6款桌面級5軸3D打印機(jī),，售價可高達(dá)數(shù)百萬元

南極熊導(dǎo)讀：本文介紹了6款桌面級5軸3D打印機(jī),，有的售價高達(dá)數(shù)十萬美元或歐元（合數(shù)百萬人民幣）具有多個自由度，可以實(shí)現(xiàn)很不一樣的打印效果,，希望國內(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)動系統(tǒng)各不相同,，但是一個共同的特點(diǎn)是噴頭在X，Y和Z平面上線性移動,，是一個三軸的結(jié)構(gòu),。打印頭自下而上進(jìn)行沉積，因此對于一些懸空的結(jié)構(gòu),，通常需要打印支撐結(jié)構(gòu),。

如果為FDM 3D打印機(jī)添加額外的移動軸，可以創(chuàng)建出復(fù)雜的幾何形狀,，而不會影響表面質(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線性軸以及三個旋轉(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，因為第六軸實(shí)際上帶來的優(yōu)勢很少（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

對于3D打印機(jī),，增加兩個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)器動力學(xué)比3軸3D打印要復(fù)雜得多。而且,，切片過程也會變得更加復(fù)雜,，意味著刀具路徑必須在更復(fù)雜的CAM軟件中手動計算，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)器和項目,，這些機(jī)器和項目使用五個（甚至六個）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)，它使用多個工具頭,，其中包括一個用于3D打印的工具頭,。該項目于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,，甚至是測頭,。

在撰寫本文時，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。請注意,，5AxisMaker沒有加熱床,，因此您在使用一些材料方面會受到一定的限制,。

使用最便宜的型號，5xm400的價格約為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，但是對于復(fù)雜的5軸系統(tǒng)而言,，這筆錢并不多,。每種型號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，他們在2018年被授予CES“最佳創(chuàng)新”獎,。

Halo確實(shí)是一臺混合機(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,，而床身中的額外旋轉(zhuǎn)提供了兩個附加軸。 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“世界上第一臺面向消費(fèi)者的5軸CNC機(jī)床和3D打印機(jī)”,，目前的價格約為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個月內(nèi)便秘密開發(fā)出來。這是一臺多功能工具機(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,，另一個工具頭可以擠出銅漿,，然后將其作為導(dǎo)電電路。

CU500的每個單元都是定制的,，可以滿足每個客戶的要求,。這意味著每臺機(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,，這臺機(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計劃于5月在華沙推出,。

Vshaper 5AX在其5軸運(yùn)動系統(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)量測試的測頭,。

Vshaper 5AX的圓柱打印直徑為300毫米，高度為300毫米,，價格可能約為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個星期的工作便提出了第一個版本,，但還沒有完成……

第二個版本稱為Pentarod，它是一種改進(jìn)的RepRap Ormerod,，它使用Fanuc系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動控制,。

該項目是一個概念證明：Grutle希望驗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),。

由于該項目基于RepRap設(shè)計,，因此Grutle計劃通過發(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,。 他們項目背后的主要思想是完全消除對支持結(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)建板繞額外的三個軸旋轉(zhuǎn),。 打印床的移動與打印頭無關(guān),，這使打印床可以精確傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌纫韵�除任何懸垂的物體。

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,。 這確實(shí)是一個了不起的成就，并且在撰寫本文時,，該機(jī)器仍在大學(xué)中展出,。

編譯自：all3dp