我们斗胆拆了一台全新四喷头3D打印机

AM易道分享

这是AM易道第一次把3D打印机的拆机内容公开。

设备的机型是闪铸的Creator 5 Pro。

拆之前，我们犹豫了挺久。

倒不是怕拆坏，是它整体打印效果不错。

多色尖端、多色小船、多色悬垂、多色桥接，四个比较难的测试（文末有图片），都没掉链子。

但这类测试打多了总会显得无聊，于是我们斗胆把它拆了。

多色FDM打印的成败与否基本都在换头这个动作上。

参数表很多时候回答不了这个动作做得好不好，得拆开才知道。

所以我们按定位、送料、熔融、换头四块看结构。

拆之前我们对这套机构有一套自己的理解，拆完发现错了一半。

看不明白的地方也一并记下来了，请专业读者和闪铸的用户在评论区斧正。

定位锁头，整套快换系统的精度基准
换头的难点在于每次装回去，喷嘴需要落在同一个坐标上。

定位锁头就是整个模组的定位基准。

这里要先分开两个界面。

打印头不工作的时候挂在工具头坞上，是一个界面；

运动支架过来把它取走、带着它跑完一段打印，是另一个界面。

打印头和运动支架的结合到位来自于定位销辅助完成各方向的限位咬合，锁套抓住卡紧，把模块压在一个固定坐标上。

具体来说，先看坞这一侧。

每个工位有两根斜向上的银色定位销，销长在坞上，工具头那一侧是孔，四个工位一共八根。

再看公用的运动支架这一侧。

工具头顶面是一块金属板，中心一个不锈钢圆台。

上图和下图之间的锁紧结构在图示中有三个钢球会在接触后推出达到抱锁的目的。

这个圆台的内孔是花键，和支架上的挤出电机对接传扭；

它的外圆被三颗钢球抱住，完成锁紧和定位。

一个圆同时干了三件事，传扭矩、做抱锁、定坐标。

这类机器的头间精度不是纯靠机械公差兜住的。

据我们的观察，首次校准会先统一四个头的Z基准，再打一组对齐图案测出各头之间的XY偏差并自动补偿，流程需要十几分钟。

我们理解机械定位负责重复精度；但头与头之间的在首次使用或者长期使用后的偏差校准，需要靠软件和控制校准。

挤出电机和热端不在同一个模块里
打印头采用近端挤出，送料机构集成在模块内部。
拆开是减速齿轮组配弹性压料机构，耗材从入料口进入，齿轮夹持推送，压簧持续提供夹持力，抑制打滑。
从挤出齿轮到热端喉管42mm，这段距离直接决定回抽的响应速度，也是近端方案的优势所在。
但模块里只有齿轮，没有电机。

挤出电机装在四个打印头共用的运动头上，电机输出轴与模块齿轮之间用花键耦合，模块被取走的时候，这对花键会脱开，下次换头再重新啮合一次。

如下图所示，挤出电机由四个打印头共用，可换头模块只负责挤出齿轮与喷嘴加热部分，模块因此很轻。

这是一处比较清晰的取舍。
换头机构上，每重一点，惯量就大一点，加速度和换头动作都会受影响。
把电机留在共用机构上，模块能做轻。
其他的技术路线是每个头自带完整挤出机，模块独立性更强，互不牵连，但模块更重，速度和加速度所需载荷更多。
两条路线有分歧，各有优势。
热端，冷热分区的熔融核心
热端是耗材熔化的核心部件。
拆开后，喉管、隔热件、加热块、热敏的布局一目了然。

整套设计的重点在冷热隔离。

隔热件把高温加热块和上方的冷端喉管隔开，阻挡热量往上传导，耗材就不容易在进入熔融区之前提前软化蠕升，堵头概率随之下降。

风的分工是分开的。

给模型降温的那只风机装在共用的运动支架上。

而热端模块上那个风扇只是热端散热用的。

每个打印头各自带一根常连的随动线缆，这根线缆承载回路加热棒、热敏、热端散热风扇。

前面提到的，耗材从入料口进入，齿轮夹持推送，压簧持续提供夹持力。

从挤出齿轮到热端喉管距离很短，只有42mm。

喷嘴不是免工具快拆。

背面五颗螺丝、侧面一颗，动手之前需要断开一根排线，抽出来的是含加热块和热敏的整组热端。

快换机构
通过外部观察，我们本来猜测快换联动是来自于机械锁止+某种电气探针联动这套快换逻辑，是机械锁紧与电气接通同步完成。

解锁定位锁，直接取下整个打印头模组；

新模组对准定位销推入到位，锁头自动扣紧，然后一次性接通加热、测温、挤出电机供电信号。

后面我们拆了更多零件发现这个判断有问题。

因为朝向运动支架的那一面，并没有任何触点，定位销也不连接任何电路，也没有镀金片，我们没有发现任何能传电的结构。

我们拆到后面，突然发现实际上感知换头是用了某种电磁传感器，并不是我们以为的压力传感或者某种探针。

当上图的银色磁体和下图的黑色圆形结构接触的时候，信号灯就会从蓝色（未夹持）变成绿色（已夹持）。

有趣的是，这个传感器所在位置藏在热端里面。

我们一直以为到位检测的传感器是以某种力学形式触发，实际模拟下来是通过磁感应触发。

拆机小结

拆完机器回头看，这台机器的设计逻辑简单来说，凡是能从可换热端模块上拿走的东西，基本都拿走了。

挤出电机拿走了，模型冷却风机也拿走了，模块里只剩齿轮组和加热部分。

模块轻，换头动作更容易快得起来。

拆解最有意思的发现，是关于到位检测的从蓝变绿的信号灯。

我们一直以为到位检测是力学触发的，压上去，行程到底，开关闭合。

找了半天才发现，触发它的是一块磁铁，隔着壳体把信号送出去，全程并不靠机械接触触发。

再回头看整个换头动作，会发现它很多地方都在回避接触。

供电靠常连线缆，不靠触点；

到位检测靠磁场，不靠行程开关；

真正硬碰硬的地方只剩抱锁用的三颗钢球和一个圆台。

我们对于拆机后反推技术方案的理解可能有错误的地方，所以也就无法评价每一个技术选择背后的考量。

从整体打印结果来说，这台机器的打印效果通过了我们四种比较困难的测试。

多色尖端测试如下：

多色横桥拉丝测试如下：

多色小船测试如下：

多色首层测试如下：

这是AM易道第一次公开拆机，手上有这台机器的读者，如果您发现了我们的表述或者理解错误，欢迎您到评论区里斧正指导。

最后再补一句关键的。

这篇写的是我们把机器拆开之后看到的东西，不是拆机教程。

这台机器正常使用不需要打开任何部件，我们动手纯粹是为了搞清楚结构（摆脱无聊）。

虽然我们装回去后打印一切正常，但自行拆装大概率会影响保修，我们不建议，维保条款请咨询闪铸官方售后。