桌面级3D打印15年:里程碑机型回顾与影响

2024-10-30 15:25:47
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“上上个世纪的思想,上个世纪的技术,这个世纪的市场。”这句话无疑是对3D打印的最佳诠释。



3D打印的理念可以追溯到19世纪末的美国,当时的照相雕塑和地貌成形技术奠定了其思想基础。随后,SLA(立体光刻)、SLS(选择性激光烧结)、FDM(熔融沉积成型)等关键技术在20世纪80年度中期陆续出现并逐步成熟。进入21世纪,这些技术迎来了广泛的市场需求与商业化应用,推动3D打印在多个领域蓬勃发展。

事实上,3D打印最开始还被人们称为“快速成型”,主要是大型制造公司或高校研发部门的工程师、设计师和研究人员的专属工具,但多年来依然属于小众领域。原因在于,这些设备不仅体积庞大且价格昂贵,还需要深厚的工程知识支撑。



然而,随着极具颠覆性的桌面级3D打印机的问世,这一局面被彻底改写。它们以更加亲民的价格、更高的易用性和不断提升的性能,推动3D打印技术从工业领域逐渐向个人用户普及,彻底改变了行业格局。 

而在这股3D打印变革的浪潮中,2009年可谓是一个关键时间节点。正是在这一年,Stratasys公司的FDM技术专利到期,推动了基于RepRap项目的3D打印机实现商业化。



在接下来的十五年里,各种桌面级3D打印机如雨后春笋般迅速发展。其中,不少经典机型至今仍广泛使用,甚至依然是市场的主流设备,比如Mendel系列机型,其代表作包括Prusa I3。

下面,我们将根据时间轴为大家梳理不同时期最具颠覆性的桌面级3D打印机,它们值得被记住与赞扬。

NO1. 达尔文,2007

达尔文(Darwin)是RepRap 1.0的名字,它是世界上第一台低成本3D打印机,由英国巴斯大学的Adrian Bowyer教授于2005年启动的RepRap项目开发而成‌‌。



前后经历了3个版本的迭代:2007年发布的“达尔文(Darwin)”,2009年发布的“孟德尔”(Mendel),2010年发布的“Prusa Mendel”和“赫胥黎”(Huxley)。

以上这些机器的安装过程和相关文件都以开源方式共享,让世界各地的每个人都能开始制作自己的3D打印机。如果你还想DIY一款属于自己的机器,那么强烈建议访问RepRap社区。



目前,基于该开源机型商业化最成功的设备是Prusa Research推出的Prusa i3,而其创始人正是Bowyer教授的学生Josef Průša。

NO2. Cupcake,2009

2009年,随着名为Cupcake CNC的3D打印机投放市场,初创公司 MakerBot成为首批从“创客运动”中崭露头角的公司之一。



而Cupcake也是历史上第一款商业化的低成本3D打印机,其售价仅为750美元,而Stratasys的个人打印机售价当时高达14,900美元。



‍MakerBot的成功更多源于其2012年推出的MakerBot Replicator 2。与早期的Cupcake CNC和第一代Replicator相比,Replicator 2首次采用了金属框架结构,可选双挤出头,在外观和性能上都有显著提升,奠定了其在消费级市场的领先地位。

NO3. Up! Plus,2010

由中国公司太尔时代(Tiertime)开发的3D打印机Up! Plus,最早于 2010年推出,随后上市了Up! Plus 2和Up! Mini。这些机器以其易用性和即插即用的特点受到市场欢迎,被称为世界上第一台消费级3D打印机。



相比当时的其他开源机型,太尔时代的机器更易于使用,用户体验也更好,适合非技术用户,因此迅速在市场上占据一席之地。你能想象,当时它就已具备自动热床校准功能,并搭载自研的专有软件。



这款机器还推动了中国3D打印行业的发展,使中国品牌逐渐在国际市场上获得认可。太尔时代作为最早入局3D打印领域的少数国产品牌之一,如今依然活跃在市场中,新一代Up机型仍畅销海内外。

NO4. Ultimaker Original,2011

荷兰Ultimaker的首款3D打印机Ultimaker Original于2011年推出,这也是一款开源机型。如果你对这款机器不太了解,但你一定听说过Cura——这是最受欢迎的免费桌面3D打印机切片软件之一,而它正是由Ultimaker开发的。



这款打印机采用了模块化设计,XY运动结构采用十字轴方案,组装过程相对简单,这在当时吸引了大量创客和开发者。其中,国内不少企业正是基于这款机型进行改进,从而切入3D打印行业,开启了自己的创业之旅。



随着后续机型(如Ultimaker 2和Ultimaker 3)的推出,该品牌逐渐确立了其在专业和教育市场中的重要地位。直到2022年,Ultimaker与MakerBot合并,整合为一个全新的品牌——UltiMaker。

NO5. Rostock,2012

市面上,大多数FDM 3D打印机采用的是笛卡尔坐标系结构,其中工作台在Z轴上,而挤出机在X和Y轴上移动。但Johannes Erdman于2012年推出了一种全新的方案,发布了一款并联3D打印机,并以家乡命名它为Rostock。 



随后,Johann再接再厉,继续改进这种机型,并于同年推出了Kossel并联3D打印机。这款机型解决了Rostock的皮带抖动问题,具备更高的精度和更优的性能。 



可以说,Johann彻底改变了FDM技术中的运动方式,开创了一个全新的设备系列。在RepRap项目中也涌现出众多后续的三角洲机型。不过,目前这类结构在商业3D打印机中并不多见,而FLSUN孚森是其中的代表之一。

NO6. Form 1,2012

以上5款机型都属于FDM 3D打印机,而在消费级市场中首次引入工业级SLA技术的则是Formlabs。该公司于2012年推出了首款桌面级SLA 3D打印机——Form 1,并在Kickstarter上成功完成众筹。



Form 1凭借其高精度打印效果和易用性迅速引起广泛关注,它的推出不仅拓宽了桌面级3D打印的应用领域,也推动了光固化技术的普及。



不过,这些消费级3D打印机的快速增长也伴随着一些代价。Formlabs在推出Form 1后遭遇了3D Systems的专利侵权诉讼,最终于2014年达成和解。如今,Formlabs发展愈发强劲,甚至推出了桌面级的Fuse系列SLS 3D打印机。

NO7. Bambu Lab X1,2022

2020年11月,拓竹科技Bambu Lab成立,由陶冶和4位同样来自大疆的伙伴创办。经过22个月、7次产品迭代后,拓竹于2022年推出了首款产品——Bambu Lab X1系列高速多色3D打印机,并在Kickstarter上发起众筹,最终筹得约5106万元。



Bambu Lab X1凭借CoreXY架构、AI驱动的自动校准、激光雷达和多色打印功能,迅速在市场上脱颖而出。这些创新特性是此前消费级3D打印机从未具备的,使其迅速拉开与同类竞品的差距。



拓竹也被视为桌面级3D打印机2.0版本的开拓者,而随后推出的P1系列和A1系列则进一步巩固了拓竹在行业中的领军地位。据传,2023年公司年营收达到15亿元,仅用3年多的时间,拓竹走完了其他品牌10年的路程。

从2007年到2022年,这15年间,桌面级3D打印经历了从无到有、从差到优、从少到多的发展过程。而这条路还在延续,我们期待在人工智能时代下,3.0版本的即将到来。

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