英國的機(jī)器人工程初創(chuàng)公司 Generative Machine 正在開發(fā)一款開源的五軸熔融絲材制造（FFF）系統(tǒng)，利用了歐特克的 Fusion 360 軟件。

該系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)三軸 FFF 3D 打印機(jī)的局限性，后者在處理懸垂結(jié)構(gòu)和復(fù)雜幾何形狀時存在困難，而新系統(tǒng)通過傾斜的構(gòu)建平臺提供了更大的部件定位靈活性。多軸方法減少了材料浪費(fèi)，提高了表面質(zhì)量，并使得通常需要工業(yè)設(shè)備才能生產(chǎn)的復(fù)雜設(shè)計成為可能。

據(jù) Generative Machine 的聯(lián)合創(chuàng)始人 Ric Real 博士介紹，當(dāng)生成式設(shè)計與參數(shù)化設(shè)計方法相結(jié)合時，機(jī)器的尺寸和性能特征可以動態(tài)調(diào)整，從而能夠即時生成新的配置。

“想象一下，只需定義所需的構(gòu)建體積，更新參數(shù)化基礎(chǔ)配置，并自動‘重新生成’適合這些新尺寸的優(yōu)化機(jī)器——不難看出‘自我設(shè)計’產(chǎn)品和機(jī)器的概念開始浮現(xiàn)，而我們可以在 Fusion 中完成這一切?！彼忉尩馈?/p>

利用生成式設(shè)計和多軸運(yùn)動控制

據(jù)歐特克介紹，F(xiàn)usion 360 的生成式設(shè)計功能在機(jī)器的結(jié)構(gòu)開發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。該工具應(yīng)用人工智能（AI）和云計算，根據(jù)輸入?yún)?shù)（如材料屬性、制造約束和性能要求）生成多種設(shè)計選項。

通過探索一系列可能的配置，軟件優(yōu)化每個設(shè)計以提高效率和耐用性。通過這一過程優(yōu)化機(jī)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高了其強(qiáng)度與重量比，同時減少了不必要的材料使用。

此外，F(xiàn)usion 360 還促進(jìn)了測試版的整體設(shè)計和開發(fā)。整個打印機(jī)都在軟件中建模，簡化了迭代過程。

除了機(jī)器本身，這家英國初創(chuàng)公司還利用歐特克 Fusion 為單獨(dú)通過某種未指明的 3D 打印方法制造的金屬部件進(jìn)行原型設(shè)計。通過數(shù)控（CNC）加工進(jìn)行后處理，確保這些部件符合嚴(yán)格的公差要求，并保持打印機(jī)活動軸之間的精確對齊，這在多軸系統(tǒng)中是一個關(guān)鍵因素，因為微小的錯位可能會顯著影響打印精度。

在運(yùn)動控制方面，工程初創(chuàng)公司采用了 Duet3D 的運(yùn)動控制生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高精度部件生產(chǎn)的閉環(huán)集成。Duet3D 的控制板與 RepRap 固件相結(jié)合，提供了機(jī)器配置的靈活性，使其成為少數(shù)適用于五軸 FFF 打印機(jī)的設(shè)置之一。

將單板計算機(jī)與控制板集成，可以開發(fā)額外的插件，進(jìn)一步擴(kuò)展平臺的功能，Generative Machine 的聯(lián)合創(chuàng)始人 Andrew Everitt 強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)。

Fusion 360 的鈑金工具被用于設(shè)計電子外殼，確保內(nèi)部組件的精確和功能性封裝。通過 Fusion Electronics 探索定制印刷電路板（PCB），Generative Machine 優(yōu)化了系統(tǒng)的電氣架構(gòu)，以適應(yīng)五軸平臺。

通過擴(kuò)大對這項技術(shù)的訪問，Generative Machine 希望將先進(jìn)的 3D 打印技術(shù)更廣泛地推廣到桌面用戶。

五軸 3D 打印機(jī)的發(fā)展

Generative Machine 的五軸 3D 打印機(jī)加入了市場現(xiàn)有的產(chǎn)品陣容。去年，奧地利增材制造初創(chuàng)公司 VENOX 推出了 V-REX，這是一款專為工業(yè)和研發(fā)應(yīng)用設(shè)計的五軸復(fù)合材料 3D 打印機(jī)。自 2022 年開始開發(fā)以來，該打印機(jī)得到了奧地利經(jīng)濟(jì)促進(jìn)服務(wù)（aws）通過 PreSeed DeepTech 授予的資金支持。打印機(jī)配備連續(xù)纖維打印頭，用于沿其自然方向排列材料（如碳纖維），增強(qiáng)部件強(qiáng)度。

其自動工具更換器支持多達(dá)六種不同的打印頭，實(shí)現(xiàn)多材料打印。打印體積為 600×400×400 毫米，擠出溫度可達(dá) 500°C，V-REX 適用于廣泛的熱塑性和復(fù)合材料。VENOX 專注于高強(qiáng)度、多材料 3D 打印，將傳感器、導(dǎo)體和混合制造技術(shù)集成到單一構(gòu)建中。

2020 年，波蘭 3D 打印機(jī)制造商 VERASHAPE 的 VSHAPER 部門推出了 VSHAPER 5AX，這是一款具有加工能力的五軸 FDM 3D 打印機(jī)，旨在用于工程應(yīng)用。該系統(tǒng)旨在克服傳統(tǒng)逐層打印的局限性，其旋轉(zhuǎn)和傾斜的構(gòu)建平臺能夠?qū)崿F(xiàn)多方向的絲材沉積，增強(qiáng)部件在多個軸向上的強(qiáng)度，并減少支撐結(jié)構(gòu)的需求。

5AX 支持多達(dá)六種可互換的工具頭，包括用于多材料打印、銑削、鉆孔和拋光的選項。該系統(tǒng)最初于 2017 年公布，開發(fā)過程中得到了波蘭國家研究與發(fā)展中心的支持，并于 2018 年開展了一個開放創(chuàng)新項目，根據(jù)行業(yè)反饋完善其設(shè)計。