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MagyarVoxelab Aquila D1 3D 打印机评测--MGN 线性导轨并非灵丹妙药
Voxelab 推出的 Aquila D1 继承了 Aquila S2的后续产品。虽然 Voxelab 本身并不是最知名的 3D 打印机制造商之一，但其母公司却是增材制造领域名副其实的大腕和老将。这是因为 Voxelab 隶属于成立于 2011 年的 Flashforge 公司。该子公司服务于廉价 3D 打印机市场，但通常不会忽视 Flashforge 的经验和质量。例如，这里的 FDM 打印机采用 Creality 的典型设计，但经过改装，设备也可以加工尼龙或聚酰胺等技术材料。虽然 Aquila D1 在价格和外观上都属于入门级产品，但用户应该具备相当丰富的经验。Aquila D1 需要一定的技术诀窍才能合理使用，对错误的容错率也远低于其他 3D 打印机。
技术数据
仔细观察，Aquila S2 和 D1 的共同点并不多，但最终这两款设备的性能数据非常相似。D1 的全金属热端可加热至 300 °C。X 轴和 Y 轴现在采用直线导轨和轴承。现在只有 Z 轴上才有 Delrin 辊，Z 轴由两侧驱动。从细节上看，D1 的打印头现在与 Creality 当前的热端和挤出机组合设计非常相似。就打印量而言，Voxelab 的新设备符合当前中型 3D 打印机的标准。
| Voxelab Aquila D1 | |
|---|---|
| 使用的技术 | FDM、FFF |
| 最大打印体积 | 235 × 235 × 250 毫米 |
| 不含电缆和长丝卷的设备尺寸 | 47 × 44 × 63 厘米（高 × 深 × 宽） |
| 运行时的占地面积 | 最小 50 × 55 厘米 |
| 运动系统 | X、Y、Z-单驱动，根据 Prusa/Mendel 标准设计 |
| 挤出机 | 直接驱动挤出机 40 瓦加热筒，最高 300 °C |
| 打印床 | 带 PEI 涂层的磁性弹簧钢打印床 用 24 V 电源加热 最高温度 110 °C |
| 自动床面调平 | 带感应式接近传感器 |
| 控制板 微控制器 |
FFP0261_MainBoard_V1.0.2 Nation N32G455 VB/C |
| 测试设备固件 | Aquila D1 固件 2.0.2 |
| 步进电机驱动器 | 瑞萌科技 MS35775 具有 256 级插补功能的焊接式步进电机驱动器 |
| 连接器 | microSD、microUSB |
| 控制 | 触摸屏、通过 USB 的串行接口 |
| 电源 | 内置 110-240 V 至 24 V 电源装置 |
| 制造商页面 | Voxelab |
施工和电缆管理
Voxelab 在 Aquila D1 的设计中使用了典型的 V 型槽铝型材。不过，这些铝型材仅用于 Z 轴，作为 Delrin 辊的导轨。X 轴和 Y 轴配备了 MGN 线性轴承和相应的导轨。这些部件的运行几乎没有摩擦，同时精度也很高。为了使外观更加简洁，整个底座都采用了粉末涂层钢板。此外，X 轴和 Y 轴的驱动单元还配有一个保护罩，既可防止打印机沾染灰尘，又可防止用户受伤。安装的 MGN9H 型直线轴承精度极高，但也很难避免制造误差。例如，Y 轴的两个导轨必须完全平行，公差约为 0.15，而其对应的直线轴承也必须安装得同样精确。只要我们的测试设备是冷的，导轨就能非常平稳地运行，这说明装配非常精确。但在第一次压力测试中，我们已经发现了 Aquila D1 的问题。
电缆管理
从外观上看，这里的线缆管理符合标准。通常的线束通向打印头、驱动电机和打印平台等部件。虽然我们在打印平台的线束上发现了应力消除装置，但让我们担心的主要是 X 轴和打印头的线束。这里的电缆线束没有应力消除装置。所有的力都必须由连接器吸收。从长远来看，这里可能会出现问题。
另一方面，我们在底盖下发现了良好的线缆管理。所有电缆末端都配备了适当的电缆插头，保护导体与机箱和机架之间有多处连接。因此，我们还可以通过万用表跟踪所有模块上保护导线的连接情况。
主板
在底盖下，我们还可以找到 Aquila D1 的控制中心。主板上标有 FFP0261_MainBoard_V1.0.2，这可能是 Aquila 的内部开发成果。同样的极简主义在这里也得到了体现，我们已经在诸如 Anycubic Cobra 2.3D 打印机几乎不提供任何扩展选项，许多连接都是专有的。微控制器采用 Nation N32G455 VB/C，这是一个 32 位 ARM Cortex M4 内核，时钟频率最高可达 144 MHz。四个步进电机驱动器直接焊接在电路板上。本例中的驱动器为瑞萌科技 MS35775。与 TMC 步进电机驱动器一样，这些驱动器也提供 256 个步进插补，但它们不能确保像德国制造商的芯片那样安静地运动。
组装和设置
与大多数三维打印机一样，Voxelab Aquila D1 也是分部件包装的。Aquila 包括立即组装所需的工具，并在包装盒中附带了一些对日后操作可能有用的小物件。与大多数此类三维打印机一样，组装并不特别复杂。Voxlab 还提供了一本清晰的说明书。最多，拱门的组装有点麻烦，因为螺丝必须像往常一样从下面拧进去。我们发现所有部件都能以直角平行地安装在一起。因此，在调整了两个固定螺钉上的皮带张力，并用四个固定螺钉将打印头对准打印床后，我们就可以开始调试新机器了。
这意味着首先要进行网床自动调平。这个过程大约需要八分钟，比其他设备要长一些。不过，3D 打印机也错过了加热打印床的时间，仅达到工作温度就需要四分钟。
在第一次测试中，我们选择了典型的 3D-Benchy 打印机。它的 gCode 来自附带的 microSD 上的 Voxelab。不幸的是，Aqulila D1 的设计或制造缺陷在这里显现出来：加热的打印床也会向下辐射热量。这导致连接直线轴承和打印床的部件膨胀。下面的直线导轨保持低温，热膨胀会导致机械应力，因为 MGN 轴承无法补偿膨胀。结果，打印床无法再自由移动，出现阶跃损失，打印模型被打印偏移。这里的关键词是层偏移。
因此，在完成第一次打印之前，我们就需要进行第一次维修。解决问题的方法相对简单。两条平行线性导轨中的一条必须有最小的间隙，以补偿运行过程中的热膨胀。为此，只需松开右侧导轨上的螺丝即可。这里需要精细的操作，因为螺丝必须拧松到足以让导轨在平面内轻微移动，但又不能让导轨从平面铣制的底座上抬起来。对于精通技术的读者来说，这里一定是 3D 打印机制造过程中出现了错误。右导轨的螺丝拧紧扭矩过大。这导致了两个固定的轴承。按照 Voxelab 铣制铝型材的方式，右导轨本应是浮动轴承。然而，螺钉的选择和拧紧扭矩却使其无法实现。不过，我们的解决方案不可能一劳永逸，因为必须反复检查螺钉的位置。从长远来看，我们应该改用聚四氟乙烯垫圈。为了减少压力床下的温度波动，使用压力床隔热材料（亚马逊上售价约为 10 欧元）也很有意义。这也能节省能源。
改装后，Voxelab Aquila D1 运行良好。层移问题暂时得到了解决。
控制
在 Voxelab，用于控制许多 3D 打印机的触摸屏也已经建立起来。用户界面非常简单，并已翻译成多种语言。但遗憾的是，我们注意到 Voxelab 在翻译成德语时犯了几个拼写错误。稍后，我们注意到 Voxelab 在翻译中混淆了 "是 "和 "否"。如果要取消或暂停打印，您会看到一个确认栏，上面有 "取消打印？
"、"暂停
打印？"或 "继续
打印？"等问题。但要确认，必须在这里点击 "否
"。在英语和法语模式下，两个输入框都会提供正确的文本。如果您能理解打印机提供的其他语言，最好选择这些语言。我们已将有关错误的所有信息发送给制造商。但是，Voxelab 公司尚未能修复该错误。
不过，除了德语翻译中的错误之外，界面还是相当舒适的。可以通过数字栏输入数值，并提供常用的控制选项。只有打印床手动调整向导和挤出系数设置选项不可用。
切片机 - Voxelab 提供 VoxelMaker
Voxlab 是少数几家提供自己的切片机供下载的 3D 打印机制造商之一。.该程序用于将三维模型转换为 gCode，三维打印机可以读取 gCode。该程序有点像 Cura 和 Simplify3D 的混合体，但实际上是基于 Flashforge 的 FlashPrint 5。因此，VoxelMaker 具有这两个著名程序的许多优点，使用起来非常方便。原则上，该程序的精确度不错，略高于 Cura 4.x 的水平，但还达不到 Arachne Slice Engine 的出色效果。不过，Voxelab 会定期更新切片器，而且程序布局非常合理。它为初学者提供了简单的入门操作，也为高级用户提供了大量的设置，让他们可以根据自己的需要调整 3D 打印。
性能
在 Aquillia D1 上，Voxelab 并没有完全遵循近年来许多其他 3D 打印机制造商所走过的道路。例如，Voxelab 宣称的最高速度似乎相当低。它宣传的典型打印速度为 100 毫米/秒，最大打印速度为 180 毫米/秒。因此，Aquila D1 的打印速度基本上比目前的竞争对手（如 Anycubic Cobra 2或 AnkerMake M5.但我们的测试设备可以加工的许多材料，竞争对手的设备却无法加工，因为热端最高温度太低。我们对 PLA 的打印速度进行了测试，结果表明 Aquila D1 的打印速度比宣传的要快一些。
印刷床
打印床似乎与我们上次在 Anycubic Cobra 2 上看到的标准组件相同。Anycubic Cobra 2.约 2 毫米厚的铝板构成了它的底座。它可以从底部加热。在上侧，磁箔几乎粘满了整个表面。涂有 PEI 涂层的弹簧钢板粘在上面。如果底面没有隔热层，24 V 加热器就必须长期在这里供电，加热时间会稍长一些。如果决定安装适当的隔热板，除了节能优势外，还能确保打印床更好的移动性，因为打印床支架受热较少。
凭借 400 瓦的加热功率，打印床可在三分钟内从 22 °C 的室温升至 60 °C 的打印温度。达到 90 °C则需要 5 分钟。
网床自动调平
Voxelab Aquila D1 通过电感式接近传感器在 25 个点测量打印床。在此之前，打印床要加热到 60 °C 的工作温度。虽然这样做的好处是打印机可以将打印床的热膨胀考虑在内，但电感式传感器对温度的依赖性很高。因此，只要打印床加热不均匀，就会出现误差。但在测试中，我们没有发现传感器的精度有任何问题。在手动设置喷嘴间距后，Aquila D1 几乎能以最佳距离打印整个打印床。整个测量过程大约需要八分钟。
3D 打印机的打印床也可以手动调整。四个角上都有调节螺钉。不过，您找不到手动调整打印床的助手。因此，您必须手动移动打印头和打印床，或通过串行接口在计算机上输入相应的命令。
热端和挤压机
打印头结合了热端和挤出机。整个设计使用很少的塑料，因此可以承受更高的温度。热端最高可加热至 300 °C。这意味着 Aquila D1 也可以加工许多技术材料。打印头设计本身主要基于 Creality Sprite 挤压机，但 Creality 的一些塑料部件已被铝制部件取代。例如，热端不需要聚四氟乙烯内衬。
聚乳酸（PLA）、聚对苯二甲酸乙二酯（PETG）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）可能是最常见的 3D 打印材料，Aquila D1 凭借强大的挤出机，即使在较高的打印速度下，也能轻松掌握这些材料。尼龙、聚碳酸酯和其他技术材料也可以在这里打印。不过，您不应该依赖与处理聚乳酸相同的高速度。
Voxelab 规定 Aquila D1 的典型打印速度为 100 mm/s，并建议最高打印速度为 180 mm/s。在 220 °C 的打印温度下，3D 打印机的打印速度可达到 220 mm/s，至少在使用聚乳酸长丝时没有明显的脱落，但质量损失较大。超过 240 毫米/秒时，挤出机的脱落和 Y 轴电机的过弱会导致我们的打印速度测试出现一些差距，在这个测试中，3D 打印机的速度每增加 5 毫米就会增加一次。不过，在某些情况下，某些区域的 3D 打印速度可以达到 260 毫米/秒。
作为直驱挤出机的典型特征，在较低的打印速度下，您可以在打印图像中清楚地看到长丝驱动轮的轮齿。在较高的打印速度下，这种效果会明显减弱。事实上，90 至 120 毫米/秒的速度范围似乎是速度和质量的最佳值。在这个范围内，Voxelab Aquila D1 能打印出令人满意的图像。
打印质量
通常，我们使用最新版本的 Ultimaker Cura 来准备测试打印。不过，由于制造商提供了自己的切片机 Voxelmaker，我们决定使用它。不幸的是，结果显示出了不少问题，其中大部分可以归咎于打印设置的优化不足。首当其冲的可能是打印头在经过打印对象的空白区域之前的回缩行为。因此，我们注意到在一些地方出现了过多的串线和斑点。这些都是线头和长丝残留物，如果设置得更好，几乎可以完全避免。这也导致了线条开头的问题，因为回缩动作也不太连贯。同样值得注意的是，实心填充层（即切片机中的覆盖层）的设置也不合适。因此，这些区域部分脱离了侧壁。有经验的用户可以通过微小的调整来解决这两个问题。我们将 Anycubic 的灰色聚乳酸长丝在 Ultimaker Cura 切片机中调整得几乎完美。在 Voxelmaker 中，我们使用了 PLA 的默认设置。因此，与竞争对手相比，这款 3D 打印机在这方面也稍显劣势。
在单个图层之间可以看到一定量的波纹。我们怀疑这可能是由于 Z 轴的导向不准确造成的。
在实际操作中，您可能需要对打印设置进行一些调整，以获得合理的打印质量。正如以下图片所示，这最终是有可能实现的。对于 3D 打印新手来说，这可能需要一段陡峭的学习曲线。而对于那些已经非常熟悉三维打印机的人来说，Voxelab Aquila D1 也能很快上手。
例如，我们在 Cura 中测试 Aquila D1 时也使用了 Creality Ender 3 S1 的预置配置。由于两台机器的功能非常相似，该配置文件为合理设置 Voxelab 3D 打印机提供了一个良好的开端。
遗憾的是，实践证明，一旦皮带张力设置不完美，3D 打印机就很容易发生层偏移。因此，至少在开始时应确保仔细张紧 X 轴和 Y 轴的传动皮带，同时反复监测电机温度。
安全
像往常一样，我们还检查了 3D 打印机在 Voxelab Aquila D1 的温度传感器出现问题时的表现。在这种情况下，3D 打印机对短路、传感器断开、传感器从打印头或打印床上脱落都能做出完美的反应。在所有情况下，所有加热元件都被关闭。否则，如果打印机发生故障，将有很大的火灾风险。
我们还检查了所有金属部件是否都与保护导线相连。我们再次对这款 3D 打印机表示满意。
为了防止移动部件卡住，Voxelab 至少完全封装了所有偏转辊。因此，3D 打印机在操作安全性方面处于领先地位。
排放量
Voxelab Aquila D1 采用了瑞萌科技的国产步进电机驱动器，尽管有 256 微步插值，但其噪音并不像其他采用 TMC 驱动器的 3D 打印机那样小，不过风扇的噪音也相当低，约为 40 dB(A)。另一方面，步进电机在运行时产生的噪音相当大。在 100 毫米/秒的正常打印过程中，我们在一米远的地方用 Voltcraft SL-10 声级计测得的噪音为 51 分贝（A）。在打印速度测试中，电机噪音随着速度的增加而明显增大。在高速打印时，必须忍受超过 63 分贝（A）的噪音。
这款打印机的另一个要点是开放式设计：由于 Aquila D1 还能加工 ABS、聚碳酸酯或尼龙等技术材料，因此在加工这些塑料时一定要注意可能产生的污染物。特别是 ABS 在加热时会产生大量蒸汽。因此，3D 打印机应放置在通风良好的房间内。
耗电量
Voxelab Aquila D1 的平均功耗为 130 瓦，与上一次测试的产品相比，它所需的能量大大降低。Anycubic Cobra 2和 AnkerMake M5.不过，在我们的测试设备中，真正省电的仍然是 火炮 Genius Pro和Wizmaker P1.在我们的测试中，这两款 3D 打印机的平均耗电量都不到 100 瓦。
3D 打印机的最大耗电设备通常是打印床。在 Voxelab 的打印机中，显然是通过 "砰砰 "控制器来供电的。在加热 Aquila D1 的情况下，打印床将超过 300 瓦的功率转化为热量。
由于开关频率较低，"砰砰 "控制对 MOSFET 和微控制器等元件的负载明显降低，但同时也会导致供电装置和电网的负载峰值升高。根据我们的研究结果，3D 打印机的平均能耗几乎不受此影响。
优点
+ mGN 线性导轨
+ 全金属热端 300 °C
+ pEI 打印床
+ 触摸屏
+ 长丝传感器
+ 网床自动调平
缺点
-挤出机电缆线束，无夹线套
- 德语触摸屏界面中的翻译错误
- 底部的双 MGN 导轨没有间隙会导致问题
- VoxelMaker 中几乎没有合适的压力设置
判决
Voxelab 的 Aquila D1 做了很多正确的事情，但在某些地方也有明显的失误。很明显，这是一款为技术应用而设计的 3D 打印机，希望由具备相应基础知识的人来操作。说到 Aquila 打印部件的光学质量，该打印机只能与以下设备相媲美 Anycubic Cobra 2 或 Artillery Genius Pro.这让人感到遗憾，因为内置硬件应该能做得更好。实际上，除了导轨拧得太紧和打印头线缆管理不善之外，其他方面都无可挑剔。因此，我们想知道 GitHub 上的优化固件是否能达到更好的效果。
MGN 轴承和导轨不可能永远是最后的选择，尤其是我们怀疑 Voxlab 没有做出最佳选择，至少在轴承滑轨方面。在打印输出中，经常可以看到微小振动造成的后果。
Voxelab Aquila D1 是一款出厂时就具有巨大潜力的 3D 打印机。要利用好这一优势，你必须进行大量的微调，而其他 3D 打印机制造商已经为他们的设备做了这些工作。
总的来说，Aquila D1 并不适合初学者使用。不过，对于那些熟悉 3D 打印机、Marlin 和切片机各种设置的人来说，Voxelab 的 3D 打印机应该是一个不错的选择。
价格和供应情况
亚马逊美国网站列出的该设备售价为 299 美元。制造商的直销价格为 299 美元Aquila D1 的直销价格为 299 美元。
资料来源
