6款桌面級(jí)5軸3D打印機(jī),，售價(jià)可高達(dá)數(shù)百萬(wàn)元

南極熊導(dǎo)讀：本文介紹了6款桌面級(jí)5軸3D打印機(jī),，有的售價(jià)高達(dá)數(shù)十萬(wàn)美元或歐元（合數(shù)百萬(wàn)人民幣）具有多個(gè)自由度,，可以實(shí)現(xiàn)很不一樣的打印效果，希望國(guó)內(nèi)的用戶可以了解到這些最新的情況,。

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(zhǎng)期以來(lái),，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(jiàn),，因?yàn)榈诹�軸實(shí)際上帶來(lái)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(lái)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(guò)從不同方向進(jìn)行打印,，與僅在Z方向上簡(jiǎn)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(wèn)題,，但5軸3D打印并非沒(méi)有其自身的問(wèn)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(guò)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(chǎng)上或仍在開(kāi)發(fā)中的大多數(shù)機(jī)器都是混合系統(tǒng),。換句話說(shuō)，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(lái)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(xiě)本文時(shí),，這家英國(guó)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(méi)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(chǎng)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(wú)法承受，但是對(duì)于復(fù)雜的5軸系統(tǒng)而言,，這筆錢(qián)并不多,。每種型號(hào)均可通過(guò)在線商店在全球范圍內(nèi)購(gòu)買(mǎi)。

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(lái)源：Bondtech）

另一家英國(guó)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(shuō)僅在18個(gè)月內(nèi)便秘密開(kāi)發(fā)出來(lái),。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(guò)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(méi)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(lái)源：Verashape）

波蘭3D打印機(jī)制造商Verashape也開(kāi)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(guó)家研究和發(fā)展中心聯(lián)合開(kāi)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(lái)源：Geeky Gadgets）

2015年,，奧斯陸大學(xué)的一位碩士生決定為其論文開(kāi)發(fā)5軸3D打印機(jī),。 ØyvindKallevik Grutle經(jīng)過(guò)僅3個(gè)星期的工作便提出了第一個(gè)版本，但還沒(méi)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(guò)發(fā)布所有文件和構(gòu)建說(shuō)明來(lái)開(kāi)源5軸打印機(jī),。 盡管這還沒(méi)有發(fā)生,，但是可以下載其碩士論文以獲取有關(guān)開(kāi)發(fā)過(guò)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(lái)源：Heise Online）

2017年,，來(lái)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(kāi)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(wú)關(guān),，這使打印床可以精確傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌纫韵�除任何懸垂的物體。

奧利弗（Oliver）和丹尼斯（Denis）還編寫(xiě)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(xiě)本文時(shí),，該機(jī)器仍在大學(xué)中展出,。

編譯自：all3dp