3D 打印笔:适合谁,以及与 3D 打印机相比的局限
3D打印笔是在三维空间中徒手绘制,不需要文件,也不需要切片软件,因此尽管名字相似,它与3D打印机是截然不同的东西。本页介绍3D打印笔真正适合谁、笔尖温度如何改变安全状况,以及最终促使大多数人转向真正打印机的局限。
简短结论
3D打印笔通过手工挤出加热的耗材来在空中绘制形状,无需规划,也无需数字文件,因此更接近创意爱好工具,而不是制造设备。据厂商称,没有高温外露部件的超低温型号,在品牌规定的条件下适合约6岁以上的儿童,而带有可能升到高温的金属笔尖的型号则仅限14岁以上的青少年和成年人在监护下使用。笔仍可用于修补或连接已打印好的零件,但在精度和可重复性上无法与由文件驱动的3D打印机打出的零件相比。
3D笔与3D打印机:名字相近,却是两种不同的工具
3D打印笔将塑料耗材熔化,并通过手工在空中或某个表面上铺设,随着你的移动绘制出三维形状。没有3D文件,没有切片软件,也没有电动平台:精度和可重复性完全取决于握笔的手,这使它主要是一件创意爱好用品,而不是制造工具。
相比之下,3D打印机从由切片软件切成层的数字文件出发,沿着精确到零点几毫米的路径铺设塑料,每次打印都能一模一样地复现。笔和打印机满足的是不同的需求,同一个家庭同时使用两者、相互补充而非相互竞争的情况也很常见。
3D笔究竟适合哪些人
3D打印笔首先面向创意和游戏用途:徒手绘制形状、装饰现有物体,或者在孩子进入数字建模之前让他们先了解三维体积的概念。据厂商称,为低龄用户设计、没有高温外露部件的型号,可以让孩子在监护下探索,而不用接触滚烫的耗材。
在成年人中,用途更偏向修理、连接分别打印的零件,或不需要功能性零件那样精度的徒手艺术创作。已经拥有3D打印机的创客有时会把笔当作工作间的附加工具,而不是第一件购买的设备,这种用法在下文有进一步介绍。
核心因素:笔尖温度
工作温度清楚地把3D打印笔分成两类。根据3Doodler自己的文档,面向儿童的入门型号以低温运行,没有高温外露部件,配套的耗材被描述为足够安全,可以直接用手拿取,没有表面烫伤的风险。
更高级的笔使用可能变得很烫的金属笔尖,据同一厂商称,其专业型号最高约可达240 °C,与标准FDM打印机喷嘴的温度相当。厂商明确警告不要用这些较高级的型号在皮肤上绘制,因为这样有烫伤的风险,这与其儿童型号所用的低温耗材不同。
安全性:购买前需要检查的事项
推荐年龄因技术而差别很大:没有高温外露部件的低温型号,厂商在其规定的使用条件下将其定位为适合约6岁以上的儿童,而带高温金属笔尖的型号仅限14岁以上的青少年和成年人使用,未成年人的任何使用都建议有人监护。
除年龄外,购买前还有两点值得检查:笔可以使用哪种耗材(有些型号只能使用厂商自己的专用耗材条,这可以限制温度方面的失误),以及如果笔使用ABS,房间的通风情况——ABS在熔化时会释放烟雾,与标准打印机上一样。我们的通风与安全页面介绍了一般3D打印的这方面问题,同样的道理也适用于长时间使用的笔。
不同的笔适合哪种耗材
面向初学者和儿童的笔大多使用厂商自己的专用耗材条,其校准与设备的精确温度相匹配,无需自己调整任何东西。更高级的型号可使用PLA或ABS,有时可使用标准的1.75mm料盘,与普通打印机使用的PLA耗材兼容,从长远看可降低耗材条的成本。
最高端的笔还会根据厂商不同,进一步扩展到带纹理、木质效果、金属质感或尼龙的耗材,更多面向艺术原型制作,而不是儿童的随意玩耍。每次更换耗材,都必须遵守该材料自身的温度范围,否则耗材流动不畅,或堵塞笔尖。
速度、耗材补充与年龄分级:某厂商的实际规定
3Doodler的帮助页面给出了大多数品牌也会参照的具体参考点。该公司按年龄段对自家的笔进行分级,分为6岁以上、8岁以上和14岁以上,并明确将其高温笔尖型号限定在14岁以上,声明它们不是玩具,金属笔尖可达464华氏度(240摄氏度)。对于其儿童型号,则声明相反的情况:完全没有高温部件,且耗材条被描述为无毒、不含BPA,在家庭堆肥中约45天即可堆肥降解。
第二个有用的细节是挤出速度。据厂商的常见问题解答,消费级笔有快、慢两档速度:快速用来填充区域或勾勒大轮廓,慢速用来处理精细细节和“在空中”绘制,此时耗材冷却足够快,无需支撑也能定形。因此,没有速度控制的笔会限制你在三维空间中能画出的东西,这点值得在考虑颜色或附赠配件之前先检查。
这些专用耗材条也说明了与打印机在实际使用上的一项差别:儿童笔只接受厂商自己的、按其温度校准的耗材,而成人笔可使用标准的1.75 mm PLA或ABS。购买前请检查耗材条的供应情况和直径,就像检查打印机支持的耗材类型一样。
3D笔相对于打印机的局限
3D打印笔绝不会两次画出完全相同的形状,因为路径完全取决于绘制的那只手,没有编程轨迹,也无法自动重做有缺陷的层。这使它不适合需要精确尺寸、紧密配合或经过计算的机械强度的功能性零件。
与能无人值守连续运行数小时的打印机相比,笔每小时能产出的量也很有限。对于需要可重复、精确或体积较大的零件,改用真正的打印机很快就会比继续使用笔更合理,这一点在最后一节有介绍。
何时应从3D笔转向3D打印机
最明确的信号是需要一模一样地复制零件,或者需要手无法保证的精度,这两种需求都不是笔在设计上所能满足的。我们的首台3D打印机选购指南介绍了首次购买的标准,包括有年幼孩子的家庭,这种情况在儿童3D打印机页面中有专门介绍。
预算有限时,入门级机器往往比高端笔用途更广,因为它同时涵盖功能性零件、装饰物件和学习数字建模。启动预算工具可以帮你在做决定之前,比较每种选择实际涵盖的内容。
资料来源与局限
- 3Doodler — 产品与耗材常见问题
- 3Doodler — 3Doodler Create对儿童安全吗?
- 3Doodler — Start+系列
我们整理的是厂商和社区的文档,并未亲自测量这些产品。针对你具体型号的手册优先于一般性的指导。
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