5-осевой 3D-принтер: последние достижения

За Пределами Трех Осей

Традиционные 3D-принтеры FDM могут иметь множество кинематик, наиболее популярными из которых являются Декартовые и Дельта-принтеры. Эти принтеры различаются, но общей особенностью является то, что головка инструмента движется линейно в плоскостях X, Y и Z. Все это накладывает ограничения на то, какую геометрию можно получить, и они обычно требуют опорных конструкций просто потому, что наплавление производится в одном направлении.

Добавляя дополнительные оси движения, можно создавать сложные и запутанные геометрии без ущерба для качества поверхности или добавления дополнительных опор. Традиционные отрасли обрабатывающей промышленности уже давно выполняют аналогичную работу с 5-осевыми системами для фрезерных станков с ЧПУ.

Вы можете задаться вопросом, как эти две дополнительные оси возможны, поскольку система координат имеет только плоскости X, Y и Z. Ответ – через ротацию. Три оси вращения обозначены как A, B и C, и они соответственно вращаются вокруг осей X, Y и Z. На диаграмме ниже показаны все три линейные оси плюс три вращательные.

5-осевые станки обычно используют оси а и в в дополнение к линейным осям. Хотя это и возможно, 6-осевые машины не очень распространены, потому что на самом деле существует очень мало преимуществ, которые дает шестая ось относительно усложнения самой машины.

Пять осей в 3D-печати
В частности, для 3D-печати наличие двух дополнительных осей позволяет не только полностью исключить опорные конструкции, но и дает возможность печатать динамические, неплоские поверхности. Это открывает новые возможности для более качественной отделки поверхности, большей гибкости конструкции и большей прочности деталей. При печати в разных направлениях деталь может получиться гораздо прочнее, чем при простом укладывании слоев в направлении Z.

Хотя это решение, по-видимому, является ответом на многие текущие проблемы 3D-печати, 5-осевая 3D-печать не лишена своих собственных проблем. Прежде всего, механика машины гораздо сложнее, чем при 3-осевой 3D-печати. Кроме того, процесс нарезки детали становится проблематичным, поскольку большинство слайсеров предполагают, что слои создаются в одном направлении. Это означает, что некоторые траектории движения инструмента должны быть вычислены вручную в более сложном программном обеспечении CAM, особенно в случае 3D-печати на неплоской поверхности, например.

Хотя существует еще много ограничений для 5-осевой 3D-печати, мы увидим в этой статье, что это не только возможно – это реальность. Обратите внимание, что большинство машин, представленных на рынке или все еще находящихся в разработке, являются гибридными системами. Другими словами, это универсальные системы ЧПУ со сменными инструментальными головками, которые позволяют выполнять множество функций.

Тем не менее, давайте погрузимся в некоторые из наиболее интересных, на наш взгляд, машин и проектов, которые используют пять (и даже шесть) осей для аддитивного производства.

5AxisMaker

5AxisMaker-это настольная система, которая использует несколько инструментальных головок, в том числе одну для 3D-печати. Проект был впервые запущен на Kickstarter в 2014 году и обещал широкий спектр функций, включая фрезерный станок с ЧПУ, кусачки для проволоки, гидроабразивную установку и даже сенсорный зонд.

На момент написания статьи британская компания предлагает четыре различных модели, которые в основном различаются по размеру. Все модели включают в себя фрезерный шпиндель с ЧПУ 15 000 об / мин и экструдерную головку для 3D-печати с соплом 0,6 мм. Просто имейте в виду, что 5AxisMaker не имеет нагреваемого стола, поэтому вы будете несколько ограничены в том, какие материалы вы можете использовать.

С самой дешевой моделью, 5xm400, продающейся примерно за 6530 долларов, это может быть самая доступная 5-осевая машина на рынке. Каждая модель доступна с доставкой по всему миру через интернет-магазин.

Габаритные размеры (5xm400): 790 x 580 x 800 мм
Рабочий обьем (5xm400): 400 x 400 x 400 мм
Механическое разрешение: 36 микрон (оси X, Y, Z)
Стандартный размер сопла: 0.6 мм