享受创造的乐趣 MakerBot Replicator五代 3D打印机

3D打印热潮在2014年继续膨胀，而桌面级3D打印机也从简单的DIY套件向用户友好度更高、更易使用的商品发展。makerbot是在桌面3D打印机成熟化和商品化方面走在前面的厂商之一，在2014年CES展会上它推出了三款新机型MakerBot replicator Mini、MakerBot Replicator Z18和MakerBot Repliactor五代。其中，MakerBot Repliator五代机型还获得了“用户友好技术奖”。

从2009年MakerBot开源的3d打印机以来，MakerBot 3D打印机经历几次更新换代。从早期的开源产品Cupcake CNC、Thing-O-Matic和第一代Replicator，到后来的Replicator2，直到今年最新的Replicator五代，产品成熟度越来越高。我们所测试的就是Replicator系列的最新款MakerBot Replicator五代3D打印机，新机型在外观、细节、软件以及操作上都有了全新的升级，与此同时，MakerBot在桌面3D打印领域的蓝图也随着MakerBot新机型的上市更加明朗。

从外观来看，MakerBot Replicator五代仍然是以往的框架结构，但MakerBot Replicator五代的个头比MakerBot Replicator2大了一圈，这意味着打印制品的成型体积也更大――达到25.2×19.9×15.0cm，比Replicator2的成型体积（28.5×15.3×15.5cm）大了11.3%。不过，仔细对比数据，我们会发现：新机型的成型长度减小了3.3厘米，成型宽度增加了4.6厘米，而成型高度略微缩减了0.5厘米，尽管长度和高度有轻微下降，但Replicator五代却可以打印更“宽”的成品。

MakerBot Replicator五代与MakerBot Replicator2相比，整机完整度更高，在多处细节进行了友好度更高的改动。不仅液晶显示屏的尺寸更大（升级为3.5英寸），而且控制区域也从机身前方右下角位置移到了框架顶部，并具有一定的倾斜角度。另外，功能按键从四向导航键改为怀旧风格的圆形旋钮，手感也十分舒适。这些变动无疑令人机交互更为顺畅，还非常便于用户在坐姿状态下操作机器（打印机摆放在桌面上）。值得一提的是，耗材盘从机身后部外挂的方式改为后部耗材仓推入式，进料操作便利了许多，机器的各个组件也更加妥善地整合成为一个整体。

在连接方面，MakerBot Replicator五代除了支持USB连接主机之外，还支持以太网连接和U盘直接打印。根据MakerBot的产品规划，未来还会为它添加Wi-Fi无线连接功能。这一系列连接方式的改进，使得打印机的应用方式可以更加灵活，从中不能看出MakerBot为桌面3D打印机所做的长远规划。

不只是外观，在细节方面，MakerBot Replicator五代也有更多的升级和更新。MakerBot Replicator五代挤出头采用了全新的连接方式――采用四块磁铁吸附到挤出头安装位置，固定孔凹槽与框架固定杆的突出部位咬合，挤出头的金属针脚就很容易与机身对应。此外，挤出头尖端在Z轴方向可以有细微的移动，只是这一设计的用意何在目前还不清楚。MakerBot Replicator五代取消了底板加热，在整个打印过程中底板和打印仓都是常温状态。而一个细小的改动显示了MakerBot设计师的用心――打印底板可推入和抽出打印平台，打印完毕后抽出方便剥离打印成品，而MakerBot Replicator2是需要在打印仓里进行剥离操作的。比较有趣的是，MakerBot Replicator五代还在机身上角的内侧增加了一个320×240像素的摄像头，它能够拍摄到打印仓内的实时情况，帮助用户远程了解打印作业的执行情况。

从MakerBot Replicator五代开始，MakerBot推出新的驱动软件MakerBot Desktop，最新版本为3.0，它将Thingiverse社区和旧有的驱动软件MakerWare集成起来。驱动程序的安装过程非常简单，向导程序会自动引导你完成大多数的操作，这里需要提醒的是，MakerBot Desktop软件可支持Windows7、Windows8、Windows8.1和苹果Mac OS X的部分版本，但不再支持Windows XP系统。

在开始使用之前，需要注册一个MakerBot账号。该账号在浏览thingiverse社区、收集3D模型以及3D打印时都用得到，称其为PC端、打印内容和MakerBot Repliactor五代之间的纽带和桥梁并不为过。从MakerBot Desktop的“Explore”板块中，可以看到MakerBot Thingiverse社区爱好者分享的3D模型、3D打印作品以及大家的讨论，并收藏和打印3D模型。而个人模型、打印成品和分享中心的内容都保存在MakerBot的云服务器上，通过MakerBot Desktop的“Library”板块可以访问到这些模型库，在Explore板块中标记“喜欢”、“收藏”的模型以及自己分享的模型都会显示在Library中，同样本地的模型文件也可以上传到模型库中存储。MakerBot Desktop还集成了3D模型设置软件MakerWare（在“Prepare”板块），可以移动、放大缩小、旋转和查看3D数字模型，也可以选择打印或者保存到模型库中。“Store”中则提供了直接访问MakerBot数字商店的接口，在数字商店中可以找到按主题分类、高精度且专为MakerBot Replicator五代设计的数字模型――当然，这些模型是要花钱购买的，每个售价0.99美元不等。

MakerBot Replicator五代新增加了以太网3D打印功能，将打印内容和3D打印机更紧密的联系起来，用户可以从MakerBot Desktop浏览Thingiverse社区里面的内容，以网络连接发送到MakerBot Replicator五代3D打印机。这时，MakerBot Desktop的账户会与MakerBot Repliator五代3D打印机同步连接，3D打印机从而获取到个人模型库Library中的打印信息。事实上，MakerBot Replicator五代的打印方式非常灵活，你可以在MakerBot Desktop的“Explore”中浏览3D模型并选择“Prepare”直接打印；也可以将3D模型收藏到Library中，丰富个人的3D模型库，然后选择3D模型打印；还可以在Replicator五代上直接浏览到Library库中的3D模型，执行打印。在MakerBot Replicator五代以及它的驱动软件MakerBot Desktop上，3D模型内容与MakerBot账号是相关联的，而不再仅限于U盘或者USB存储，这就是MakerBot云库所带来的独特魅力。

从MakerBot Replicator五代的身上，我们看到的不仅仅是一台能够连接网络的3D打印机，而是MakerBot 构建的3D打印方案的雏形。在PC端通过MakerBot Desktop，已经实现了3D打印过程的全跟踪――摄像头采集画面，拍摄照片或视频，暂停或启动打印；未来MakerBot Desktop有可能成为MakerBot 3D打印的交流和分享平台。同时，3D打印也在向移动打印领域渗透，MakerBot已经在iOS和安卓系统上推出MakerBot Thingiverse APP。虽然这还只是3D分享社区Thingiverse的移动端版本，没有与MakerBot 3D打印机的交互功能，但是MakerBot未来有望推出MakerBot Mobile移动端APP，实现移动设备的3D模型浏览、下载、分享、打印、以及3D打印机控制。最重要的则是MakerBot云库的逐渐完善，目前，在PC端MakerBot Desktop已经有了账户登录和云库Library，在移动APP也有了账户登录，在MakerBot Replicator五代3D打印机上同样具备了账户连接和云库Library同步。未来，MakerBot的3D模型内容与个人的MakerBot账号绑定，从而不论是使用PC、手机还是平板，不论是在家中、办公室或者任何有MakerBot 3D打印机的地方，都能找到自己的3D模型、进行打印或者分享。其实，在MakerBot Replicator五代身上，我们已经看到了一个成熟而优雅的3D打印机的雏形，而未来包括它在内的MakerBot 3D打印方案无疑更让人跃跃欲试。

使用像MakerBot Replicator五代这样的3D打印机，能够打印什么样的模型？这是很多读者关心的问题。MakerBot Replicator五代的成型体积为25.2x19.9x15.0厘米，长、宽和高任何一个尺寸不能超过规格，才可以打印。使用FDM技术的3D打印机从下往上逐层打印出物体，每一层成型都要建立在前一层之上，因此底面大的模型更容易打印，相当于建立了大面积的“地基”。而有悬空或者倾斜部位的模型则不容易打印，需要给悬空或者倾斜的部位添加支撑结构，在打印完毕后再手工将支撑结构去除。另一个打印中的要素就是模型大小，这直接关系到打印时间的长短。MakerBot Replicator五代的Z轴精度最高为100微米即0.1毫米，一个5厘米高的成品需要打印500层，打印时间之长可想而知；3D打印机也有较低的打印精度200微米、300微米可选择，虽然提高了打印速度，但会降低打印成品表面的细腻程度。

在进行打印前，3D打印机通常都需要进行预先调平，MakerBot Replicator五代提供打印平台辅助调平，操作更容易而且缩短调平时间。在控制面板上选择打印平台调平，会有相应提示，用户按照提示一步一步操作即可顺利完成。辅助调平功能提供了快捷而易用的平台调平操作，并且挤出头LED灯和液晶屏都给出调平提示。这一点是操作上的巨大改进，体现出MakerBot在这一代机型上对细节的关注。

MakerBot Replicator五代可选三种Z轴层厚，分别为100微米、200微米和300微米，对应打印速度分别为慢速、中速、快速。我们分别打印了桌子、螺丝和螺母、章鱼、手环、终结者T-800头颅、和保时捷911等模型。对于各项模型的具体打印耗时可参见速度测试结果，其中打印时间最长的是终结者T-800头颅，用时超过27个小时，而打印时间最短的是螺丝和螺母，只用了大约24分钟。

在100微米层厚精度下使用MakerBot Replicator五代打印，终结者T-800头颅表面细腻光滑，并且细微结构的棱角分明。和数字原型作比对，可以看出MakerBot Replicator五代使用100微米层厚精度打印出的成品有较好的表面光洁度，表面非常细腻。MakerBot Replicator五代在200微米层厚的精度下打印出的章鱼，表面光滑度仍然很好，但是可以看出隐约的层层纹理。很显然，在100微米层厚精度下打印的成品细腻程度要好于200微米的情况。

MakerBot Replicator五代3D打印机承载着MakerBot在2014年的桌面3D打印蓝图而上市，它整机完成度更高，细节方面有细微而人性化的升级。身为正宗美产3D打印机，又在2014年CES上高调亮相，35000元以上的价位只有土豪级玩家才有意愿做吃螃蟹的人。不过MakerBot Replicator五代确实给了我们很多惊喜，诸位读者是否也跃跃欲试呢？