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6款桌面级5轴3D打印机,售价可高达数百万元

时间:2020-03-05 10:35 来源:南极熊 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃
     本文介绍了6款桌面级5轴3D打印机,有的售价高达数十万美元或欧元(合数百万人民币)具有多个自由度,可以实现很不一样的打印效果,希望国内的用户可以了解到这些最新的情况。
    传统的FDM 3D打印机有很多种结构,其中最受欢迎的是笛卡尔和三角洲。 虽然这些打印机的运动系统各不相同,但是一个共同的特点是喷头在X,Y和Z平面上线性移动,是一个三轴的结构。打印头自下而上进行沉积,因此对于一些悬空的结构,通常需要打印支撑结构。


如果为FDM 3D打印机添加额外的移动轴,可以创建出复杂的几何形状,而不会影响表面质量,也不需要添加额外的支撑。 长期以来,传统的制造行业已经用CNC铣床的5轴系统完成了类似的工作。

那么这两个额外的轴是怎么实现的呢,答案就是增加旋转轴,三个旋转轴分别标记为A,B和C,它们分别绕X,Y和Z轴旋转。 下图显示了所有三个线性轴以及三个旋转轴。

5轴机床除线性轴外,通常还使用轴A和B。 目前,六轴机床并不是很常见,因为第六轴实际上带来的优势很少(与机床复杂性有关)。

具有线性和旋转轴的直角坐标系(来源:WinnMachine)

3D打印中的五轴

对于3D打印机,增加两个额外的轴不仅可以完全消除支撑结构,而且还可以获得更高质量的表面光洁度,更大的设计灵活性和更大的零件强度。通过从不同方向进行打印,与仅在Z方向上简单堆叠图层相比,零件可以变得更加坚固。

尽管此解决方案似乎可以解决当前3D打印机的许多问题,但5轴3D打印并非没有其自身的问题。首先,机器动力学比3轴3D打印要复杂得多。而且,切片过程也会变得更加复杂,意味着刀具路径必须在更复杂的CAM软件中手动计算,例如在3D打印非平面表面的情况下尤其如此。

目前,市场上或仍在开发中的大多数机器都是混合系统。换句话说,它们是具有可变刀头的通用CNC系统,可实现多种功能。

下面深入研究一些我们认为最有趣的机器和项目,这些机器和项目使用五个(甚至六个)轴进行增材制造。

5轴3D打印机:最新进展

5AxisMaker

5AxisMaker 5xm400(来源:5AxisMaker)

5AxisMaker是一种桌面制造系统,它使用多个工具头,其中包括一个用于3D打印的工具头。该项目于2014年在Kickstarter上众筹,并承诺了多种功能,包括CNC铣床,剪线钳,喷水器,甚至是测头。

在撰写本文时,这家英国公司提供了四种不同的模型,这些模型的构建大小各不相同。所有型号均包括15,000 RPM CNC铣削主轴和带有0.6毫米喷嘴的3D打印挤出机头。请注意,5AxisMaker没有加热床,因此您在使用一些材料方面会受到一定的限制。



使用最便宜的型号,5xm400的价格约为6,530美元(5,000英镑),这可能是市场上最经济的5轴打印机。尽管可能大多数制造商和发烧友都无法承受,但是对于复杂的5轴系统而言,这笔钱并不多。每种型号均可通过在线商店在全球范围内购买。

整体尺寸(5xm400):790 x 580 x 800毫米
构建体积(5xm400):400 x 400 x 400毫米
机械分辨率:36微米(X,Y,Z轴)
标准喷嘴尺寸:0.6毫米
Ethereal Halo

Ethereal Halo

Ethereal Machines是一家位于印度的3D打印机制造商。,最近因其旗舰产品5轴3D打印机CNC混合设备Ethereal Halo而备受关注。 实际上,他们在2018年被授予CES“最佳创新”奖。

Halo确实是一台混合机器,它允许3D打印和CNC铣削在同一零件上一起工作。 底板和刀头均沿标准X轴,Y轴和Z轴移动,而床身中的额外旋转提供了两个附加轴。 它可以生产ABS,PLA,PVA,PC,NYLON,PETG等材料的零件。

该公司声称Halo是“世界上第一台面向消费者的5轴CNC机床和3D打印机”,目前的价格约为25,000美元。

整体尺寸:1300 x 1300 x 1290毫米
构建体积:Ø150x 150 mm(5轴)
机械分辨率:60微米
标准喷嘴尺寸:0.4、0.8、1.0毫米

Q5D Technology CU500

Q5D Technology的CU500 5轴系统(来源:Bondtech)

另一家英国公司Q5D Technology于2019年9月在伯明翰的TCT Show上展示了其5轴3D打印机。 Q5D是电子公司M-Solv与台式3D打印机制造商CEL-UK的合资企业。

CU500 3D打印机是Q5D的第一款产品,据说仅在18个月内便秘密开发出来。这是一台多功能工具机,可以选择CNC铣削头。



该打印机的独特功能是可以在打印过程中使用电线分配器工具头,将导线嵌入到最终模型中。而且,另一个工具头可以挤出铜浆,然后将其作为导电电路。

CU500的每个单元都是定制的,可以满足每个客户的要求。这意味着每台机器将包括不同的工具头,甚至包括自定义的构建体积。因此,CU500的定价没有确定,但最终将花费约245,000美元(200,000英镑)。

Verashape Vshaper 5AX


Vshaper 5AX(来源:Verashape)


波兰3D打印机制造商Verashape也开始使用5轴系统。 该原型首次出现在Formnext 2017上,并与波兰国家研究和发展中心联合开发。 当时,这台机器被称为Vshaper 500,但尚未投入生产。 重新命名的机器Vshaper 5AX计划于5月在华沙推出。

Vshaper 5AX在其5轴运动系统上还结合了不同的刀头。 除了3D打印挤出机和用于精加工零件的CNC铣削头之外,还有用于部件质量测试的测头。

Vshaper 5AX的圆柱打印直径为300毫米,高度为300毫米,价格可能约为560,000美元(500,000欧元)。

University of Oslo's Pentarod


Pentarod 5轴3D打印机(来源:Geeky Gadgets)


2015年,奥斯陆大学的一位硕士生决定为其论文开发5轴3D打印机。 ØyvindKallevik Grutle经过仅3个星期的工作便提出了第一个版本,但还没有完成……

第二个版本称为Pentarod,它是一种改进的RepRap Ormerod,它使用Fanuc系统进行运动控制。

该项目是一个概念证明:Grutle希望验证是否有可能在典型XY平面以外的平面上打印光滑的表面,并避免使用支撑结构。

由于该项目基于RepRap设计,因此Grutle计划通过发布所有文件和构建说明来开源5轴打印机。 尽管这还没有发生,但是可以下载其硕士论文以获取有关开发过程的更多信息。

Oliver Tolar and Denis Herrmann's 6-Axis Delta

Oliver Tolar和Denis Herrmann的6轴3D打印机(来源:Heise Online)

2017年,来自苏黎世应用科技大学的两名学生Oliver Tolar和Denis Herrmann为6轴3D打印机开发了令人印象深刻的原型。 他们项目背后的主要思想是完全消除对支持结构的需求。

与文章中的其他机器不同,学生们修改了3D打印机,以使其构建板绕额外的三个轴旋转。 打印床的移动与打印头无关,这使打印床可以精确倾斜适当的角度以消除任何悬垂的物体。

奥利弗(Oliver)和丹尼斯(Denis)还编写了软件,用于协调底板和打印头之间的各种运动。 这确实是一个了不起的成就,并且在撰写本文时,该机器仍在大学中展出。

编译自:all3dp

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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