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标题: 3D打印钢笔的可行性的讨论 [打印本页]

作者: blackceramos 时间: 2019-11-24 01:33
标题: 3D打印钢笔的可行性的讨论
本帖最后由 blackceramos 于 2019-11-24 01:52 编辑

事实上，这半年以来，我一直在寻求3D打印钢笔的可行性，能否直接通过STL图纸和3D打印打印得到终端的产品。但毕竟是学生党，所以得到的结论和成果有限，也欢迎大家的讨论。
在几年以前，这样的结果是不可能的，但随着这几年打印精度的进步（从最早的几毫米到现在可以接受的0.1mm），一切都变得可能了起来。
但目前为止，3D打印钢笔仍然需要满足以下的要求：
1 建模和图纸
之前最花精力金钱和时间的部分，如果有现成的图纸还好，但是没有的话，需要自己有或者花钱请人画CAD或者STL图纸的能力。而如果自己懒得设计，需要对现成的钢笔进行工业级扫描逆向建模。
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后来用的人工加小机器还好
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但最早因为太年轻，直接上了最高精度的机械臂测量，虽然得到了高精度的图纸，但是白花了1w多（因为是自动铅笔，原因见下面），后来经过学长的提醒才放弃采用人工手持扫描的方法。
2 舍弃大量的细节
尽管0.1mm听起来是很小的误差，但和五轴高精度机床相比（0.001mm）仍然巨大。因此细小的花纹和纹路，必须舍弃掉，否则3D打印（哪怕是工业级的）就无法表现出来。
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TK9400的3D模型，实际上即便是现在实际上最好的工业级打印机（实验室产品例外）也打不出来（因为精度不行），所以打印自动铅笔的计划就被搁置了。
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之前尝试的3D打印自动铅笔笔头（卡达2.0mm Fixpencil 这种类型要想打印很明显是不可能的），这个精度只有高精度五轴CNC机床可以实现。不过，要想做到高细节依然有可能，就是贵金属（纯银黄金铂金等）打印出高精度的镜面原型笔身，再像Yard-O-Led那样手工雕刻或者直接用机床雕刻出你想要的花纹。这样可以将细节做到最好。
3 选择合适的打印机
桌面级的打印，尤其是细微螺纹的处理是惨不忍睹的，直接跳过。而工业级的打印，可以打出较为精确的钢笔螺纹。
4 选择优质的材料
大部分廉价的材料，只适合验证你的原型。
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两只原型笔用到了PEEK 一般的尼龙光敏树脂
优质的材料才能做到高精度高强度和高耐久度。材料验证方面我大概尝试了有20到30种（包括对其进行CNC数控加工的验证），从有机的PBI（聚苯并咪唑）到无机的氮化硅棒材（能力有限毕竟还是学生），在经过大量的支出和实验后，（不聊那些打印方法SLS SLA FDM之类的不然又要说半天）我就直接说结论吧。
可以作为成品的打印材料（CNC的以后再说）：
惠普尼龙PA12 惠普尼龙PA12GB Alumide
PA12是最好且性价比最高的高性能尼龙，和其他尼龙比吸水率最低，耐紫外线，不耐强氧化性酸。GB则是玻璃纤维填充的PA12，和尼龙12类似但刚性硬度更高。Alumide是掺杂了铝粉的尼龙12，硬度介于普通尼龙和GB之间。精度第一梯队。
聚醚醚酮PEEK及PEEK掺杂碳纤维
硬度最高的塑料，耐高能辐射，但很奇怪，不耐紫外线。也就是说得避光保存。精度第一梯队。
Ultem1010 Ultem9085
PEI塑料，之前冰箱修复百利金小金雕的时候也用到过，综合性能最好的塑料之一。精度第一梯队。
钛合金铝合金不锈钢钴合金镍基合金
以上四种是能打印的非贵金属，不过，金属的打印精度仍然比高精度树脂的细节表现差一些。
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之前尝试的CoCrMo钴铬钼合金的Kaweco Al Sport的笔夹，细节之处仍然不到位且有残渣，而且打印价格对普通人而言较高，这样一个笔夹大概300-500左右。
铂 K金钯金铑金纯银
目前精度最高的打印，但是价格也是最贵，一般适合打印笔夹或者按钮一些小零件，整笔打印价格很高。
陶瓷
目前价格最贵的打印，因为陶瓷打印完之后要进行烧制，烧制的费用也要考虑在内，且整体要缩水百分之10-20左右，所以必须预先就设计好以免材料模块最终无法拼接成型。
特殊材料比如Nano Plastic Ceramax
部分公司研发的特殊材料，不过国内很难碰到，也不多讲，但是这些打印综合素质经过我的验证，大部分精度还是属于第一梯队的。
5 后期处理
基本上所有打下来的笔（哪怕是工业级高精度打印）都必须经过后期处理，例如抛光磨砂，才能尽可能去除表面的痕迹，让整笔看起来至少很干净。打印的那几只原型笔，边角都有不同程度的翘起和毛边。
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这一只就是下一步的计划了，进一步修改并且保证了牺牲细节的前提下，至少让笔好看。并且这一只将在HP尼龙12验证成功后，进行特殊材料的成品打印，到时候再来汇报下情况吧。
另：国外3D打印钢笔的简介，有两家比较出名，第一家是荷兰的Pjtor，但是，他家大部分打印的钢笔个人觉得样子都比较难以接受，而外形最正常的Alumide钢笔手感非常奇怪（这也是我觉得惠普尼龙依然只适合原型验证的原因，虽然精度确实能做到成品）。第二家是Additive，但是只有亚克力这种材料的选择。

作者: zcdysy 时间: 2019-11-24 02:17
本帖最后由 zcdysy 于 2019-11-24 02:20 编辑

3D打印任重道远啊等将来发展到高精度以后就能突破结构限制搞出一些现在做不到的骚东西

不过作为夕阳产业中的夕阳产业的钢笔能不能等到3D打印真正实现只需一台打印机就能做出一个完整的钢笔还是两说搞不好未来某一天会因为消耗和折损黄金直接淘汰落后产能了

作者: blackceramos 时间: 2019-11-24 02:40

zcdysy 发表于 2019-11-24 02:17
3D打印任重道远啊等将来发展到高精度以后就能突破结构限制搞出一些现在做不到的骚东西

不过作为夕阳 ...

希望以后如果3D打印真能有进步的话，哪怕所有钢笔厂商全倒闭了，以后有人想起来钢笔是个啥玩意儿然后拿出来3D打印一下，也足够了。

作者: cylinux 时间: 2019-11-25 11:40
从制造成本控制上讲，不存在谁替代谁，关键是做什么。
比如笔尖，3D打印就很难实现；做普通塑料笔杆，为什么注塑，成本多低啊；金属加工，普通CNC就很方便，成本又低。
3D打印我看应该关注用CNC加工成本高那类加工上去，比如镂空、雕花一类。

作者: 北原啸 时间: 2019-11-25 18:02
强啊老哥

作者: 韦伯猫 时间: 2019-11-25 18:32
你对3D打印的认识是不是都是看新闻节目看来的。。。

作者: haliluya_2007 时间: 2019-11-25 18:42
楼主是打算振兴国笔吗

作者: blackceramos 时间: 2019-11-25 21:04

韦伯猫发表于 2019-11-25 18:32
你对3D打印的认识是不是都是看新闻节目看来的。。。

没有啊。。基本是我自己一直在玩打印成品。。

作者: blackceramos 时间: 2019-11-25 21:05

haliluya_2007 发表于 2019-11-25 18:42
楼主是打算振兴国笔吗

不敢，纯粹自己打着玩玩看看行不行hhh

作者: 韦伯猫 时间: 2019-11-25 23:52

blackceramos 发表于 2019-11-25 21:05
不敢，纯粹自己打着玩玩看看行不行hhh

反正用单位的机器打成本忽略不计是吧。

作者: blackceramos 时间: 2019-11-26 00:29

韦伯猫发表于 2019-11-25 23:52
反正用单位的机器打成本忽略不计是吧。

不是单位机器啊，就是国内外那种在线打印的平台然后也有工业级打印机的，像3d systems，stratasys，kraftwurx，把画好的图纸传上去选个材料然后付款，他们就帮你打，过几周就收到货那种。。

作者: blackceramos 时间: 2019-11-26 00:36
本帖最后由 blackceramos 于 2019-11-26 00:52 编辑

然后价格只考虑用好的纯塑料的话，打印笔握笔帽笔杆加上抛光打磨处理三个零件大概就200～400Rmb的样子，在加上上墨器和钢尖再多100。当然用其他材料价格肯定会更贵的
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作者: 韦伯猫 时间: 2019-11-26 01:43

blackceramos 发表于 2019-11-26 00:29
不是单位机器啊，就是国内外那种在线打印的平台然后也有工业级打印机的，像3d systems，stratasys，kraft ...

用自己钱啊？服！还有什么可多说的呢，只能说666啊

作者: bibapen 时间: 2019-11-26 08:55
除了崇拜，没什么好说的

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