Generative推出新型AI生成的開源5軸FFF桌面3D打印機

2025年2月17日，南極熊獲悉，英國機器人工程初創(chuàng)公司Generative Machine正在利用Autodesk的Fusion 360軟件開發(fā)開源 5 軸熔絲制造 (FFF) 系統(tǒng)。

新系統(tǒng)突破了傳統(tǒng) 3 軸 FFF 3D打印機的局限性（這些打印機難以應(yīng)對懸垂和復(fù)雜的幾何形狀），通過傾斜構(gòu)建平臺，在零件定位方面提供了更大的靈活性。多軸方法減少了材料浪費，提高了表面質(zhì)量，并能夠生產(chǎn)通常需要工業(yè)設(shè)備的復(fù)雜設(shè)計。

Generative Machine 聯(lián)合創(chuàng)始人 Ric Real 博士表示，當(dāng)生成設(shè)計與參數(shù)化設(shè)計方法相結(jié)合時，機器尺寸和性能特征可以動態(tài)調(diào)整，從而可以立即生成新的配置。他解釋道：“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，并自動將優(yōu)化的機器‘重新生成’到這些新尺寸，不難看出‘自我設(shè)計’產(chǎn)品和機器的概念開始出現(xiàn)，我們可以在 Fusion 中完成所有操作�！�

△Generative Machine 的 5 軸 FFF 3D 打印機測試版。照片來自 Autodesk。

利用生成設(shè)計和多軸運動控制

據(jù) Autodesk 介紹，F(xiàn)usion360 的生成設(shè)計功能在機器的結(jié)構(gòu)開發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。這里應(yīng)用到了人工智能 (AI) 和云計算，根據(jù)材料特性、制造約束和性能要求等輸入?yún)��?shù)生成多種設(shè)計方案。

通過探索一系列可能的配置，F(xiàn)usion 360軟件可以改進每個設(shè)計以提高效率和耐用性。通過此過程優(yōu)化機器的機械結(jié)構(gòu)可以提高強度重量比，同時減少不必要的材料使用。

此外，F(xiàn)usion 360 還促進了測試版的整體設(shè)計和開發(fā)。整個打印機都在軟件內(nèi)建模，從而簡化了迭代過程。

除了機器本身，這家總部位于英國的初創(chuàng)公司還使用 Autodesk Fusion 對通過未指定的 3D 打印方法單獨制造的金屬部件進行原型設(shè)計。使用 CNC 加工進行后處理可確保這些部件符合嚴(yán)格的公差并保持打印機移動軸之間的精確對齊，這是多軸系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵因素，因為輕微的錯位都會嚴(yán)重影響打印精度。

對于運動控制，這家工程初創(chuàng)公司正在利用Duet3D的運動控制生態(tài)系統(tǒng)，通過閉環(huán)集成實現(xiàn)高精度零件生產(chǎn)。Duet3D 的控制板與 RepRap 固件相結(jié)合，為機器配置提供了靈活性，成為少數(shù)適合 5 軸 FFF 打印機的設(shè)置之一。

Generative Machine聯(lián)合創(chuàng)始人Andrew Everitt強調(diào)，將單板計算機與控制板集成可以開發(fā)額外的插件，從而進一步擴展平臺的功能。

Fusion 360 的鈑金工具用于設(shè)計電子外殼，確保內(nèi)部組件的外殼精確且功能齊全。還使用 Fusion Electronics 探索定制印刷電路板 (PCB)，使 Generative Machine 能夠優(yōu)化 5 軸平臺的系統(tǒng)電氣架構(gòu)。

通過擴大這項技術(shù)的使用范圍，Generative Machine 旨在讓先進的 3D 打印技術(shù)更廣泛地為桌面用戶所用。

△使用 CNC 加工對金屬 3D 打印部件進行后處理。圖片來自 Autodesk。

5 軸 3D 打印機的發(fā)展

Generative Machine 的 5 軸 3D 打印機加入了市場上現(xiàn)有的系統(tǒng)陣容。去年，奧地利 AM 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)用而設(shè)計的 5 軸復(fù)合 3D 打印機。這款打印機自2022 年以來在奧地利 Wirtschaftsservice (aws) 通過 PreSeed DeepTech 資助的支持下開發(fā)，具有連續(xù)纖維打印頭，可沿自然方向?qū)�齊碳纖維等材料，從而增強零件強度。

△V-REX 5軸復(fù)合 3D 打印機

V-REX自動換刀器支持多達六個不同的打印頭，可實現(xiàn)多材料打印。V-REX 的打印體積為 600 x 400 x 400 毫米，擠出溫度可達 500°C，可適應(yīng)各種熱塑性塑料和復(fù)合材料。VENOX 專注于高強度、多材料 3D 打印，將傳感器、導(dǎo)體和混合制造技術(shù)集成到單個構(gòu)建中。

2020 年，波蘭 3D 打印機制造商VERASHAPE的VSHAPER部門推出了VSHAPER 5AX，這是一款5 軸FDM 3D 打印機，具有針對工程應(yīng)用的加工功能。這款系統(tǒng)旨在克服傳統(tǒng)逐層打印的局限性，具有旋轉(zhuǎn)和傾斜構(gòu)建平臺，可實現(xiàn)多向細(xì)絲沉積，增強多個軸上的零件強度并減少對支撐結(jié)構(gòu)的需求。

5AX 支持多達六個可互換刀頭，包括多材料打印、銑削、鉆孔和拋光選項，最初于 2017 年發(fā)布，是在波蘭國家研發(fā)中心的支持下開發(fā)的，并于 2018 年進行了開放式創(chuàng)新計劃，以根據(jù)行業(yè)反饋改進設(shè)計。