3D打印蚁巢——新后培养巢I号

宠物蚂蚁是这两年国内外都发展比较迅猛的一种新兴宠物。一开始是各种凝胶巢，主要是看日本弓背蚁挖挖土什么的。后来则诞生了石膏巢、亚克力巢、生态缸等。其功能也从单纯的看蚂蚁挖土，扩展到观察蚂蚁的“卵->幼虫->蛹->成虫”整个生命周期，以及群落从小到大的变化过程。各种品种、大小的蚂蚁，以及各种种类的蚁巢，都日趋繁多和精细化。

目前宠物蚂蚁的来源（不管是蚁商手中的蚂蚁，还是DIYer自己抓的蚂蚁）主要有两种。一种是挖那些成熟的群落，连土带蚁一锅端，挖回来后再慢慢分离。这种做法前提是必须要抓到蚁后。有可能你抓住群落99%的蚂蚁，但是让蚁后跑了，或者一铲子下去把蚁后铲死了，那就白忙活了。另一种方法就是在蚂蚁的婚飞季节捡新后。那些在天上飞的不要，因为那还是没交配过的繁殖蚁，要捡那些翅膀已经脱掉的，在地上爬或石头缝下面的。优点是可以观察新后如何含辛茹苦培养出第一批工蚁，让群落一点点壮大；缺点是群落初期发展慢，小群落宅，觅食也不积极。另外能不能撞见蚂蚁的集体婚飞，则是完全看脸的。

我设计的这个3D打印巢，就是为新后准备的。市面上的新后巢已有不少，要么是试管，要么是亚克力。而使用3D打印技术来制作蚁巢，无论国内国外，我应该都是第一个尝试的。当然也不是什么品种的新后都适合养。主要两个品种不适合，一是以大头、铺道、巨首为代表的小型蚁。因为这些蚂蚁的小工非常小，越狱能力特别强。载玻片和巢体间的缝隙，很容易让它逃出来。二是猛蚁属的蚂蚁，这类蚂蚁没有专门的饲育蚁，要求巢穴空间大，以便把卵幼堆一起照顾。除了这两个种类外，理论上是可以饲养任何品种的蚂蚁的。


设计软件：SolidWorks + Cura
打印机：DreamMaker 3D打印机
巢体大小(mm)：86x58x15
打印材料：PLA
填充率：20%
重量：21g
其他配件：防逃网1片24x10，显微镜载玻片2片，pva保湿棉1块24x15x10
完成日期：2014年4月3日
新后入住日期：2014年4月10日

关于PLA的介绍请参阅下面的链接：https://www.dfrobot.com.cn/goods-713.html这种材料由玉米和木薯制成(有没有转基因不知道)。理论上是完全无毒无害可降解的。PLA颗粒十分坚硬，实心的PLA板强度堪比亚克力。但是稀疏填充的PLA，蚂蚁是否能啃穿，这一点还有待验证。


结构和功能：整个巢由两个单独巢室并排组成，单个巢室大小：74x26(不算巢室内的分隔板)。其中一个巢室有保湿，另一个巢室有通风，作为活动区。保湿巢室背后有加水盒，内部第一个隔间填充PVA海绵。通过向加水盒内加水，通过漏水孔被海绵吸收。同时海绵底部的板上有两个小孔，负责在加水太多时排水。通风巢一侧有通风口，并且还间隔1毫米打印了两层。这样可以无需胶水，直接将一片防逃网插入通风口的缝隙即可。这样从通风口到海绵区，通过内部挡板，可以形成有多个湿度差的区域。方便蚂蚁选择自己喜欢的区域居住。巢体顶部打印有滑槽，通过插入两块显微镜载玻片，来完成巢整体的密封。喂食时，将载玻片移开一小段，投入食物即可。群落小时，可以直接投食在保湿区。群落增大后可投食在活动区。另外由于活动区有通风，蚂蚁一般会把那里当成垃圾场。当投食或清理时，先从通风口吹一口气，蚂蚁嗅到人类呼出的二氧化碳后就会逃回巢里。然后用棉花或其他什么将活动区的圆形入口堵上，便可放心地清理活动区。


保湿：对于尼科巴这种对湿度不太依赖的品种，保湿海绵已十分足够。而对于一些需要高湿度的品种(比如平和弓背)，可以取个盘子，撒一层水(刚铺满盘底为宜)，将巢放在盘子里。虽然PLA这种材料本身不吸水也不溶于水，但是由于打印时选择了非常低的填充率，使得打印出来的材料留有很多微米级的空隙。由于毛细作用水会被吸进材料内，提供蚂蚁所需的空气湿度和介质湿度。如图，将巢放在一小滩水上，2分半钟后，纸巾湿润。


3D打印巢特点：
1)可以打印出各种独特、奇葩，以及充满形式感的造型。理论上你只受到想象力的限制。当然，你需要知道目前标准的DreamMaker打印机打印单个零件的极限大小是200x200x200。
2)由于之前提到的低填充率导致的毛细现象，打印巢意外地可以提供堪比石膏巢的空气湿度和介质湿度。坏处则是低填充率导致其强度不是很高。这个巢只要你想的话，是可以徒手掰断的。
3)PLA颗粒的熔点为220度，但是在100度左右的时候就会开始软化。所以你最好不要将其投入沸水中。热熔胶倒是没问题，别糊太多就行。
4)3D打印的表面摩擦力十分大，就算抹了防逃粉，也无法阻止大多数蚂蚁的脚步。因此3D打印巢最好设计成全密封的。或者搭配亚克力喂食盒使用。好处则是不会有亚克力巢那种一步三滑的情况了。
5)最后，理论上这个巢是可以吃的。前提是您有一副嚼得动亚克力的好牙口。


成本：这个巢重22g，算上载玻片防逃网等，材料成本不超过5块。但是算上3D打印机的租用成本和时间成本，打印这样一个巢体的开销大约在80元左右。

我照片中饲养的，是一只尼科巴弓背新后。之所以选这个品种，主要是因为其公认的适应性强，好养活。也不像日本弓背那么神经质，不会一有风吹草动就暴动或吃卵。而且体色红红的很好看。缺点是稍微有点小（相对于弓背属其他大块头来说）。

下次有机会打印个猛蚁巢试试看。可以观赏蚂蚁捕食。

Holiday 发表于 2014-4-16 10:12
小蚂蚁也逃不掉吗。。。那得多紧密啊，还有蚂蚁活动空间那么小。。。怎么喂食。。。养蚂蚁真实学问啊 ...

所以说这个巢不适合培养以大头、铺道、巨首为代表的小型蚁。因为这些蚂蚁的小工很小，越狱能力非常强。比较适合的是那些块头比较大的蚂蚁，比如弓背蚁属的或收获蚁属的。

Holiday 发表于 2014-4-16 12:09
楼主叫蚁王好点
这么了解蚂蚁。
话说3D打印的会被蚂蚁蛀掉吗

理论上不会。因为PLA颗粒的硬度和亚克力差不多。外面的石膏巢有听说被蚂蚁咬穿的，倒还没听说哪种蚂蚁猛到可以咬穿亚克力的。

Osin 发表于 2014-4-11 10:23
几个有点泛白的盒子质量打得不咋样啊
要调整一下哦

哦，那个是填充率设得太低的结果。只有20%。
把填充率调到50%后，打出来就是第一张图片那个效果。另外重量也从21g增加到了25g。

我也想要一个3d打印机 可是木钱:'(

这个就是蚁后吗？好大~~~:lol

Angelo 发表于 2014-4-10 15:33
这个就是蚁后吗？好大~~~

个头虽大，但很是没用。一有风吹草动，就想找地方躲起来。

喵王 发表于 2014-4-10 16:01
个头虽大，但很是没用。一有风吹草动，就想找地方躲起来。

人家是蚁后，养尊处优惯了

好玩~~就是不敢放家里，担心他们会跑出来|||

用最先进的东西 做最原始的物品

Angelo 发表于 2014-4-10 19:22
好玩~~就是不敢放家里，担心他们会跑出来|||

嗯，人工蚁巢的防逃功能是很重要的设计指标。

几个有点泛白的盒子质量打得不咋样啊
要调整一下哦

这个应用倒是满新奇的。

hdc 发表于 2014-4-10 21:30
用最先进的东西 做最原始的物品

我倒是更愿意认为这是3D打印从形式主义向实用主义的过渡。

这个蚁穴的设计，感觉蚁后没有安全感啊

カツキ 发表于 2014-4-11 16:15
这个蚁穴的设计，感觉蚁后没有安全感啊

这个.....总要在安全感和便于观察之间折衷的。

多样几只蚂蚁进去吧，不然蚁后会寂寞的;P

Phoebe 发表于 2014-4-14 22:24
多样几只蚂蚁进去吧，不然蚁后会寂寞的

人家是蚁后，会自己产小蚂蚁的好像。

Phoebe 发表于 2014-4-14 22:24
多样几只蚂蚁进去吧，不然蚁后会寂寞的

然后最有可能出现的情况是，第二天发现蚁后被那几只新放进去的蚂蚁分尸了。

功能就不一样，蚁后是专门生产的

newestpeople 发表于 2014-4-15 10:42
功能就不一样，蚁后是专门生产的

是的。不过第一批工蚁，还是得蚁后自己照顾的。第一批工蚁出来后，蚁后就爽了。

喵王 发表于 2014-4-11 10:03
嗯，人工蚁巢的防逃功能是很重要的设计指标。

小蚂蚁也逃不掉吗。。。那得多紧密啊，还有蚂蚁活动空间那么小。。。怎么喂食。。。养蚂蚁真实学问啊