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6款桌面級(jí)5軸3D打印機(jī),售價(jià)可高達(dá)數(shù)百萬元
時(shí)間:2020-03-05 10:35 來源:南極熊 作者:中國3D打印網(wǎng) 閱讀:次
傳統(tǒng)的FDM 3D打印機(jī)有很多種結(jié)構(gòu),其中最受歡迎的是笛卡爾和三角洲。 雖然這些打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)各不相同,但是一個(gè)共同的特點(diǎn)是噴頭在X,Y和Z平面上線性移動(dòng),是一個(gè)三軸的結(jié)構(gòu)。打印頭自下而上進(jìn)行沉積,因此對(duì)于一些懸空的結(jié)構(gòu),通常需要打印支撐結(jié)構(gòu)。

如果為FDM 3D打印機(jī)添加額外的移動(dòng)軸,可以創(chuàng)建出復(fù)雜的幾何形狀,而不會(huì)影響表面質(zhì)量,也不需要添加額外的支撐。 長期以來,傳統(tǒng)的制造行業(yè)已經(jīng)用CNC銑床的5軸系統(tǒng)完成了類似的工作。

那么這兩個(gè)額外的軸是怎么實(shí)現(xiàn)的呢,答案就是增加旋轉(zhuǎn)軸,三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸分別標(biāo)記為A,B和C,它們分別繞X,Y和Z軸旋轉(zhuǎn)。 下圖顯示了所有三個(gè)線性軸以及三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。
5軸機(jī)床除線性軸外,通常還使用軸A和B。 目前,六軸機(jī)床并不是很常見,因?yàn)榈诹S實(shí)際上帶來的優(yōu)勢(shì)很少(與機(jī)床復(fù)雜性有關(guān))。

具有線性和旋轉(zhuǎn)軸的直角坐標(biāo)系(來源:WinnMachine)
3D打印中的五軸
對(duì)于3D打印機(jī),增加兩個(gè)額外的軸不僅可以完全消除支撐結(jié)構(gòu),而且還可以獲得更高質(zhì)量的表面光潔度,更大的設(shè)計(jì)靈活性和更大的零件強(qiáng)度。通過從不同方向進(jìn)行打印,與僅在Z方向上簡單堆疊圖層相比,零件可以變得更加堅(jiān)固。
盡管此解決方案似乎可以解決當(dāng)前3D打印機(jī)的許多問題,但5軸3D打印并非沒有其自身的問題。首先,機(jī)器動(dòng)力學(xué)比3軸3D打印要復(fù)雜得多。而且,切片過程也會(huì)變得更加復(fù)雜,意味著刀具路徑必須在更復(fù)雜的CAM軟件中手動(dòng)計(jì)算,例如在3D打印非平面表面的情況下尤其如此。
目前,市場上或仍在開發(fā)中的大多數(shù)機(jī)器都是混合系統(tǒng)。換句話說,它們是具有可變刀頭的通用CNC系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)多種功能。
下面深入研究一些我們認(rèn)為最有趣的機(jī)器和項(xiàng)目,這些機(jī)器和項(xiàng)目使用五個(gè)(甚至六個(gè))軸進(jìn)行增材制造。
5軸3D打印機(jī):最新進(jìn)展
5AxisMaker

5AxisMaker 5xm400(來源:5AxisMaker)
5AxisMaker是一種桌面制造系統(tǒng),它使用多個(gè)工具頭,其中包括一個(gè)用于3D打印的工具頭。該項(xiàng)目于2014年在Kickstarter上眾籌,并承諾了多種功能,包括CNC銑床,剪線鉗,噴水器,甚至是測(cè)頭。
在撰寫本文時(shí),這家英國公司提供了四種不同的模型,這些模型的構(gòu)建大小各不相同。所有型號(hào)均包括15,000 RPM CNC銑削主軸和帶有0.6毫米噴嘴的3D打印擠出機(jī)頭。請(qǐng)注意,5AxisMaker沒有加熱床,因此您在使用一些材料方面會(huì)受到一定的限制。
使用最便宜的型號(hào),5xm400的價(jià)格約為6,530美元(5,000英鎊),這可能是市場上最經(jīng)濟(jì)的5軸打印機(jī)。盡管可能大多數(shù)制造商和發(fā)燒友都無法承受,但是對(duì)于復(fù)雜的5軸系統(tǒng)而言,這筆錢并不多。每種型號(hào)均可通過在線商店在全球范圍內(nèi)購買。
整體尺寸(5xm400):790 x 580 x 800毫米
構(gòu)建體積(5xm400):400 x 400 x 400毫米
機(jī)械分辨率:36微米(X,Y,Z軸)
標(biāo)準(zhǔn)噴嘴尺寸:0.6毫米
Ethereal Halo

Ethereal Halo
Ethereal Machines是一家位于印度的3D打印機(jī)制造商。,最近因其旗艦產(chǎn)品5軸3D打印機(jī)CNC混合設(shè)備Ethereal Halo而備受關(guān)注。 實(shí)際上,他們?cè)?018年被授予CES“最佳創(chuàng)新”獎(jiǎng)。
Halo確實(shí)是一臺(tái)混合機(jī)器,它允許3D打印和CNC銑削在同一零件上一起工作。 底板和刀頭均沿標(biāo)準(zhǔn)X軸,Y軸和Z軸移動(dòng),而床身中的額外旋轉(zhuǎn)提供了兩個(gè)附加軸。 它可以生產(chǎn)ABS,PLA,PVA,PC,NYLON,PETG等材料的零件。
該公司聲稱Halo是“世界上第一臺(tái)面向消費(fèi)者的5軸CNC機(jī)床和3D打印機(jī)”,目前的價(jià)格約為25,000美元。
整體尺寸:1300 x 1300 x 1290毫米
構(gòu)建體積:Ø150x 150 mm(5軸)
機(jī)械分辨率:60微米
標(biāo)準(zhǔn)噴嘴尺寸:0.4、0.8、1.0毫米
Q5D Technology CU500

Q5D Technology的CU500 5軸系統(tǒng)(來源:Bondtech)
另一家英國公司Q5D Technology于2019年9月在伯明翰的TCT Show上展示了其5軸3D打印機(jī)。 Q5D是電子公司M-Solv與臺(tái)式3D打印機(jī)制造商CEL-UK的合資企業(yè)。
CU500 3D打印機(jī)是Q5D的第一款產(chǎn)品,據(jù)說僅在18個(gè)月內(nèi)便秘密開發(fā)出來。這是一臺(tái)多功能工具機(jī),可以選擇CNC銑削頭。
該打印機(jī)的獨(dú)特功能是可以在打印過程中使用電線分配器工具頭,將導(dǎo)線嵌入到最終模型中。而且,另一個(gè)工具頭可以擠出銅漿,然后將其作為導(dǎo)電電路。
CU500的每個(gè)單元都是定制的,可以滿足每個(gè)客戶的要求。這意味著每臺(tái)機(jī)器將包括不同的工具頭,甚至包括自定義的構(gòu)建體積。因此,CU500的定價(jià)沒有確定,但最終將花費(fèi)約245,000美元(200,000英鎊)。
Verashape Vshaper 5AX

Vshaper 5AX(來源:Verashape)
波蘭3D打印機(jī)制造商Verashape也開始使用5軸系統(tǒng)。 該原型首次出現(xiàn)在Formnext 2017上,并與波蘭國家研究和發(fā)展中心聯(lián)合開發(fā)。 當(dāng)時(shí),這臺(tái)機(jī)器被稱為Vshaper 500,但尚未投入生產(chǎn)。 重新命名的機(jī)器Vshaper 5AX計(jì)劃于5月在華沙推出。
Vshaper 5AX在其5軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上還結(jié)合了不同的刀頭。 除了3D打印擠出機(jī)和用于精加工零件的CNC銑削頭之外,還有用于部件質(zhì)量測(cè)試的測(cè)頭。
Vshaper 5AX的圓柱打印直徑為300毫米,高度為300毫米,價(jià)格可能約為560,000美元(500,000歐元)。
University of Oslo's Pentarod

Pentarod 5軸3D打印機(jī)(來源:Geeky Gadgets)
2015年,奧斯陸大學(xué)的一位碩士生決定為其論文開發(fā)5軸3D打印機(jī)。 ØyvindKallevik Grutle經(jīng)過僅3個(gè)星期的工作便提出了第一個(gè)版本,但還沒有完成……
第二個(gè)版本稱為Pentarod,它是一種改進(jìn)的RepRap Ormerod,它使用Fanuc系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。
該項(xiàng)目是一個(gè)概念證明:Grutle希望驗(yàn)證是否有可能在典型XY平面以外的平面上打印光滑的表面,并避免使用支撐結(jié)構(gòu)。
由于該項(xiàng)目基于RepRap設(shè)計(jì),因此Grutle計(jì)劃通過發(fā)布所有文件和構(gòu)建說明來開源5軸打印機(jī)。 盡管這還沒有發(fā)生,但是可以下載其碩士論文以獲取有關(guān)開發(fā)過程的更多信息。
Oliver Tolar and Denis Herrmann's 6-Axis Delta

Oliver Tolar和Denis Herrmann的6軸3D打印機(jī)(來源:Heise Online)
2017年,來自蘇黎世應(yīng)用科技大學(xué)的兩名學(xué)生Oliver Tolar和Denis Herrmann為6軸3D打印機(jī)開發(fā)了令人印象深刻的原型。 他們項(xiàng)目背后的主要思想是完全消除對(duì)支持結(jié)構(gòu)的需求。
與文章中的其他機(jī)器不同,學(xué)生們修改了3D打印機(jī),以使其構(gòu)建板繞額外的三個(gè)軸旋轉(zhuǎn)。 打印床的移動(dòng)與打印頭無關(guān),這使打印床可以精確傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌纫韵魏螒掖沟奈矬w。
奧利弗(Oliver)和丹尼斯(Denis)還編寫了軟件,用于協(xié)調(diào)底板和打印頭之間的各種運(yùn)動(dòng)。 這確實(shí)是一個(gè)了不起的成就,并且在撰寫本文時(shí),該機(jī)器仍在大學(xué)中展出。
編譯自:all3dp
(責(zé)任編輯:admin)
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