1唯一的不同是处处不同
【中关村在线3D打印频道原创】2013年，Stratasys以4亿美金收购了MakerBot；2014年，MakerBot推出包括Replicator五代机型在内的一系列全新3D打印机，成为Stratasys在桌面市场的先锋。而接下来两年，MakerBot经历更换CEO、裁员、堵头风波，加上增长率低于预期的3D打印市场，拖累Stratasys股价一路走低。2013年的3D打印市场像一场盛大的烟花晚会，而MakerBot是绚烂夺目的主焰火中的一个；两年过后MakerBot在经历喧嚣与质疑之后更加专注，低调地推出了MakerBot Replicator+和Replicator Mini+ 新品3D打印机。从名字上看起来是升级版，那么我们先从不同说起。
MakerBot R+ 3D打印机首测
●唯一的不同是处处不同
借用iPhone 6S的广告语来形容MakerBot Replicator+ 3D打印机再贴切不过——“唯一的不同是处处不同”。外观上看起来差别不大，但是相比Replicator五代“打印速度提升了将近30%，成型体积增大了25%，工作噪音降低了27%”，这是MakerBot官方给出的变化数据。
MakerBot Replicator+ “唯一的不同是处处不同”
打印平台明显更大了，意味着成型体积明显扩大。查到的官方数据证明Replicator+机身尺寸与五代机型完全相同，但是成型尺寸从252x199*150mm扩大到295x195x165mm，能打印更宽、更高的模型。
MakerBot Replicator+与Replicator五代打印平台对比
并且用了新的打印平台，不需要贴美纹纸增强粘附性，而是平台本身就能够比较好地粘附材料；同时平台可以轻微弯曲使打印品底面脱落，能够轻松地取下来。
可弯曲的打印底板
框架结构做了全新的调整。X轴不再是一根杆而是采用了新的材料和梯形结构，保持打印头在运动中的平稳；框架采用了更多金属材料增强稳定性，机身重量也从之前的16KG增加到18.3KG。另外MakerBot还在官方文件中声明增强了Z轴稳定性。
MakerBot Replicator+（左）与Replicator五代（右） X轴结构对比
挤出头做了重大调整，采用了最新的Smart Extruder+智能打印头，极大降低堵头概率、大大增强可靠性、自动检测材料状况并且稳定性好。这个打印头组件，我们在后文详细解析它的结构和试用效果。
全新的Smart Extruder+挤出头
全新的Smart Extruder+挤出头（背面）
配套了全新的打印软件MakerBot Print而不再是过去平台式的MakerBot Mobile。从最早的打印软件MakerWare到后来集成社区、商店的Desktop，再回归到专注于打印和管理的Print软件，最终还是上帝的归上帝、凯撒的归凯撒，打印的硬件和软件专注打印，而社区与分享的部分回归线上。这一点我们在后文也会详细解析。
新的切片软件MakerBot Print
另外一个值得中国玩家小开心的改变——Replicator+支持中文语言菜单了。尽管Print软件仍然不支持中文，还是比过去方便很多，对汉字名称的3D模型文件也有很好的支持。
很好地支持中文语言
还有很多细微的改变，包括3D打印机的菜单、调平向导、去除了调平旋钮改用更精确的六棱螺钉等等。总之和MakerBot Replicator五代3D打印机相比，新的Replicator+有“处处不同”的感觉。
●和堵头心乱如麻说拜拜
新的智能挤出头Smart Extruder+是2016年MakerBot最大的焦点，值得我们浓墨重彩地讲解。MakerBot给出的数据是在推出之前对这个挤出头组件做了相当于16万小时时长的测试，进行了5800次打印，以确保它的稳定性、可靠性和打印质量。
MakerBot Smart Extruder+智能挤出头
为什么要做这么长时间和多次数的测试，因为Smart Extruder+的结构做了全新的设计以提升稳定性。首先喉管延长，从进料齿轮一直延伸到最后的挤出热端，确保材料从进入挤出套件开始到最终流出，都是可控的。在我们的测试经验中，堵头经常发生在进料齿轮之后、热端之前；堵头这个字眼并不准确，称为“堵管”更确切。那么延长的喉管确保材料顺畅地进入或退出、增强可控性。
延长的喉管
而这个喉管，MakerBot用的材质是PTFE，中文叫做聚四氟乙烯——特氟龙，不粘锅的涂层用的就是特氟龙。PTFE管有温度范围广、化学稳定性好、耐腐蚀的特点，并且一个更重要的特性是摩擦系数小，俗称“滑”。对线状材料的顺利进入大有帮助。
很多不粘锅的内涂层就是由美国杜邦公司发明的特氟龙PTFE材料 截图源自杜邦中国官网
改进的进料齿轮，保持与线材的良好接触，从而在材料进入或退出是维持稳定的推力/拉力。改进的连接触点，让挤出头拆装更方便。
另外还有改进了的智能传感器，不仅能够探测到材料的进入和退出状态，并且在打印中如果意外出现材料中断/堵塞，会自动暂停打印、重新尝试退料/进料，并向使用者的PC或手机发出告警；也就是说它会尝试从耗材异常中恢复，自动化更高，降低人工干预的程度。
2年前用过3D打印机的朋友会有处理堵头的经验，那时3D打印机堵头几乎难以避免，而即使拆开挤出组件清理完毕后还是难以避免下一次堵头，时不时的堵头让人心乱如麻。现在MakerBot新的Smart Extruder+将堵头几率降低到非常小的概率，很好地解决了这个痛点。
3D打印软件MakerBot Print做了重大改变。最初的MakerWare执行切片、调整功能，到MakerBot Desktop除了上述功能之外，还加入了Thingiverse社区、付费商店、用户模型库和3D打印设备管理。现在MakerBot Print重新回归到打印管理和设备管理，而把模型分享、社交的功能留到线上，更专注3D打印的过程。
MakerBot MakerWare、Desktop和Print三代打印管理软件对比 Print变得非常简洁
更重要的改变是，MakerBot Print把过去的用户定义设置项取消了，包括挤出温度、详细挤出速度、支撑和底座选项、挤出头选项等。与此同时，Replicator+机身上增加了“仅使用MakerBot原装耗材”的标识。
这个Custom Settings用户定义项在新软件中已经取消
这样一来意味着MakerBot收回用户调试、尝试其它耗材的可能性，减少3D打印机运行中的不确定因素；而带来的好处就是打印更稳定、品质更可控。加上之前Stratasys加入MakerBot新品研发和测试的消息，可以确定的是MakerBot以稳定性和品质作为Replicator+的最重要因素，未来MakerBot产品或许也会沿着这个方向继续演进下去。
机身张贴了提醒使用原装耗材的警示
另外MakerBot Print在打印管理功能上做了大的调整加入“自动排版”——支持以项目的形式存储3D模型文件；当用户一次性导入多个模型时，MakerBot Print自动按照容易打印的方式在平台上排列开，并且在超出成型体积时自动生成新的平台补充排列。同样减少了人工干预，在软件层面实现流水化的作业。这里面可以看出Stratasys参与研发带来的改变。
切片软件项目工作区和自动排版 注意模型自动分配为3个打印区
而在设备管理上，MakerBot Print支持网络连接添加Replicator+ 3D打印机，在PC端就支持打印、暂停、监控、材料管理以及异常管理的功能。上述设计，更加便于通过一台装有MakerBot Print软件的PC管理多台MakerBot 3D打印机，同时有条理地管理3D模型文件。这种流水化作业的3D打印管理方式，之前在桌面3D打印设备上并没有过，MakerBot第一次把它引入进来。
在一台装有MakerBot Print的PC上可以通过网络管理多台Replicator+
在MakerBot的官方声明中还提到MakerBot Print实现了与CAD软件的对接，在CAD软件中设计完成的3D模型可以直接导入打印而不需要转换成STL文件。由于时间原因我们不做实际测试，这个功能对3D设计师、工程师来说有更大的作用。
分层查看打印预览
还包括打印预览的分层查看、喷嘴运动路径查看等新增的小功能，MakerBot的切片软件从过去更宽泛、走玩家路线的风格转向更专业、专注打印和设备管理的功能软件上来。这种转变不需论述好坏，仅体现出MakerBot在产品策略上的变化——做面向专业用户的实用性工具。
●速度提升实测给人惊喜
分别测试MakerBot Replicator+的切片速度、预热速度和打印速度。这里面最次要的是预热速度；其次是切片速度，在模型体积比较大或者表面比较复杂的时候会消耗较多时间；最主要的是打印速度，通常需要几小时到几十个小时时间。
打印速度是衡量3D打印机效率的主要指标
MakerBot Print新软件在切片引擎上做了优化，主要是在后段优化模型表面质量。切片中也可以看到，对几何体的前段时间切片很快，到接近结束的时候有较长时间，我们认为切片引擎把主要时间花在优化上。和过去我们测试过的桌面FDM 3D打印机比较，Replicator+的切片速度并不快，圆锥切片时间中等，而半球和立方体的切片时间都较慢。
MakerBot Print对标准几何体模型的切片时间
预热速度也并不快，从室温到默认的215摄氏度打印温度用了约3分20秒。一种说法是较慢的预热速度，有助于挤出头维持稳定性和更长的寿命，不过暂时并没有相关的研究或实验加以证实。
而打印速度不仅相比前代的Replicator五代机型大大提升，并且与同类3D打印机相比也是比较快的，具体数据见下表。立方体打印非常快，半球和圆锥也是相对比较快的。在试用的2周时间内，我们也能够直观感受到它的打印效率，用时大大缩短。
MakerBot Replicator+预热和打印几何体用时（单位：分钟）
然而过去我们使用的这种测试方法在Replicator+这里并不能完全反映它的效率——在联网的情况下，Replicator+点击打印之后切片和预热是同步进行的，而不像大多数桌面3D打印机先切片、再预热的流程；并且Replicator+还支持多机并行任务。所以实际使用起来，它的效率更高。
切片和预热同时进行 提升效率
MakerBot Replicator+将会成为一款高效的桌面3D打印工具。
●层厚对比默认精度恰到好处
分别在0.1/0.2/0.3/0.4mm层厚下打印小立方体模型，对比它们的表面效果。肉眼观察，0.1mm和0.2mm的两个立方体表面区别不大，略微有分层的视觉效果，顶面封闭也比较好；而0.3mm和0.4mm的两个立方体与前二者的区分就比较明显了。侧面有明显肉眼可见的分层，顶面封闭在四个角出现了轻微的变形。
肉眼观察四个方块的表面
肉眼观察四个方块的封顶
再来放大细节查看分层情况，用微距镜头从相同的距离和角度拍摄每个方块的层厚。很明显可以看到，从0.1mm到0.4mm的分层厚度逐渐变大，并且0.1mm和0.2mm两个层厚度的对齐效果、平整效果都要更好一些。
非常细密 点击放大可查看每层细节
较细密 层对齐较整齐
比较明显的分层 肉眼可见
非常明显的分层 肉眼容易观察
综合上面的测试和观察结果，MakerBot Replicator+在0.2mm默认的打印层厚下就有非常不错的成型质量，并且效率也很高，推荐用户使用这一精度进行打印。在非常要求表面细节、时间宽松的情况下，0.1mm是更好的选择。
●标准模型打印表现几乎完美
来看标准测试模型的打印效果，这套模型本身就来自MakerBot，从初代Relicator开始MakerBot就不断优化切片引擎和打印机结构，到了Replicator+的打印效果，几乎完美。
文字和方块都完整而精确地打印出来。小四棱锥的形状和侧壁都有比较好的还原，唯一的一点点缺憾是棱锥的最尖端有一点缺失，在过去的3D打印机测试中棱锥大多数都打印失败了，出现形变或者形状错误。
文字和方块局部
小四棱锥细节
跨桥的结构在形状上接近完美，几乎没有下垂的悬丝，打印非常成功。螺旋仍然没有问题，这个结构也是过去测试中打印成功率最高的结构。
跨桥结构局部
五个圆柱体都完整清晰地打印了出来，包括最细小的一个圆柱体，证明了Replicator+的切片和打印控制非常精确。有一点小瑕疵就是小圆柱的每层相接处连起来形成一条缝，造成了小圆柱不够圆。
五个大小不一的圆柱体
X轴和Y轴的薄壁打印效果出色，整齐、光滑且坚固，再次证明了Replicator+的X轴和Y轴有非常高的稳定性。这一点超越了很多同类型的3D打印机。
MakerBot Repicator+ X轴薄壁打印效果
MakerBot Repicator+ Y轴薄壁打印效果
悬空的下垂悬丝非常少，这与Replicator+较快的喷嘴运行速度和挤出量调教有关。在我们测试过的机型中，Replicator+的悬空结构打印效果是最好的。
尽管是FDM技术先天缺陷的悬空拉丝 Replicator+还是打印出整齐致密的效果
综合来看，Replicator+打印标准测试模型效果接近完美。
●成套模型一次成型更稳定
成套模型打印的效果也非常不错，但是首先它的打印过程更值得看一看。八个模型导入MakerBot Print后自动排列，发送到打印机并且一次性打印完成。
八个一套测试模型 一次性打印出来
而打印质量上，除了常见的六棱、悬空、螺旋、裂纹、正负向、圆锥都能较好地还原之外，在细小结构上的表现也比较好。包括最小的正向和负向字母、最小的正向和负向圆锥、最小的圆孔和长孔，都有较好的表现；正向圆锥的椎体成型良好，尖端略微有瑕疵。
打印成功 细节比较好
最小的负向文字
最小的圆孔和长孔
最小的利刃部分
圆锥椎体完整 尖端有一点瑕疵
MakerBot Replicator+在多个模型组合排版打印上的稳定性，测试证明非常好，不需要做手工调整，大大减少了人工干预。加上前文写过的，智能挤出头能够检测到材料的进入情况，并且在意外出现时暂停打印。新的MakerBot Replicator+适合更大量的3D打印任务，并且自动化程度更高。
●支撑测试和挑战测试
支撑结构的打印效果和之前的Replicator五代相比变化不大。仍然是柱状的空心支撑结构，去除起来是中等难易度，对大面积的悬空结构有很好的支撑，对细小结构的支撑效果一般。
Replicator+的支撑结构与前代基本相同
支撑去除后效果
最终支撑去除后恐龙头骨的形状完整，使用钳子和剪刀也能够比较干净地清除支撑。注意细节，在牙齿部分下半部的牙齿比较完整，上半部的大多没有尖端。细小孔洞中的支撑较难去除，需要打碎后才能取下来。
去除支撑后的恐龙头骨细节
挑战项目的鸟笼3D打印测试，Replicator+没有完成。鸟笼模型的笼壁立柱和笼内的小鸟都是非常细小的结构，打印难度大。而Replicator+的笼底部部分能够很好地打印出来，笼壁则没有成形。
鸟笼的挑战打印没有成功
鸟笼打印需要较慢的打印速度，而Replicator+目前暂时不可调节打印速度和挤出速度，默认设定是以效率优先的快打印速度，这是鸟笼打印失败的原因。
综合来看，相比前代的Replicator五代机型，新的Replicator+在支撑结构上是没有优化的，鸟笼的打印效果也没有优化。
●公差无标准3D打印更宽松
来看3D打印模型与设计尺寸之间的尺寸偏差。半球的X/Y方向偏差为0.11，属于中等级但是非常接近精密级；Z方向偏差为-0.37属于粗糙级的。
半球3D打印件尺寸
圆锥的偏差比较大，X/Y方向偏差为-0.66属于粗糙级别，Z方向偏差为-1.04，属于最粗级别的了。
圆锥3D打印件尺寸
再看立方体的偏差。X/Y方向的偏差分别为-0.03和0.02，都是精密级的，Z方向偏差为0.18，属于中等精密级。表现不错。
立方体3D打印件尺寸
关于3D打印件的偏差我们参考了GB/T1804-2000一般公差分级标准。关于制造行业的尺寸公差标准，ISO国际标准化组织和GB国标中都有明确而详细的规定，并对公差进行分级定义。
GB/T1804-2000一般公差国家标准
然而这并不适用于3D打印设备，而且桌面级的3D打印机的精确度更要远远低于工业级的3D打印设备。目前在业界还没有制定3D打印公差标准的迹象，我们做这一项测试的目的是参考一般公差标准展示3D打印件的偏差，为设计、制造类的用户提供直观参考。
测试总结：测试完毕，回归到文章标题中的议题“蜕变与取舍”。Replicator+ 3D打印机相比前代机型变化非常大，娱乐性的功能砍掉，速度提升、稳定性提升，并且这种提升在使用中能够直接感受到。
稳定性是MakerBot Replicator+的重中之重
更重要的是，从软件到硬件，Replicator+呈现出更简洁专注的趋势，不再为打动每一位消费者，而是更像一款生产力工具。包括MakerBot Print与CAD软件的对接，流水线化的打印管理和设备管理，易维护的打印平台和稳定的挤出头组件。
这是一款性能设备
所以MakerBot放弃了3D打印机的面面俱到，利用它的研发优势和Stratasys在工业级设备上的经验，选择性能、效率、稳定性和打印质量。我们一直认为目前桌面3D打印厂商需要专注一到两个细分市场，来实现长期的发展，MakerBot正在做这种转变。Replicator+很有可能成为MakerBot扭转局势的转折点。
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