將液體或粉末等“打印材料”裝入3D打印機，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”層層疊加，最終把計算機上的藍圖變為實物，因此，3D打印機可以形象地理解為一種可以“把夢想變為現實”的“神器”。

3D打印技術按照工藝來分，又可以分為光固化工藝（SLA）、熔融沉積工藝（FDM）、選擇性激光燒結工藝（SLS）、分層實體制造工藝（LOM）、三維印刷工藝（3DP）、無木模鑄造（PCM）這幾種。不同的3D打印技術運用的材料也不一樣，SLA主要采用光敏樹脂材料，FDM工藝則以ABS材料為原料，SLS主要是尼龍材料。

主要3D打印技術一覽表

3D打印起源于美國，最初由查爾斯·胡爾(Charles W.Hull)于1986年開發出光固化技術（SLA），并成立3D Systems，經過近30年的發展，技術日臻完善，3D打印有關的產品和服務銷售額也在不斷上升。就目前工業級3D打印機的消費市場情況來看，歐美市場占有率遠高于中國。據全球最知名的3D打印行業研究機構Wohlers Associate公司統計，從分布地區看，目前全球80%的工業級打印機的需求集中在美國和歐洲，亞洲僅占5%。

國內有些企業一直定位以研發工業級3D打印機為主要目標，在某些領域已經掌握了世界先進技術，但是工業級3D打印的大部分市場份額基本控制在國外，國內3D打印企業若想分食這塊蛋糕，還需做出進一步的努力。近幾年，國內已經涌現出一大批3D打印設備的生產服務廠商，如果后期國家能在政策上加以扶持，我們有理由對工業級的3D打印機給予持續的關注。

弘瑞3D打印機Z500

目前國內3D打印機市場比較魚龍混雜，中國3D打印生產服務廠家還處于塑料材料打印機和桌面級3D打印機的設計制造階段，主要還是定位于個人桌面級3D打印機的生產與研發，工業級的3D打印機仍處于起步階段，其市場化運作更是以后的事情。盡管如此，國內還是有一些值得稱道的3D打印優秀企業的，他們依靠自主研發能力推出了值得信賴的產品，弘瑞就是其中的一員。

業內一般把價格在5000美元以上的3D打印設備稱為工業級3D打印機，工業級3D打印機一般具備特有噴頭組件、智能操控程序、金屬機身、構件尺寸較大等特征，產品可直接用于工業生產。弘瑞Z500這款支持FDM技術的3D打印機的打印尺寸達到了360x350x560mm，雖說打印尺寸接近準工業級，價格也超過了5000美元，但是其打印的產品還是以觀賞性為主，不能直接用于工業、建筑等領域，因此算不上工業級的3D打印機，為此，我們稱其為大尺寸FDM技術3D打印機似乎更準確。

一般來說，支持的打印尺寸越大，打印機的價格越昂貴，工業級3D打印機一般打印體積都很大，以適合于規模化的生產。但是相應地，大的體積導致系統復雜性成倍提高，材料成本增加，測試、安裝、運輸、維護費用高昂，尤其是在保持可靠性的前提下，基本上每個零部件的指標都更加苛刻，才能保證整機的打印精度和穩定性。這些因素都會成倍地提高打印機造價。因此弘瑞Z500市場價格在49800元左右也就不足為奇了。

隨著弘瑞Z500的面世，不僅標志著弘瑞已經在準工業級3D打印領域邁出了重要一步！也標志著其產品已經領先于國內其他部分品牌，同時，在3D打印行業的地位也會隨之提高。下面我們將進入正式的評測，看看這款弘瑞Z500究竟怎么樣。

●調整打印平臺

噴頭與打印平臺之間的間距是否合適，是模型打印成功的前提。如果噴頭距離不合適，需要通過微調平臺高度，控制平臺與噴頭之間的距離，保證成功打印模型。

移軸界面右側點擊“1、2、3、4”可分別進行不同位置的調平

調平時，可在平臺與噴頭之間放一張弘瑞附贈的卡紙或者A4復印紙

位于平臺下方的調平旋鈕

在移軸界面，我們會發現調平臺下方有“1、2、3、4”四個數字，按照順序點擊每個數字，打印頭會自動移軸到打印平臺的其中一個點，在平臺與噴頭之間放一張弘瑞附贈的卡紙或者A4復印紙，依次將噴頭移至平臺四個調節點上方，平行往外拖拽卡紙，若有阻力，但噴頭又不會撕裂卡紙，則該距離就是正確的。注意，必須是四個調節點的距離都正確，才能保證噴頭與平臺的距離正確。當某個點不平衡時，需要手動旋轉調平旋鈕。距離過大，就順時針擰旋鈕。距離過小就逆時針擰旋鈕。四個點可以以此類推，分別進行調平，直到調平完成。

移軸界面

如果用戶覺得調平效果不是很好，可以再次點擊移軸界面一點一點地調整。從液晶顯示屏上點擊移軸選項，可以清楚地看到顯示屏上有10mm、1mm、0.1mm三個可選移動單位，一般情況下我們選擇10mm的移動單位即可。采用同樣的方法，平行拖拽紙張，反復測試，直到達到正確的距離標準。另外，提醒一點，點擊“解鎖”按鈕，可手動移動打印頭位置。

點擊“解鎖”按鈕，可手動任意移動打印頭位置

有一點需要強調，當調節其中一個點的時候，可能會對其他的點產生影響，所以建議大家當四個點都調節一遍之后，點擊移軸按鈕，點擊回歸鍵將平臺歸位，再重復調平操作，進行重新一輪的測試，保證其距離的精準。

●打印模型與設計尺寸誤差測試

接下來我們開始進行打印測試，弘瑞3D打印機Z500使用的是PLA耗材，打印平臺支持加熱，噴嘴溫度一般設置為210°即可，從下表可見，弘瑞Z500的預熱時間大約為3.5分鐘，與同類產品相比，這款機器的預熱速度已經相當不錯了。

為了測試這款弘瑞Z500的模型打印能力，我們選擇了40x40x40mm圓錐體、40x40x20mm半圓形、20x20x20mm的立方體來作為測試對象，看看該機打印的模型與設計尺寸之間到底存在多大的誤差。

立方體的橫向尺寸

立方體的縱向尺寸

經測量發現，立方體的實際橫向尺寸分別為19.95mm和20.02mm，比設計尺寸稍微有些誤差，縱向尺寸為19.62mm，與設計尺寸相差0.38mm，總體來說這個立方體的實際尺寸與設計尺寸相差不是很大，打印精度方面相當不錯！

半圓體的橫向尺寸

半圓體的縱向尺寸

測量半球體發現，其橫向尺寸為39.96mm，跟設計尺寸相差了0.04mm，縱向尺寸為19.68mm，與設計尺寸相差0.32mm，總體來看誤差不算太大，由此可見，在打印半球體的時候，實際打印尺寸與設計尺寸沒有太大出入。

圓錐體的橫向尺寸

圓錐體的縱向尺寸

測量圓錐體發現，其橫向尺寸為39.22mm，與設計尺寸相差0.78mm，而縱向尺寸為39.40mm，與實際尺寸相差0.60mm，跟上面兩個幾何體相比，這個尺寸差距顯然更大！由此可判斷，在圓錐體打印方面，弘瑞3D打印機Z500的表現算是差強人意吧。

●打印模型欣賞與點評

為了進一步測試這款打印機的打印效果，我們選擇了更多的結構稍微復雜的模型來檢驗其“實力”。以下是選擇打印的幾個項目，具體參數設置如下表：

鳥籠

 這個模型的體積雖然很小，但依舊打印出超乎預想的效果，籠中的小鳥清晰可見，足以證明弘瑞Z500在懸空打印和細節表現力上的完美性能。

籃球架

這是一個籃球架，可能是參數設置過程中出現了失誤，導致模型表面比較粗糙，另外懸空的籃球框下面看起來不太光潔，是支撐不足造成的。所以，在打印懸空物體的時候，為了獲得更好的打印效果，一般需要多加支撐結構。

城堡

從圖可見，這個城堡雖然結構復雜，但打印效果還算不錯，基本形狀都被打印出來了，但由于打印參數設置不佳，模型頂部出現了拉絲，如果打印參數設置合理，完全可以避免這個現象的發生。

倫敦大橋

這是一個對稱性的模型，從打印效果來看，細節表現力不錯，鏤空的結構都被清晰地打印了出來，不過模型仍有拉絲現象，說明參數設置沒有達到最佳。

長城

這個長城模型，由于沒有太多復雜結構，表現力還是挺不錯的，模型表面非常光潔，算是諸多模型中質量較高的一個。

坦克

這個坦克，由于在參數設置過程中采用了所有部位都加支撐的方式，所以最后成型的坦克非常結實，支撐也比較難以去除，最終在去支撐的過程中損壞了模型表面，所以看起來不太光潔。

恐龍

這是一個恐龍頭像，檢驗的是弘瑞3D打印機Z500在打印懸空結構時的成型能力，從測試結果來看，基本形狀都已經呈現出來，嘴部下方的牙齒打印得相當給力，但是，上部的牙齒顯然就差了很遠，這是支撐不足造成的。所以打印的時候，參數設置還是很關鍵的，直接決定了一個模型的最終質量。

佛像頭

這是一個佛主（或菩薩）的打印頭像，整體來看，佛像面帶微笑，面部特征溫和善良。從細節來看，佛像的圓點狀發髻清晰可見，足以證明弘瑞Z500在細節方面的打印能力。

個性花盆

這是一個“個頭較大”的個性十足的花盆，從打印效果來看，不但內壁光潔，而且外部卡通人物表情形象栩栩如生，再一次證明了弘瑞Z500在打印大尺寸物體時的優勢。

自由女神

沒錯！一看就是自由女神塑像，其外部的褶皺狀的衣衫打印得非常不錯！但是，很可惜的是，該模型上半部分的打印質量不高，自由女神舉起的右手出現了拉絲。由于自由女神的帽沿尖刺狀飾物懸空，如果沒有足夠的支撐很難成型。由打印模型可見，最終尖刺狀的帽子邊緣也出現了拉絲，甚至卷曲，跟支撐參數設置不佳有很大關系。所以，在打印之前對參數進行優化設置很關鍵。

中國傳統燈籠

這是最后一個打印的模型，也可以稱得上是“杰作” ——中國傳統燈籠，這個模型是分開打的，可拆卸成兩個部分，無論是底座還是頂蓋都非常有質感！鏤空的結構清晰可見。

總結：目前市場上大尺寸FDM技術的3D打印機最大的問題就是穩定性，因為打印大尺寸模型時，如果穩定性不過關，重復打印造成的時間成本和材料成本會給用戶帶來非常大的損失，弘瑞3D打印機Z500全金屬外殼和CNC核心組件結構使得大尺寸模型長時間打印穩定性得到前所未有的提升。全新的UI設計的彩色液晶觸控屏，讓用戶使用3D打印機變得更加簡單。而且從測試結果來看，弘瑞Z500無論是打印微型模型還是大尺寸模型都能夠基本實現預想的打印效果，尤其在復雜結構的表現上，更是體現出較強的塑形能力。不過，在細節和紋理方面表現還是差強人意，如果根據模型的具體情況進行調整和優化，相信會有更好的打印效果

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